文档介绍:卫星通信地球站设备
一、地球站的分类及组成
地球站的各类
卫星通信地球站
可以按安装方式、传输信号特征、天线口径尺寸、设备规模及用途来分类:
1、按安装方式:
•固定站 •可搬运站 • 移动站
2、按传输信号特征:
• 模拟。
⑷在室内单元分为两个系统
一个是IDU5000为TDMA体制的系统。此系统为网状网,有网管设 备对该系统进行监视控制管理。
另一个系统则是由570L调制解调器构成。它是一个TDM/MCPC体 制的系统,是个星形网,固定预分配的系统。(570L有其特点,即它采用 了 Turbo纠错编码)。
这两个系统共用室外单元ODU和天馈系统。
2、远端小站设备组成
见远端小站设备连接方框图图2
ODU由万康公司提供的澳大利亚的Coden公司的设备;
IDU则由德国诺达公司SKYwanODU2500室内单元;
小站设备由三部分组成:天馈系统、ODU、IDU;
上、下变频均为一次变频,中频为L波段;
小站发射一个载波(TDMA大载波),接收一个载波(与发射的TDMA 为同一个载波);
IRD—电视接收机(接收泛美4号星的中央第4套、第9套节目);
由IRD向LNB提供直流24V电源;
IDU2500向收、发支路提供10MHz参考信号;
BUC由室内交流电源提供供电。
注:将来在远端可以配置以570L调制解调器作为室内单元再配以扩展C
波段的天线和ODU,构成星形网的的远端小站。
二、地球站的天馈系统
天线的功能与分类
天线的功能
1)把发送设备产生的大功率微波信号以电磁波的形式向卫星辐射。
2)接收卫星转发器的微波信号,并把它送至接收设备的第一级低噪声放 大器中。
3)要使天线始终对准卫星方向(采用伺服跟踪系统)。
天线的分类
卫星通信一般采用面天线,所谓面天线,就是具有初级馈源并由反 射面形成次级辐射场的天线。
面天线主要包括单反射面天线和双反射面天线两大类。其主要类型 如下:
1)前馈式抛物面天线(单反射面)
由馈源喇叭和主反射抛物面组成如图2A。由位于焦点处馈源发出的 球面波经抛物面反射后变换成平面波,形成沿抛物面轴向辐射最强的窄波 束,这种天线早期用过,由于馈源的阻挡,效率较低,现已不用。 2)偏馈(偏置)抛物面天线(单反射面天线)
它实质上是切割抛物面部分曲面,在焦点处放置馈源喇叭,使其仅 对偏置反射面照射。图如2b,由于馈源偏离视轴,不产生阻挡,故可提 高效率,降低副瓣。是VSAT小型地球站理想的天线。比如, 。
3)卡塞格伦天线(双反射面天线)
利用后凸双曲面和抛物面而形成的双反射面天线。如图2c所示。
由馈源喇叭对副反射面(双曲面)照射,再由副反射面再对主反射 面(抛物面)照射形成平面波束。这种天线口径利用系数高,从而提高了 天线的效率。
这是大、中型卫星通信地面站,不论C波段还是Ku波段,均采用此 类天线。(属后馈式天线)。
4)环焦天线(双反射面天线)
环焦天线又称偏焦轴天线。其特点是作为主反射面的焦点不是一个 点而是副反射面前的一个焦环,如图2d所示,它克服了馈源喇叭直接照
射副反射面产生驻波的缺点。并减少了副反射面遮挡的影响,提高了效率, 降低了副瓣电平。适用于VSAT小型地面站及电视单收站。
以卡塞格伦天线为例,它是由主反射面、副反射面、馈源喇叭(初 级辐射器、或一次辐射器)、双工器、座架、驱动装置。(对于大型天线有 同服跟踪系统)等组成。
一般6米以下天线不需要自动跟踪系统。6〜7米天线可用可不用。8 米以上天线需要自动跟踪系统。
天线的驱动方式:人工、电动、自动三种方式。
2)双工器
(1)关于极化
在介绍双工器之前,先来介绍关于极化的基本概念。什么是极化、
什么是线极化、什么是园极化?
•什么是极化一一表征均匀平面波的电场矢量在空间指向的变化。它是 通过电场矢量末端的轨迹来具体说明。光学上称之为偏振。按电场矢 量轨迹的特点极化分为线极化、园极化、椭园极化三种。
什么是线极化、园极化、椭园极化?
当电场矢量末端的轨迹在垂直于电磁波传播方向的垂直平面上的投影 是一条直线时,称为线极化波。
当投影是园时,为园极化波,投影为椭园时为椭园极化波。
级极化分为垂直极化和水平极化。
园极化分左旋园极化和右旋园极化,向传播方向看过去电场矢量顺时 针旋转的称为右旋园极化。逆时针旋转的称为左旋园极化。
线极化、园极化、椭园极化波之间的关系。
空间传播的电磁波常为椭园极化波。即瞬时电场的大小和方向随时间 变化,其矢量轨迹为椭园形,椭园的长轴与短轴之比定义为轴比。当 轴比为1时变为园极化波,当轴比为无限大时,椭园极化波变为线极 化波。因此,线