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卫星移动天线系统卫星移动天线系统 编者按:移动通信系统根据通信基站的位置可分为地面移动通信系统和卫星移动通信系统,地面移动通信系统的基站是在地球的地面上,典型的代表就是大家都很熟悉的手机电话系统。卫星移动通信系统的基站是在卫星上,由于卫星的不同,又分为(固定)卫星移动通信系统和移动卫星(移动)通信系统。(固定)卫星移动通信系统的基站选择在同步静止轨道(高轨道)即相对固定的卫星上,典型代表是海事卫星电话系统。移动卫星通信系统的基站选择在中、低轨位即相对是移动的卫星上,典型代表是GPS系统和前些年建成的铱星卫星电话系统(建成后,因成本...

卫星移动天线系统
卫星移动天线系统 编者按:移动通信系统根据通信基站的位置可分为地面移动通信系统和卫星移动通信系统,地面移动通信系统的基站是在地球的地面上,典型的代表就是大家都很熟悉的手机电话系统。卫星移动通信系统的基站是在卫星上,由于卫星的不同,又分为(固定)卫星移动通信系统和移动卫星(移动)通信系统。(固定)卫星移动通信系统的基站选择在同步静止轨道(高轨道)即相对固定的卫星上,典型代表是海事卫星电话系统。移动卫星通信系统的基站选择在中、低轨位即相对是移动的卫星上,典型代表是GPS系统和前些年建成的铱星卫星电话系统(建成后,因成本过高无人使用而移作它用)。当然这些卫星移动通信系统的关口站还是建立在地面上的。 卫星移动天线系统 卫星移动天线系统是特种天线,是由军事转为商业用途的高科技的天线,是由一整套卫星移动通信技术和设备组成的系统。 卫星移动天线系统是运动中接收卫星信号或发射、接收双向通信的天线。卫星移动天线系统采用激光制导、遥测天控技术、GPS卫星定位等技术,能自动捕获目标卫星;采用先进的自跟踪技术,能在载体运动的情况下,对卫星进行高精度的自动跟踪。 根据接收方式不同,分为:在固定地点、自动寻星的卫星移动天线系统——静中通;运动中自动寻星、接收卫星电视信号的卫星移动通信天线系统——动中通。 根据通信方式不同,分为:单向接收卫星电视信号的天线系统——单向卫星移动天线系统;可进行双向移动通信的天线系统——双向卫星移动通信天线系统。 单向卫星移动天线系统可以接收卫星电视、卫星广播、图文资料等多媒体信息,广泛应用于汽车、火车、轮船、气垫船、海上石油平台、物探船、军舰。双向卫星移动通信天线系统可进行移动通信。通过卫星在移动过程中直接通信,不间断地双向传输图象、数据、语音等多媒体信息,进行电视直播、电视转播、语音通讯、视频会议、远程调度管理,应用于电视直播、卫星通信、转播车、电视台、银行、军队、军舰、气垫船、水陆两用坦克、公安、以及大型调度管理系统。 卫星移动天线系统还可以利用基本的原理,在功能上进行扩展,将移动载体的通信进行广度和深度的充分应用。卫星移动天线系统可广泛应用于电视台、电视直播、电视转播、长途客运、野外地质、勘探、测绘、公安巡逻、指挥、铁道列车、内河船舶、海洋客货渔轮、海洋石油钻井平台及后勤船舶、海军战舰及后勤给养运输站、油轮、银行、金融系统、公交、交通管理、救援和坦克、装甲摩托化战车、以及其他大型调试管理系统。 卫星移动通信系统 卫星移动通信系统是多项尖端科技的结晶。1962年,美国利用微波中继通信技术成功地发射了“电星一号”能动型通信卫星,开始了卫星通信的历史。 当第一颗通信卫星发射升空之后,卫星通信专家、军事通信专家和军事战略家就瞄准了卫星移动通信的巨大、广泛的潜力和深远的军事意义。现代战争是信息的战争。卫星是信息战中的重要信息平台和信息支援。卫星、卫星通信、卫星移动通信关系到信息战的胜负。卫星通信与信息战之间存在着密切的联系。 在运动中传输图像、语音、数据是各国卫星通信的难题。卫星移动通信系统面临极大的挑战。一般天线、通信站(编者注:即用户终端)都是固定或定点的,或是移动式通信将车辆开到固定地点,然后进行卫星通信作业。但这种方式越来越不能满足现代通信的要求。卫星通信的优点是覆盖范围广,缺点就是不能像无线通信一样可以移动通信。所以不论商业通信、军事通信等总受到限制。 卫星移动通信系统要解决传输速率、通信质量和保证运动中进行通信的难题。传输速率要高于低轨道卫星移动通信的传输速率,并可捷变;传输图像、语音、数据等高速信号,而信号质量要与静止通信一样;载体在路面、海面等不稳定的运动速度、运动方向下,要保证通信的速率和质量;载体和天线在随机行进的情况下,受到电波干扰、电子干扰;高楼、桥洞、森林、山体遮挡;雨衰、大浪强风、磁场等干扰,要尽快恢复通信中断。 由于技术和时代的限制,卫星移动通信技术没有多大进步。进入九十年代,数字技术、通信技术、计算机技术、激光陀螺技术、激光陀螺制导控制技术、遥测天控技术、全球GPS定位技术等高科技的诞生和发展,卫星宽带移动通信系统应运而生。 卫星宽带移动通信系统SMCS(Smooth Mobile Communication System)——动中通,成为各国研制开发的重要目标,并研发出多种动中通。 卫星移动通信系统的动中通最早装备美军。为使快速前进的部队与指拭军官及其它军种、司令部之间保持连续通信,而装备在美国陆军的车辆、装甲车、坦克通信车上;而在海军的各类军舰、航空母舰上增添了一个个绿色、黑色、白色、乳白色和迷彩色的半球型、半圆头柱体型的动中通。动中通以轻便、快速为主要特点,部队中途停下来架设天线的作战方式,已成为过去,已不适应当今的作战速度。 美国的“凤凰计划”其中一个重要项目就是研制保密、移动、抗干扰、可靠的、简单和大容量通信战术终端(SMART-T),作为单向透明战略的重要、必要的技术和设备。 美国的MOCAIC ATD计划是将美国DARPA资助的GLOMO、SUO SAS、CAN(空中通信节点)项目技术与陆军通信及电子司令部(CECOM)研究发展中心(RDEC)的几项研究技术结合在一起,进行移动通信演示。通过验证和筛选,把商用产品和国防部的研究成果集成在一起,目标是满足未来战斗系统(FCS)和目标部队(OBJECTIVE FORCE)的通信需求以及战场指挥系统基础结构的可移动性,形成一个战场所需的无缝隙通信体系结构。MOSAIC是多功能的动中通、抗毁、抗扰、自适应综合通信系统。 美国已开发出用于“悍马”车使用的新型更小更轻便的动中通。位于麻省的沃尔瑟姆雷声公司制造的安装在“悍马”车上的动中通——SMART-T,同时还适用于高级极高频飞机。 SMART-T首次应用于伊拉克战争。美国动用了GPSIIR-8和国防卫星通信系统IIIA-3卫星在内的数十颗军用卫星和部分商用卫星,卫星总数多达100多颗。10多颗侦察卫星以及伊诺克斯-2等商用遥感卫星对伊方的军事进行严密监视;KH-12光学成像卫星、“长曲棍球”雷达成像卫星等俯视整个伊拉克战场;“大酒瓶”等电子侦察卫星监测伊拉克无线电信号。 在伊拉克战场上,美国借助于卫星,信息化战场变得高度透明。美英联军能迅速获取各类静态和动态的作战信息,并实时地传递和处理。信息的获取达到了精确化、实时化。美英的动中通利用信息打击、瓦解、欺骗伊军,伊军迅速土崩瓦解。动中通的功能、威力引起各国军方的注意。 2004年10月,位于美国西盐湖城的L-3通信公司设计开发出为多功能卫星移动通信终端,也属于“凤凰”计划的一部分。该设备十分小巧,首期装备美国陆军,并将装备海军陆战队、空军、预备役部分和国民警卫队。 加州阿纳海姆的波音作战管理C3分部和麻省马尔伯勒的雷声网络中心系统机构负责研究生产卫星移动通信以及各军种间地对地,地对空卫星通信的更新一代的通用终端。 英国的THALES公司参与了美军JTRS计划和英国的BOWMAN计划,开发出系列增强型数字卫星移动终端支持战时的信息传输;法德两国联合研制的多模式多用途高级演示模型MMR-ADM提出了未来战术通信系统。 美国SEATEL公司专门研发海上移动通信,为军舰、潜艇、航空母舰、大型商船、货轮、油轮提供海上无间断的通信和电视服务。 空中移动通信,最典型的是美国应用于无人机全球鹰——GLOBAL HAWK,全球鹰的卫星移动通信,凭借卫星覆盖范围广的优势,将侦查的图像、照片实时回传司令部。 卫星、卫星通信已经越来越成为各种武器的“神经”。数字化部分、数字化战场、非线性作战、全维作战、立体空间作战、信息战争、机器人战士、智能战争等都离不开卫星、卫星通信、卫星移动通信。 在军事领域发挥作用的同时也广泛应用于民用。俄罗斯、印度、中国、日本、以色列、意大利、澳大利亚等20多个国家对卫星移动通信展开深入研制。全球领先的卫星移动天线和通信解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 供应商RAYSAT(TM),IMC.推出了全球最小的卫星电视车辆天线TELERAY(TM)。TELERAY天线是为日本国内汽车市场而开发的。TELERAY厚度为2.5CM,直径为40CM,是一种小尺寸车顶天线,行驶车辆中的乘客能够观看现场直播的日本BS/CS卫星电视广播。 卫星移动通信系统技术 1、卫星移动通信系统可以通过任何一颗地球同步卫星或空中平台,超越时间和空间的限制,实现点对点、对点多点卫星移动多媒体通信,能迅速将移动载体中的多媒体数据瞬时传到世界各地和接收世界各地的多媒体信息。但卫星移动通信系统要克服电波在运动中传输时的各种致使的影响。 (1)陆地卫星移动通信:陆地卫星移动通信的电波在运动传输时,会遇到各种物体,经反射、散射、绕射、到达接收天线时,已成为通过各个路径到达的合成波。各传输路径分量的幅度和相位各不相同,造成合成信号起伏很大,形成多径衰减。电波经建筑物、树木等阻抗被衰减,对车载等陆地卫星移动通信系统的信号传输造成极大威胁。 (2)海上卫星移动通信:海上卫星移动通信的传输,有来自近处的正常反射波镜面反射,也有来自前方较广范围的非正常反射波杂射波。 (3)航空卫星移动通信:航空卫星移动通信由于速度的关系,有来自更多、广泛的非正常反射波杂射波。当飞机移向卫星时,频率变高,远离卫星时,频率变低,而且由于飞机的速度十分快,就会产生“多普勒效应”。 1842年,奥地利物理学家、数学空多普勒·克里斯琴·约翰(DOPPLER CHRISTIAN JOHANN)在文章“ON THE COLORED LIGHT OF DOUBLE STARS”首先提出了“多普勒效应”(DOPPLER EFFECT)这一理论。多普勒频移,也称多普勒效应,是为纪念多普勒而命名的。 多普勒发现声波频率在声源移向观察者时变高,而在声源远离观察者时变低。把声波视为有规律间隔发射的脉冲,可以想象为你每走一步,便发射了一个脉冲,在你之前的每一个脉冲都比你站立不动时更接近你自己;而你在后面的声源则比原来不动时远了一步。或者说,在你之前的脉冲频率比平常变高,而在你之后的脉冲频率比平常变低了。 多普勒效应不仅仅适用于声波,适用于所有类型的波形,包括光波。科学家EDWIN HUBBLE使用多普勒效应得出宇宙正在膨胀的结论。他发现远处银河系的光线频率在变高,即移向光谱的红端。这就是红色多普勒频移,或称红移。若银河系正移向他,光线就称为蓝移。 在卫星移动通信中,当飞机移动卫星时,频率变高,远离卫星时,频率变低,而且由于飞机的速度十分快,就会产生“多普勒效应”。非静止卫星本身也具有很高的速度,两个高速移动的物体进行通信,难度很大,所以航空卫星移动通信系统是由静止卫星提供,尽量消除“多普勒效应”。 2、卫星移动通信系统可与区域网和地域网实现有线或无线接入,组成天地合一的无缝通讯网,使信息得到广度和深度的传播与利用,是众多顶尖高科技综合运用综合研发的方向。 3、卫星移动通信系统运用了激光陀螺制导控制系统、遥测天控技术、全球GPS定位技术等高科技。 惯性导航制导系统简称惯导系统: 最早应用惯性制导武器系统的是二战时期德国的V-2火箭。经过半个多世纪的发展,惯性制导系统的应用被扩展到海陆空各大军事民用领域,已经成为高科技武器装备不可缺少的子系统,广泛运用在海、陆、空各种运载工具,在国防科技上占有十分重要的地位,也是世界各军事强国重点发展的技术领域之一。 惯导系统的主要组成部分包括:陀螺、加速计和计算机。 陀螺是关键部件。陀螺主要分为机电陀螺和光学陀螺,光学陀螺分为激光陀螺与光纤陀螺。光学陀螺是对机电陀螺的重大突破,激光陀螺已逐步替代了机电陀螺。 激光陀螺的原理是利用光程差来测量旋转角速度(SAGNAC效应)。激光在闭合光路中,由同一光源发出的沿顺时针方向和反时针方向传输的两束光和光干涉,利用检测相位差或干涉条纹的变化,就可以测出闭合光路旋转角速度。激光陀螺仪的基本元件是环形激光器,环形激光器由三角形或正方形的石英制成的闭合光路组成,内有一个或几个装有混合气体(氦氖气体)的管子,两个不透明的反射镜和一个半透明镜。用高频电源或直流电源激发混合气体,产生单色激光。为维持回路谐振,回路的周长应为光波波长的整数倍。用半透明镜将激光导出回路,经反射镜使两束相反传输的激光干涉,通过光电探测器和电路输入与输出角度成比例的数字信号。 光纤陀螺三轴惯测仪是由三个光纤陀螺仪和三个石英挠性摆式加速度计组成,可以实时输出载体的角速度、线加速度、线速度等数据,具有对准、导航和航向姿态参考基准等多种工作方式,用于移动载体的组合导航和定位,同时为随机运动的天线的机械控制装置提供准确的数据。主要性能:加表精度1*10-4g;光纤陀螺精度(漂移稳定性)≤1°/h;标度固形线性度≤5*10-4。 激光陀螺除导航功能外,还可为舰艇上的武器控制和作战管理系统提供精确的姿态和航向数据。 由激光陀螺、线加速计和控制线路等组成的系统称为激光陀螺捷联惯性导航系统,简称激光制导系统、激光惯导系统或激光陀螺惯导系统。激光惯导系统能实时解算出车辆、舰船、飞机、导弹、火箭等载体的航向姿态、速度和位置变化并输送到控制系统,从而实现自主导航、精确制导,是理想的导航平台、发射平台、通信平台和测量平台。 我国某航天军工公司的激光陀螺捷联惯性导航系统技术指标。 激光陀螺、激光陀螺惯性制导系统作为精确制导和精确定位的关键技术,已得到大量装置和使用。 1982年,美国开始在“战斧”式空对航巡航导系统作为精确制导和精确定位的关键技术,已得到大量装备和使用。 1986年,激光陀螺系统在“阿里亚娜”运载火箭上试飞成功。激光陀螺迅速应用到几乎所有型号的导弹惯导系统中。 1997年,以激光陀螺为核心的第二代 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 惯导系统。在美国已被大量应用到各类军用飞机上,如F-117A隐形战斗机。采用激光陀螺/GPS导航的飞机的导航精度平均达到了5.2米。 近年来,美国和北约海军军舰近年来用激光陀螺惯导系统取代用于潜艇和各种水面船只的抗性陀螺仪。 美国陆军对炮兵多管火箭系统进行增程,射程从32公里提高到45公里,随着射程的提高,投放误差也将增加,采取了激光陀螺制导系统,不但提高射程还提高了火箭命中率。 美军已大量装备了激光陀螺惯性制导系统,复杂山路上运动中的地面通信车、海面上运动中的舰艇、各种战机和导弹能在运动中时刻精确对准军用卫星,进行无障碍通信。 激光陀螺惯导系统的优越功能决定了首要的应用领域是在军事上,同时也迅速应用与民用方面,用途甚广。 1980年,激光陀螺被美国波音公司选中,最早用于新研制的波音757客机、767客机的导航系统中。 1981年,欧洲的空中客车A310也采用了该系统。激光陀螺惯导系统不但在导航精度上大大提高,同时它比常规的惯导系统的可靠性提高5倍以上。 激光陀螺惯导系统在“动中通”上的应用,能为商船、火车、汽车提供运动中卫星通信、导航以及在运动中接收卫星电视信号。 卫星移动通信系统组成 卫星移动通信系统是由卫星自动跟踪系统和卫星通信系统两部分组成。 1、自动跟踪系统:卫星自动跟踪系统是天线在载体运动时对准卫星的准确指向。 (1)天线系统:卫星天线的工作状态是三维运动的。采用卸载和储力减小天线传动时的负载惯量。由于各种运动力的影响,卫星的位置在不断地漂移,其姿态也在细微地改变,天线能减少指向误差。 (2)伺服系统:采用位置环或速度环控制方式,使用模拟硬件提高电路响应速度,减小伺服跟踪系统的动态滞后误差。 (3)数据处理:计算平台,对误差信号、载体的动态信号进行处理,计算出天线的控制信号。 (4)载体测量: 卫星移动通信系统对运动载体与卫星的测量提出极高的要求。 捷联式惯性导航系统测量出载体的变化量,天线根据跟踪参数实时调整指向。捷联式惯性导航系统的主要设备是激光陀螺,激光陀螺是在光学干涉原理基础上发展起来的新型导航仪器参对物体进行精确定位。 石英挠性摆式加速度计是由熔融石英制成的敏感元件,挠性摆式结构装有一个反馈放大器和一个温度传感器,用于测量沿载体一个轴的线加速度。 2、卫星通信系统:卫星通信系统是将上行信号传输到卫星,卫星转发器传送下行信号到地面卫星接收系统;或单方向接收卫星信号设备。卫星电视双向传输的主要设备有:编/解码器、调制/解调器、上/下变频器、高功率放大器、双工器和低噪声放大器。 卫星移动通信系统工程原理 载体在运动过程中,由于姿态和地理位置发生变化,会使卫星天线的指向偏离卫星,造成通信中断。必须对载体的这些变化进行隔离,使天线始终对准卫星。这是天线稳定系统要解决的主要问题,也是移动载体进行不间断卫星通信的前提。 位置的经度和纬度相对水平面的初始角。根据其姿态及地理位置、卫星经度自动确定以水平面为基准的天线仰角,在保持仰角对水平面不变的前提下转动方位,并以信号极大值方式自动对准卫星。 载体运动过程中,测量出载体姿态的变化,通过数学平台的运算,变换为天线的误差角,通过伺服系统调整天线方位角、俯仰角、极化角,保证载体在变化过程中,天线对星在规定范围内,使卫星发射天线在载体运动中实时跟踪地球同步卫星。 跟踪方式有自动跟踪和惯导跟踪两种。自动跟踪是依靠卫星信标进行天线闭环伺服跟踪;惯导跟踪是利用陀螺导组合敏感载体的变化进行天线跟踪。这两种跟踪可根据现场情况自动切换。 当系统对星完毕转入自动跟踪后,以自动跟踪方式工作;同时,惯导系统也进入工作状态,并不断输出天线极化、方位和俯仰等数据。 当由于遮挡或其它原因引起天线信标信号中断时,系统自动切换到惯导跟踪方式。同时,利用先进的卫星移动通信系统传输广播电视信号,可完全达到现场转播效果。 载体可在20~100KM/H的行驶速度下通过卫星双向传送或接收卫星信号、电视信号,运动载体在运动过程中不间断进行卫星通信。 卫星移动通信系统的评价 1、卫星移动通信系统的特点 (1)自主跟踪。采用自主跟踪方式跟踪卫星,充分利用了卫星通信覆盖区域大、抗干扰能力强、线路稳定的特点,可实现点对点、点对多点、点对主站的卫星移动通信; (2)灵活机动。能确保快速、实时的静态、动态的现场通信; (3)自动重捕时间短。驶出通信盲区后能快速恢复通信; (4)通信质量可靠。信号传输过程的节点少,提高通信质量和可靠性; 2、卫星移动通信系统的缺点 (1)通信盲区:在环境比较复杂的情况下,高楼、桥洞、树木、山体遮挡;雨衰、大浪强风等干扰,会出现信号中断现象; (2)两套“动中通”传送不同电视图像信号,如同时遇到闪点,在图像出时不易做到无闪点连接; (3)“动中通”与移动信号采集车之间,两者的方向、位置发生变化,信号传输容易发生错误。(未完待续) 来源:CTVRO    发布日期:2008-7-1
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