卫星通信设备构造与功能(公开)

月
主要内容
一、卫星通信的基础知识简介
二、卫星设备构成与功能
三、日常故障判断与处理
一、卫星通信 简介-通信卫星 的分类
1、按轨道类型划分 形状— — 圆轨道、椭圆轨道 倾角— — 赤道轨道、倾斜轨道、极轨道 对地静止轨道（GEO） 2、按轨道高度划分 低轨（LEO），轨道高度低于5000公里 中轨（MEO），轨道高度在5000到20000公里之间 高轨（HEO），轨道高度高于20000公里
EHF 极高频
卫星频段字母划分（源于20世纪40年代的雷达应用):
L频段，1-2GHz，移动通信、声音广播 S频段，2-3GHz，移动通信、图像广播
C频段，4-6GHz，商用，固定通信、声音广播
X频段，7-8GHz，固定通信（通常用于政府和军方） Ku频段，10-14GHz，商用，固定通信、电视直播 Ka频段，17-31GHz，固定通信、移动通信（1999年开始使用）
的喇叭，俗称为喇叭口。
馈源是由波纹喇叭、圆矩变换器、极化变换器三部分 组成。
发送信号时它的作用是将来自馈线的射频功率以电磁
波的形式向反射面辐射，使其在口径上产生合适的场 分布，以形成所需的锐形或赋形波束；同时使由反射 面边缘外漏溢的功率尽量小，以期实现尽量高的增益。 接收信号时将卫星天线会聚到焦点的能量全部收集起 来，变成信号电压，送给高频头LNB。 卫星天线基本上用大张角波纹馈源。
馈源、双工器
MODEM
二、卫星设备构成与功能-天线
抛物面天线是把来自空中的卫星信号能量反射聚成一点。是把电磁场 能变为高频电能或反之的装置。
抛物面天线分为前馈和后馈，前馈又分为正馈（一般用于C波段）和 偏馈（Ku波段），一般偏馈天线的效率稍高于正馈天线。
口径：3.7米 口径：1.2米 口径：0.6米
下行12.25-12.75GHz （上下频率差为1750M）
1750
卫星功率放大器
13050
11300
LNB
卫星调制解调器
1000MHZ
1000MHZ
卫星调制解调器
1000+13050-1750-11300=1000
一、卫星通信简介-方位角、仰角、极化角
方位角：以正南方向为标准，将卫星天线的指向偏东或偏西
中的相关频率分量

每颗通信卫星的整个工作频段通常被分为多个子频段， 每个子频段都由一套滤波、变频和放大电路构成独立的传输 通道，称为转发器。Ku频段转发器的带宽通常为54MHz或 36MHz
二、卫星设备构成与功能-基本组成
卫星通信天线-固定式、 移动式、便携式 功率放大器— — 含上 变频器的BUC 调制解调器— — LNB— — 低噪放大器
结束
调整一个角度，该角度即是所谓的方位角。
仰角：是天线轴线与水平面之间的夹角。
极化角：通信卫星的信号大多采用线极化方式传送，可以在
同一个转发器中传送两个相互垂直且互不影响的两个信号，通常 这两个方向为水平（H）和垂直（V）两个方向。由于位于赤道上 空的卫星经度与接收地经度一般并不相同，所以卫星发出的水平
三、日常故障判断与处理-检测方法
寻星 参数设置 外部供电
自环判断 频点 带宽 10M参考 外部供电
三、日常故 障判断与处 理-监测手段
目前常用的卫星系统的 监测手段主要依靠频谱仪， 该设备是微波测量中必不 可少的测量仪器之一，它 能对信号的谐波分量、寄 生、交调、噪声边带等进 行很直观的测量和分析。
或垂直极化波到达接收地后极化方向会发生变化，所变化的角度
即是所谓的极化角。极化角=卫星经度-接收地经度，值为正时则 顺时针调，负时则逆时针调。
一、卫星通信简介-卫星转发器
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
透明信道方式的卫星通信转发器只对信号作滤波、变频和放大处理： 接收天线定向接收上行信号 低噪声放大器对上行信号进行预放大，输入带通滤波器选择上行信号 混频器对信号作上行下行频率转换 信道放大器用于调整转发器的增益 功率放大器对输出信号作功率放大，输出带通滤波器限制带外噪声对 相邻转发器的影响 发送天线定向发送下行信号
二、卫星设备构成与功能-天线控制器（静中通）
方位角 俯仰角 系统状态
极化角
GPS和罗盘状态
接收信 号 u解锁 L锁定
MODEM状态
二、卫星设备构成与功能-天线控制器（静中通）
二、卫星设备构成与功能-天线控制器（动中通）
二、卫星设备构成与功能-馈源
馈源是在抛物面天线的焦点处设置一个收集卫星信号
一、卫星通信简介-频段和波长
无线电波长划分：
3Hz 30kHz 300kHz 3MHz 30MHz 300MHz 3GHz 30GHz 300GHz
108m
104m
103m
102m
10m
1m
10c m UHF 超高频 SHF 特高频
1cm
1mm
VLF 超低频
LF 低频
MF 中频
HF 高频
VHF 甚高频
一、卫星通信简介-频率转换计算
常用工作频段：
从地面发送上卫星的载波工作频段称为上行频段，从卫星向地面发送的载波 工作频段称为下行频段。
Ku频段：上行14.0-14.5GHz
上行和下行频段本振分别是： 13.05GHz和11.3GHz 计算方法： 14.0-13.05=950MHz 14.5-13.05=1450MHz
二、卫星设备构成与 功能-调制解调器指 示灯
卫星调制解调器前面板的指示灯状态可以知道网络是否通畅。 调制解调器RX、TX、NET灯均为绿色时，表明网络正常； RX接收信号灯联通时为绿色，没有接收到信号时为橙色； TX发射信号灯一直为绿色； NET网络灯不通时为橙色，联通时为绿色； STATUS设备状态灯，启动时会闪亮，正常后自动灭灯； POWER电源指示灯。
的解调。
二、卫星设备构成与功能-功率放大器
功率放大器用在发射回路上。其主要 作用是将发射信号进行放大，然后送 往馈源。
另外一种是不带前级BUC的SSPA/HPA，只 是单纯的信号放大，负责变频的是另外一个单 独的设备(上/下变频器)。
功放有两种：一种是带前级变频和预放（BUC-Block UpConverter的，其作用是将中频信号（70M、140M或L波段） 与本振信号进行混频，变成高频的C或Ku波段信号。
二、卫星设备构成与功能-LNB低噪放大器
LNB又称高频头或降频器，用在接收回路上，其主要功能 是将馈源送来的卫星信号进行降频和信号放大，然后送至 调制解调器。
LNB的工作流程是先将卫星高频讯号放大至数十万倍，然
后再与本地振荡电路进行混频，将高频讯号转换至中频
（70M、140M或L波段），以利于同轴电缆的传输及MODEM
二、卫星设备构成与功能-调制解调器
将要发送的基带信号进行“编码— — 前向纠错编码— — 调制”，并 将调制后的信号通过馈线送往BUC。
将通过LNB接收到的信号进行“解调— — A/D转换— — 前向纠错解
码— — 解码”，通过数据接口送往相应设备。
ODU Rx/Tx 10MHz都需要 开启 ODU RxDC Power 大厅一 台需开启，车载不需要