KU卫星天线范文
KU卫星天线范文（精选5篇）
KU卫星天线 第1篇
缝隙天线阵元的形式多种多样[1,2], 这是由于波导场分布的特点使单个缝隙天线 (阵元) 的位置比较灵活, 甚至只要附加适当的激励元件, 就可使在不同辐射位置上的缝隙也变成辐射元。
通常为了增强缝隙天线的方向性, 在圆波导侧壁上按一定规律开多条尺寸相同的缝隙, 即构成圆波导缝隙天线阵。
波导缝隙阵列天线具有机械强度好, 结构紧凑、辐射效率高、耐腐蚀、便于加工等一系列优点, 因而在雷达、微波通信以及广播电视系统中广泛使用。
对于波导缝隙全向天线, 传统的设计方法主要有三种, 第一种是单根矩形波导双面开设辐射缝隙的全向天线[1], 这种天线增益可达10d B以上, 但是水平不圆度较差, 在水平面增益差达2d B以上。第二种是由梯形波导缝隙天线组成的圆环阵[2], 增益可以达到10dB以上, 方位面不圆度小于6.5d B, 这种中心馈电的波导缝隙圆环阵, 结构复杂, 加工难度较大。第三种是在圆波导的侧壁上开凿纵向辐射缝隙, 通过调谐激励探针的方法来激励辐射缝隙, 从而实现全向天线的性能[3], 这种全向天线的不圆度较好, 但是其增益一般只能做到5d B以下, 并且结构比较复杂。
本文提出了一种新颖的波导缝隙全向天线设计, 在圆波导侧壁上开设一系列的倾斜纵向辐射缝隙, 仿真结果显示, 在方位面360�范围内增益起伏小于0.5d B, 方位面不圆度较好, 天线增益优于7.5d B, 可用于雷达和基站通信系统中。
2波导缝隙全向天线设计
波导缝隙阵列天线可分为谐振阵列天线 (驻波阵) 和非谐振阵列天线 (行波阵) 两种形式。我们这里设计的波导缝隙全向天线属于波导缝隙谐振阵列天线的范畴, 具体来说, 这类天线一般在圆波导的一周均匀加工6~8个纵向缝隙, 已实现全向性的要求。合理选择圆波导的内径�值, 使得相邻缝隙间间距约为λg/2, 每个缝隙的长度约为λ/2, 其中λg为波导的工作波长, λ为自由空间工作波长, 缝宽一般取2~3mm, 终端设置短路板, 短路板距终端缝隙中心约为λg/2, 缝隙的倾角为θ, 于是天线阵的各缝隙单元被同相激励, 波导处于谐振状态, 最大辐射方向与波导表面垂直。
这里圆波导的一周按照6个倾斜纵向辐射缝隙来设计, 为获得更高的增益, 设计了4排缝隙阵列, 全向波导缝隙阵列天线结构示意图如图1所示。
3设计结果
对于该全向波导缝隙天线, 采用三维电磁仿真软件Ansoft HFSS进行了全波仿真分析, 辐射缝隙的长度为10mm, 缝隙的倾角为20度, 圆波导的内壁直径为22mm, 波导的壁厚为1mm。图2给出了中心频点的立体方向图, 可以看出天线的全向性非常好。
图3所示为天线的回波损耗仿真曲线, 由仿真结果可以看出, 在频段14.2-15.6GHz的带宽内, 天线的回波损耗小于-10d B。
图4为天线在频带内低、中、高频率点仿真的E面、H面远场辐射方向图。由图可以看出, 在整个频带内, 天线在方位面360�范围内具有很好的全向性, 不圆度小于0.5d B。
4结论
本文设计了一种Ku波段波导缝隙全向天线, 该天线在圆波导上开设倾斜的纵向缝隙, 结构简单, 易加工, 在方位面360度内起伏小于0.5d B, 具有很好的全向特性, 可应用在雷达、通信等系统中。
参考文献
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一种用于Ku波段的宽频带微带天线 第2篇
关键词：微带天线,宽频带,叠层贴片,Ku波段
1 引 言
微带天线的研究正在蓬勃地展开,这是一个具有极强生命力的课题。随着相关技术的发展,微带天线无论在理论研究,还是在工艺制造上都将越来越成熟,必将开辟更为广阔的应用领域[1]。
和其他天线相比,微带天线相对带宽较窄,特别是谐振式微带天线,现在已有一些改进办法,文献[1]介绍了一种E形微带天线,不但增加了天线的带宽, 而且实现了天线的小型化;文献[2]介绍了一种U型宽带微带天线,采用时域有限差分法进行了数值计算;实际中展宽微带天线带宽的方法还有:①增加介质基板的厚度。②减小介质的相对介电常数εr。③ 采用楔形或阶梯形基板。这种方法在VSWR < 2的频带可达20%。但这种方法对装配误差很敏感,要求很精确的装配工艺。
本文针对Ku 波段微带贴片天线进行研究,以时域有限差分法(FDTD)为研究工具,经研究及优化后天线采用了叠层贴片结构,在叠层贴片间引入泡沫材料以降低介质板的平均相对介电常数,用倒L形微带线电磁耦合馈电的方式,实现降低微带天线Q值,达到展宽频带的目的。此天线结构对馈电结构装配误差有很强的容差能力,鲁棒性良好,降低了装配工艺的难度。
2 天线结构设计及特性分析
2.1 天线基本结构
本天线单元模型如图 1所示,采用了叠层结构,在介质基板上方添加介质常数为1.08的泡沫材料,采用侧馈的馈电方式,用倒L形微带线对辐射贴片实现电磁耦合馈电,这些措施降低了微带天线Q值,从而展宽频带。贴片倒角和加调谐枝节使匹配性能更好。采用倒L形微带线耦合馈电的宽频带微带天线结构如图 1所示。本天线采用正方形微带贴片,具有良好的极化辐射对称性且易于制造。
倒L型微带线馈电的垂直部分产生感抗, 水平部分和贴片之间产生电容效应表现为容抗,调整合适的尺寸二者串联产生LC谐振回路,可以使天线呈现宽频带或者多频带特性。变化的电流通过馈电点给微带线馈电,变化的电流将引起变化的磁场,磁场方向与电场方向垂直,当磁力线垂直穿过贴片时,又将产生变化的电场。这种变化的电磁场经过金属底板的反射后辐射出去[3,4]。
2.2 设计与优化
对天线单元参数进行分析,代入经验公式[5]进行计算, 确定天线的初始尺寸。先选择泡沫层的高度, 通常为0.1λ0。谐振频率主要是由上、下层贴片的尺寸来决定的,但泡沫层的高度对天线的谐振频率点也略有影响。随着泡沫的高度增加,在贴片尺寸及各项指标不变的情况下,谐振频率将向下偏移(低于设计的谐振频率)。然后,确定天线介质层总的等效介电常数,可以得到等效总的介电常数。
微带贴片天线设计的经验公式如下:我们选择Ku波段,以12GHz为中心频率,代入下列公式计算:
式中c是真空中的光速,ϵr和ϵe分别是基板的相对介电常数和等效介电常数,Δl是修正值,分别由如下微带天线经验公式给出:
上式中h是基板的厚度。
利用电磁仿真软件对天线结构的主要参数进行仿真,经过优化后,结构如图 2所示,该宽频带微带贴片天线的主要尺寸为:正方形辐射贴片边长a=7mm,基片边长W=L=2cm。基板介电常数2.65,厚度h1=1mm,h2=2mm,h3=1mm,馈电微带线长度l为3.58mm。
3 仿真结果分析
仿真的主要结果和原理分析如下:
回波损耗参数示意图如图 4所示。当s11-10dB(VSWR2)时,天线工作频段为11.05 GHz ～13.2 GHz,其中,12GHz频率是天线的谐振频率,信号最大衰减达到-28dB,由此可推测设计天线匹配良好。由图 3更直观的看到端口的输入阻抗实部在频带12GHz接近于50Ω, 虚部接近0,匹配良好。而且,设计天线在较宽的频段内只有一个谐振频点,也说明了此天线模型将有较好的效率特性。相对带宽为:
普通微带贴片天线相对带宽仅为0.5%～3%,大大限制了其应用范围,设计的天线较传统的微带天线而言, 带宽得到了大幅度提高。
图 5显示了极坐标系下E面和H面方向图,根据最大场强值的0.707倍所包含的角度为波瓣宽度的定义,设计天线的垂直波瓣宽度为70度,水平波瓣宽度为90度。方向图中可以得到天线的增益,单位为dB时,最大增益是3.8dB。增益不是很高,这是因为频带展宽与增益是一对矛盾,随着频带展宽,增益有所下降。微带线耦合馈电方式,馈线和辐射贴片之间没有直接相连,辐射贴片和馈线之间可以有微小的错位,不像用同轴线馈电情况下要求那么苛刻,对天线馈点匹配性能的鲁棒性进行了仿真分析,我们知道阻抗匹配好时,回波损耗值较大,表 1显示不同微带线长度下回波损耗值,可以看到从3100～3900 较大的范围内,匹配状况都良好,显示了良好的鲁棒性。装配容许误差较大,这样大大减小了实际加工中的难度。
4 结束语
本文设计一个工作在中心频率12GHz用于Ku 频段通信的宽频带微带贴片天线。并基于时域有限差分法对宽带倒L形微带线耦合馈电微带天线进行了分析。 设计仿真结果表明,天线带宽得到了很大的改善,带宽(S11< - 10 dB)可达20%,较传统的微带天线而言,带宽得到了大幅度提高。并且馈电微带线在相对较大变动范围内,阻抗匹配显示良好装配容许误差较大,这样大大减小了实际加工中的难度,为工程应用提供便利。
本文设计的宽频带微带天线,可作为单元贴片微带天线,构成Ku频段微带天线阵,亦可用作卫星通信天线。
参考文献
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KU卫星天线 第3篇
1 交叉极化的产生机理
当雨滴较大时,其外形一般为扁平的椭球体,在下落过程中,由于风等因素的影响,偏离波的传播方向,产生一定的倾斜角度θ,引起交叉极化。如图1所示,电波沿雨滴长轴和短轴的衰减各不相同,于是产生差分衰减
Δα=4.343(α2-α1) (1)
式中,α2与α1分别表示电波沿x轴和y轴传播的衰减值,其中α2>α1。同时电波沿雨滴x轴和y轴的相移也不一样,产生差分相移
式中,β1与β2分别表示电波沿雨滴y轴和x轴传播时的相移[1]。
令电波传播方向与雨滴长轴之间的夹角为α。当α=0°即线极化波沿雨滴的长轴方向传播时,电场的极化方向在雨滴的圆形横截面内,电波通过雨滴虽其振幅和相位都有变化,但其极化状态保持不变。而当电波以α=90°方向入射到雨滴上时,电场E1在平行和垂直于雨滴长轴方向上的两个分量,会有不同程度的衰减和相移,分别称为差分衰减和差分相移,使得波的极化状态发生偏转,引起交叉极化现象。显然交叉极化的程度与α有关,当α=90°时交叉极化现象最严重[2]。如图1所示,是入射波电场,它在雨滴长轴和短轴方向上的两个分量受到雨滴的作用而发生不同的衰减和相移,ER为经雨滴作用后的场量,其分量E11为主极化分量,E12为交叉极化分量。
这种现象对单极化传输系统影响并不大,但对于正交极化复用的双极化传输系统,会造成极化隔离度降低,导致正交极化的信号互相干扰加大交叉极化现象,对线极化和圆极化都有影响。
通常使用交叉极化分辨率XPD或是交叉极化隔离度XPI来描述线极化波的去极化程度,定义为
在式(1)中,
2 交叉极化的预报模式
目前应用广泛的ITU-R交叉极化衰减预报模式是基于一阶小变量近似导出的
XPD=XPDrain-Cice (2)
XPDrain=Cf+Cτ+Cθ+Cσ-CA (3)
式中,CA=V(f)lgAp,p为年平均时间概率,年平均时间概率的含义是在一年中p%的时间内XPD不超过XPD(p%);Ap为p%时间概率上雨衰减量,其中0.01%时间概率雨衰减:A0.01=γRLE,特征衰减:γR=k(R0.01)α
Cice=XPDrain×(0.3+0.1lg p)/2为冰晶体产生的去极化衰减;Cf=30lg f为频率因子;Cτ=-10lg{1-0.484[1+cos4τ]}为线极化改善因子,其中τ为极化面倾角即电波与水平面夹角,τ在0°～45°范围内,Cr从15 dB逐渐递减为0,即XPD减小,极化干扰逐渐增大;τ在45°～90°范围内,XPD逐渐增大,极化干扰逐渐减小;Cθ=-40lg(cosθ)为地理增益因子;θ为地球站对卫星的仰角,仰角越大,XPD也越大,极化干扰越小;Cσ=0.005 2σ2为雨滴倾角因子,σ为雨滴倾角的方差(Degrees);σ越大,XPD就越大,极化干扰越小。对应1%,0.1%,0.01%和0.001%时间概率,ITU-R给出σ取值分别为0°,5°,10°和15°,考虑到数据库中其他概率点的数据以及实际工作的需要,根据ITU-R所给数据,拟合了σ与p的函数关系
σ=-15lg p (5)
其中,R表示降雨率;R0.01表示当地平均年0.01%时间概率点降雨率;hs表示地球站海拔高度;LE为雨顶的有效路径长度;hR表示雨顶高度;θ表示仰角;φ表示地球站纬度;f表示频率;Re表示地球等效半径。
3 极化衰减的计算
利用定点于134°E亚太6号Ku波段卫星参数,结合广州、南京、长春、西安等城市的降雨数据进行极化衰减量的分析计算,得到了在f=12 GHz时各站点不同极化0.01%时间降雨率时的衰减量。结果计算如表1所示。
4 极化补偿网络
为补偿交叉极化引起的衰减,可以通过采用极化补偿系统弥补。采用两种方法[5]如图2所示,图中OMT为正交模变换器。
在组合A中,90°极化器可以使入射电场中的两个相互正交分量之一产生微分相移,从而产生线极化波,然后用180°极化器旋转该线极化波,得到原来方向上的线极化波。在组合中,第一块极化器将入射的椭圆极化波进行90°移相,变成另一椭圆极化波,变换后的椭圆极化波经过第二块极化器进行90°移相后,即成为原来方向上的线极化波。这两种方法都可以把交叉极化鉴别率约由20 dB补偿到约30 dB。
5 结束语
从以上分析可知,在Ku波段降雨引起的交叉极化衰减现象严重,因此,必须在广泛研究分集技术、自适应补偿、功率控制法、码速率自适应法、智能天线等新技术基础上建立精度更高、操作更简便的预报模型[6],为Ku波段卫星抗恶劣气象环境的技术研究及硬件设计提供良好的传输参数。
摘要：研究了Ku波段降雨引起的交叉极化产生机理与影响。根据ITU-R交叉极化衰减预报预报模式,利用134°E亚太6号Ku波段卫星参数,结合广州、南京、长春、西安等城市的降雨数据对12 GHz频率上进行极化衰减量的分析计算。同时为补偿交叉极化引起的衰减,提出了两种极化补偿网络,效果明显。
关键词：卫星通信,Ku波段,极化
参考文献
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如何降低Ku波段卫星通信雨衰影响 第4篇
关键词：卫星通信,雨衰,影响
1 雨衰概述
1.1 产生
降雨是一种自然现象, 电波是现代通讯最重要的介质, 但是电波在传播过程中遇到降雨则会受到其影响。在电波传播区域若发生降雨, 那么雨滴会吸收部分电波能量, 而且降雨作用也会导致电波散射现象。双重影响下, 便会造成电波的衰减。另外电波散射作用还会造成无线电干扰问题, 若降雨影响严重, 还会导致电波在传播过程中还会出现去极化效应, 这些便是雨衰。
在雨衰作用下电波信号会出现缓慢的时变衰减以及非选择性衰减, 因而降低了信号的质量, 从而降低了系统的可用性。所以, 在系统运行时雨衰问题是必须考虑在内的。雨滴直径大小会直接影响雨衰强度, 如过相对比雨滴直径, 信号波长相对较大, 那么雨衰作用中散射衰减影响较大。而若雨滴的直径相对较大时, 雨衰的作用主要由吸收损耗决定。但是无论两种作用机理的哪种起主要作用, 电波都会在其传播方向上呈现出衰减趋势。并且, 信号波长同雨滴直径数值相近, 那么雨衰影响就会越明显, 信号能量衰减便会越大。中短波信号传播时, 雨衰对于C波段信号影响几乎可以不计在内。雨衰对于10GHz以上的波段影响较为明显, 因而必须将雨衰作用效果考虑到链路计算中, 并且频率越高, 则雨衰影响便会越大。即相比较小雨对电磁波的影响, 暴雨以及大雨的影响要更大。从国际无线电咨询委员会 (CCIR) (现为国际电联 (ITU) ) 提供的雨衰与频率和降雨大小的关系图中可以很清楚地看出Ku波段信号受雨衰的影响较大。在国际无线电咨询委员会 (CCIR) (现为国际电联 (ITU) ) 提供的雨衰与频率和降雨大小的关系图中降雨对电波的衰耗为实线, 而云、雾引起的衰减为虚线。Ku波段频率较高[ (12-18) GHz], 波长与雨滴的大小可比拟, 受雨衰的影响比较严重。可看出, 在Ku波段, 中雨 (雨量为4mm/h) 以上的降雨引起的衰耗相当严重。若电波穿过雨区路径长度为10km时, 对于Ku波段上行线路, 衰耗为2d B左右, 下行线路的衰耗为1d B左右;在暴雨 (雨量为100mm/h) 情况下, 每公里的损耗强度较大, 暴雨雨区高度一般小于2km, 但暴雨引起的衰耗将超过10d B以上。随着降雨强度的加大, 在Ku波段降雨衰减系数也急剧增加, 雨衰的衰减量与降雨强度几乎成正比。而对于C波段[ (4-6) GHz]来说, 雨衰的影响就不是很明显, 中雨区上行线路的衰耗为1d B左右, 下行衰耗仅为0.4d B左右, 即使是暴雨区上行线路总衰耗值也仅为1d B左右。
1.2 降雨噪声影响
降雨不单单会对电磁波造成影响, 同时还会产生热噪声。由于降雨噪声会对接收天线的信号接入端造成影响, 从而等效为天线热噪声, 主要的影响表现为信号载噪比的大小。天线的结构以及衰减量有着直接的联系。
依照实际的系统运行经验可以分析出, 当衰减增加0.1d B, 那么噪声温度便会相应增加57K。降雨噪声会随着天线仰角的增大而逐渐的缩小, 即电磁波从降雨区穿过的路径越短那么降雨所导致的信号衰减现象就会越小。而噪声温度增幅会随着雨衰的降低而减小, 若不存在雨衰, 那么噪声温度便不会变化。若波导损耗不会对信号造成影响, 那么噪声温度便主要由降雨衰减产生。噪声温度高低会直接影响到信号接收系统的G/T值, 即信号载噪比会受到噪声温度的变化影响, 噪声温度越高, 信号质量越低, 可用性越小, 所以链路计算中必须将该条件考虑在内。
1.3 去极化现象
电波在传播过程会出现衰减, 而降雨除了加速衰减外还会致使去极化现象的出现, 因此从这一角度分析, 入射波极化波面也会由雨衰作用造成影响。雨滴在降落过程中会受到空气阻力作用, 因而形状上呈现出略微扁平的形状, 雨滴两个轴向上的衰减被称作微分衰减, 而其相位移则是微分相移。其对于单极化系统的影响并不大, 但是会极大的影响双极化系统个传输质量, 降低极化的隔离度, 从而加大信号间的相互干扰。在圆极化以及线极化中, 这种降雨引发的去极化现象影响极大。而在对极化纯度的鉴别中, 常常会使用交叉极化进行鉴别。一般情况下, 当天线仰角大于15°时, 交叉极化鉴别度在超过年平均时间的0.1%时, 可以达到27d B, 0.01%时为20d B, 0.001%时为15d B。暴雨区Ku波段的微分衰减可达2d B左右 (雨区高度按2km计算) 。对于正交极化复用的卫星系统, 降雨引起的去极化作用会使极化隔离度降低, 产生极化误差, 导致干扰增加。
2 应对措施
如何有效降低雨衰现象对Ku频段电波的影响, 首要任务便是针对某一区域雨衰进行确定。这需要长时间精确的观测, 从而获取实际精确的连续数据, 例如某一特定区域中连续几年特定时间内的降雨率等。以此计算出该特定区域的降雨特性, 并根基实际的测量数据, 通过特定的计算公式, 计算出该区域特有的雨衰量。在此基础上将该区域中的降雨特性掌握清晰, 并保证计算出的雨衰量精确完整, 通过基础想的测量数据, 计算出雨衰, 并使用迭代对降雨统计进行完善, 从而掌握实际的区域雨衰状况。基于此, 可以通过以下措施解决雨衰对于信号传播的干扰。
2.1 编码及降速率技术
向前纠错技术在一定程度上可以转变传输误码率, 在雨衰较大的情况下通过这种方式可以降低雨衰影响, 即常用的FEC技术。通过降低编码率可以有效提高编码增益, 这种方式在雨衰较大的情况下最为有效, 例如编码率=1/2卷积码, 那么通过维特比译码可以将编码增益调整为5d B。但是对编码率的降低需要在一定限度内, 如果超出该限度, 即便是再次降低编码率也很难获得更大的改善, 即编码增益的提高将不再明显;并且超限度降低编码率还会减少系统容量。另外, 在雨衰影响的降低中可以通过自适应速率降低技术有效的予以克服, 即ARP技术, 通过对新到数据速率进行减少的方式, 对信道容量有效扩容, 增益比同速率减少成正比。欲将增益调整为5d B则需要将速率降低至原来的1/3。通过使用ARP技术以及FEC技术, 针对实际雨衰情况进行调整补偿。但是作用会随着深度的不断加深而降低。
2.2 空间分集技术
考虑到Ku波段特点, 若信号穿越区域降雨过多或者卫星仰角较低, 那么受到雨衰作用影响, 需要通过空间分集技术才能够消除雨衰的不良影响。该技术的作用在与降雨空间具有不均匀的分布特性。另外, 信号的分集接收主要依靠地球上一定距离的两个地球站进行, 这同地面蜂窝移动通讯空间分集技术相类似, 也可以通过地球站的切换进行单链路通讯, 利用雨衰较小的地球站进行通讯。而分集改善质量主要通过两个指标进行, 即分集增益以及分集改善因子, 两站距离越大, 分集改善效果越好。但是两站间距离范围也有一定的限度, 超出范围后改善程度的提升会有所降低。空间分集会带来好处, 但是与此同时也要付出代价。成本投入会大大增加, 由于该技术需要复杂的网络技术作为支撑, 因此网络投资成本会随之增加。空间分集技术不仅适用于两站址, 还可以应用在多站址, 但是需要付出相应的成本。
2.3 链路备余量
该方式在链路设计中常会用到, 例如在C频段通讯链路中, 会留下3d B的余量, 而Ku频段通讯链路余量通常会留有6d B。若电波通讯地区降雨相对较少, 例如沙漠地区, 通过链路余量便可以改善雨衰现象;而降雨频率相对较高的区域, 通过链路备余量的方式完全无法予以改善, 因此应当在此基础上结合其他方式。但是该技术占用卫星资源相对较多, 天气晴朗时会导致资源浪费, 而下雨时又有可能不够用。
2.4 功率控制技术
对于Ku波段的卫星通信系统, 可以通过设置AUPC即上行链路自适应功率控制系统, 通过在地球站上进行该系统的设置或者进一步通过联网技术利用自动控制系统 (APC) 进行全网管理或者通过DPC系统进行动态功率控制, 以此有效降低雨衰的不良影响。
2.4.1 上行链路自适应功率控制 (AUPC)
若采用的方式为传统功率余量的方式进行系统设计, 那么对系统通讯容量将会造成严重影响, 所以想要提高系统通讯容量则要使用AUPC技术, 从而保证链路的运行更加的可靠。其技术原理主要为:利用各地球站对链路降雨衰耗进行计算, 同时监控信号强度, 继而通过AUPC技术对地球站发射功率进行调整, 从而对链路雨衰进行动态的补偿, 保证信号工作电平稳定适宜, 在此基础上卫星接收到来自地球的信号电平基本同晴空一致。若是卫星系统更加先进, 那么卫星转发器也可以进行适当的功率自动化调整, 从而克服雨衰对Ku波段的影响。
通过地球站将下行线路雨衰值测量出来, 利用接收卫星通讯信号的变化量, 以此调节衰耗设备, 保证雨衰值得到有效的补偿。这种开环上行功率控制技术的原理相对较为渐变, 使用设备相对简单, 并且投入成本较低, 但是缺陷亦很明显, 即精度值较低。
闭环上行功率控制是地球站将接收来的卫星信标信号, 与通过卫星转发器环回信号或某一特定信道的通信业务信号的C/N (或S/N) 值进行比较, 然后去控制地球站的上行功率。这样一来, 上行信号的雨衰值和上行功率控制的控制量有较高的准确度。因此在闭环上行功率控制中必须将控制信道与通信信道分开, 所用设备较多, 费用较高。
2.4.2 自动功率控制 (APC)
针对上行功率控制最为有效的便是APC技术, 但是在下行线路中也需要将雨衰问题考虑在内。为了使得这一问题得到解决, APC技术, 即自动功率控制系统应时而生, 这种建立在卫星通讯网管系统之上的技术能够有效提升卫星通讯系统信息传递的可靠性以及稳定性, 并有效降低了卫星通讯的成本, 因而得到了广泛的使用。
2.5 极化方式的选择以及天线的选择
电波信号的衰减程度会受到雨滴形状的影响, 雨滴直径会在雨滴的下落过程中发生形状的变化, 雨滴体积越大, 直径便会越大, 这时, 雨滴对于电波的影响也便越大, 衰减值以及垂直极化现象变化会随之增加。在实际的应用接收天线的口径会直接影响接收天线增益, 所以对接收天线进行扩径可以有效提高天线的增益。增益会随着口径的增加而增加, 系统的覆盖面便会越广。当然, 成本也会随着口径的增加而不断的增加。
2.6 采用低噪声高增益的优质高频头 (LNB)
现用于接收Ku频段卫星信号的LNB, 一般噪声系数为0.8d B, 噪声系数在0.6d B便是十分低的噪声, 如使用噪声系数为0.7d B的, 其增益可达到60d B。如果受某些因素的制约, 而不想或无法去增大接收天线的口径, 可首先考虑使用低噪声高增益的优质LNB, 而且这要比增大天线口径的成本低。
2.7 双频组合通信技术
低频波段受雨衰影响相对较小, 若雨衰超出了规定范围, 那么系统在检测过程中便会自动将通讯电波的频率切换到低频通讯波段, 从而保证通讯质量。
参考文献
[1]房少军, 徐明.卫星定位通信系统硬限幅的影响及解决方法[A].船舶通信导航学术会议 (1993) 论文集[C].1993.
[2]李兴.移动多媒体卫星通信系统的若干关键技术研究[D].电子科技大学, 2003.
KU卫星天线 第5篇
“对于航路机载通信, 无缝漫游的最佳宽带网络使我们始终能够为客户提供持续的、适应性强的企业网络。”美国卫讯公司政府系统部副总裁Ken Peterman说, “该演示为实现这一目标迈出了重大一步。”
测试验证了美国卫讯的“最佳宽带服务”的设计理念, 这是借鉴了移动蜂窝通信的概念。类似于手机在3G和4G或LTE之间的漫游, 当性能更高的卫星覆盖扩展到新的区域时, 无缝的卫星网络切换让用户以相似的方式受益。测试飞行证明了在Ku和Ka商业卫星之间以及在不同宽带机载网络之间切换的可行性。机载宽带终端集成了美国卫讯的Ku/Ka波段天线和移动宽带调制解调器以及一台第三方调制解调器。
在过去的一年中, 美国卫讯Exede空中上网已经让北美的200多架商用飞机安装使用宽带卫星通信机载设备, 使用美国卫讯的大容量Ka波段卫星网络。该公司还显著扩大了其全球Ku宽带机载网络, 用于商务飞机机载通信。提供多层次的服务用于提高接入优先级别, 确保无论何时无论何地均能满足用户所需性能。
系统测试包含一系列机载通信典型应用, 测试展示双波段系统提供了以下高性能通信:
⊙各种网络应用如IP电话、高清电视会议、电子邮件、网页浏览、信息发送和超大文件传输可以并发操作。
⊙机载链路下载速率高达29Mb/s, 终端上行速率7Mb/s, Ku和Ka波段商业卫星包括:SES 1, SES 2, AMC 16, Via Sat 1, Wild Blue 1和A N I K F2。
⊙使用以下数据协议采集性能信息:UDP, TCP, Web, FTP。
KU卫星天线范文
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