摘要:1.地球站的分类与特点地球站是卫星通信系统的重要组成部分,可以按不同分类方法进行分类。一般地讲,地球站的功率辐射能力越大,接收灵敏度(常用性能指数G/T表示)越岛,则承担业务的能力越强。根据G/r的大小,标准地球站可分为三类:2.地球站的组成与功能图13-16所示是典型的地球站组成方框图,大体上可分为:天线、馈线设备
1.地球站的分类与特点
地球站是卫星通信系统的重要组成部分,可以按不同分类方法进行分类。一般地讲,地球站的功率辐射能力越大,接收灵敏度(常用性能指数G/T表示)越岛,则承担业务的能力越强。根据G/r的大小,标准地球站可分为三类:
2.地球站的组成与功能
图13-16所示是典型的地球站组成方框图,大体上可分为:天线、馈线设备、发射设备、接收设备、信道终端设备、天线跟踪伺服设备、电源设备。
(1)天线、馈线设备
天线、馈线设备基本作用是将发射机送来的射频信号变成定向(对准卫星)辐射的电磁波;同时收集卫星发来的电磁波,送到接收设备。通常,地球站的天线是收、发共用的,因此要有收、发开关(或称双工器)。从双工器到收、发信机之间,有一定长度的馈线连接。
由于卫星通信大都工作于微波波段,所以地球站天线通常是面天线,目前主要用卡塞格伦天线。
一般来说,工作频段一定,当折算到地球站馈线输入端的总(外部和内部)等效噪声温度一定时,天线口径越大,地球站接收灵敏度就越高,通常用地球站品质因数G/r来描述。G/r值的分贝计算式为
[G/7,]=101gGR-101gr(13-T)
式中,Gr为接收天线增益;T为地球站馈线输入端处总的等效噪声温度。
当地球站天线向卫星辐射的功率一定时,若地球站天线增益越髙,则发射机需输出的功率越小。但是,天线口径越大,则地球站的机动性越差,在某些场合下是不希望的,这个矛盾要综合考虑解决。
(2)发射设备
发射设备主要任务是将已调制的中频(一般为70MHz)信号变换为射频信号,并将功率放大到一定的电平,经馈线送到天线向卫星发射。功率放大器可以是单载波工作,也可以是多载波工作。功率放大器的输出功率最髙可达数百至数千瓦。
(3)接收设备
接收设备的主要任务是把天线收集的来自卫星转发器的有用信号,经加工变换后,送给解调器。通常接收设备入口的信号电平极其微弱,为了减少接收机内部噪声的干扰影响,提高灵敏度,接收设备必须使用低噪声微波前置放大器。为减少馈线损耗的影响,该放大器一般安装在天线上。
由低噪声放大器输出的射频信号,要经过下变频器变为中频(一般为70MHz)信号,以便信道终端解调器进行解调。
(4)信道终端设备
信道终端设备在发射端信道终端的基本任务是,将用户送来的消息加以处理,变成适合所采用的卫星通信体制要求的信号形式;在收端则应进行与发端相反的处理,使收到的信号恢复为原来的消息。
(5)跟踪和伺服设备
由于种种原因,静止卫星并非绝对“静止”的。因此地球站的天线必须经常校正自己的方位和仰角,才能对准卫星。其方式有手动跟踪和自动跟踪两种,前者是相隔一定时间对天线进行人工定位:后者是利用一套电子、机电设备,使天线电轴对卫星进行自动跟踪。手动跟踪是各型地球站都具有的;自动跟踪则多用于大型地球站,以经常保持高的跟踪精度。
(6)电源设备现代卫星通信系统,一年中要求99.9%的时间不间断地、稳定可靠地工作。电源系统必须满足这一要求。特别是大型地球站,一般要有几种供电电源,即市电、柴油发电机和蓄电池。正常情况下是利用市电,一旦市电中断,即由应急发电机供电,在发电机开机到正常运行前,由蓄电池短期供电作为过渡。平时,蓄电池是由市电通过整流设备对其进行浮充,以备急用。为了保证高度可靠,发电机也应备份。
此外,还有整机的控制、监视设备等。
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