面向低轨卫星的双圆极化宽带宽角扫描阵列研究

随着卫星通信技术的日益成熟，相控阵天线被广泛应用于低轨卫星系统，提出了一种面向低轨卫星通信的新型双圆极化宽带宽角扫描阵列天线。阵列天线单元采用一种金属栅格加载的对称阵子，其工作宽带为17GHz~21GHz，相对带宽超过21%，同时金属栅格加载方法可有效展宽对称阵子波束宽度，从而在工作频段内使E面和H面波束宽度均超过140°。通过上述宽带宽波束对称阵子作为阵列天线单元，形成8×8的64单元阵面。然后，阵列天线单元经过旋转组阵，实现了双圆极化特性。由于天线单元具有宽带、宽波束性能，有效拓展了阵列波束扫描角度，即在不同旋向下，均能实现二维±60°的波束扫描。阵列在低频17GHz工作时，法向波束增益为18.2dB，当扫描离轴角为60°时，增益下降2.8dB，轴比小于2dB。在高频21GHz时，法向增益为19.6dB，当扫描离轴角为60°时，增益下降3.7dB，轴比小于3dB，具备良好的宽带宽角覆盖性能，从而在低轨卫星通信中具有广阔的应用前景。     

分层空时分组码结合OFDM系统在短波通信中的应用

MIMO技术利用多副收发天线对信息进行发送与接收,在无需增加频谱资源和天线发送 功率的情况下,可以利用MIMO信道提供的复用增益和分集增益提高信道传输的可靠性,降低 误码率。对于短波信道,将MIMO与OFDM有机结合,可以发挥两种技术各自的优点。MIMO各种 编码方案中STBC抗衰落性能强,LSTC频谱利用率高,而两者的结合L\|STBC是对两种编码方 案性能的折中。本文将L\|STBC与OFDM结合应用到短波通信中,所得系统抗衰落性能优于ST BC\|OFDM系统,传输性能优于LSTC\|OFDM系统,因此在设计短波通信系统时,可以根据信 道环境和要求来合理的选择通信系统方案。     

星载柔性圆极化薄膜天线

近年来商业卫星产业发展迅速，从卫星物联网星座到高精度SAR成像，商业卫星的应用领域也越发丰富。区别于传统的大卫星，商业卫星主要集中在微纳、皮纳等卫星领域，最常见的为1U、3U、6U和12U等立方星。卫星平台的尺寸与载荷通信能力密切相关，微纳、皮纳等卫星平台由于尺寸较小，导致载荷通信能力严重不足。如何提升小卫星平台的通信能力，成为了商业卫星亟待解决的关键技术问题。薄膜天线具备可收纳展开特性，能够广泛应用于各种小卫星平台，在发射入轨前通过合理的收纳方式，收拢在小卫星平台尺寸内；在轨后，通过展开装置释放，形成较大辐射口径，有效提升卫星通信能力。由于薄膜厚度小（约0.1 mm左右），Q值很高，限制了天线的带宽特性，也不便于实现圆极化辐射特性。以柔性薄膜（厚度约0.1 mm）为基础，以常规微带贴片为单元，通过旋转布阵以及多次顺序旋转馈电使该薄膜天线具备较好的圆极化、宽带特性，天线阵面规模为16×8，天线驻波（VSWR≤2.0）和轴比（AR≤3.0 dB）带宽可分别达到约10 %和4 %，法向最大增益可达24 dB，显著提升了薄膜天线的工作带宽和辐射特性。     

八单元圆形顺序旋转阵列的宽带双圆极化馈电网络

针对八单元圆形顺序旋转阵列天线馈电网络结构复杂的问题，文章设计了一种宽带双圆极化馈电网络。首先，根据八单元圆形顺序旋转阵列天线的空间结构特点，分析了阵列馈电网络的幅度和相位关系；其次，分别设计了3dB分支线耦合器、威尔金森功分器、微带平面巴伦和移相器；最后，通过不断优化设计，构建了宽带双圆极化馈电网络。该网络由2个3dB分支线耦合器、2个威尔金森功分器、4个微带平面巴伦、2个45°移相器、2个90°移相器和1个180°移相器组成。测试结果表明：该网络在8.78GHz~11.12GHz的频带内，端口电压驻波小于1.72。8个输出端口的幅度起伏在 2.1dB以内，相位起伏在±7.8°以内。该馈电网络具备左旋和右旋圆极化馈电端口，具有频带宽、幅相特性良好和制作成本低等优点，完全满足八单元顺序旋转阵列天线馈电网络的要求。     

Ka频段双极化低剖面卫通相控阵天线

当前国内外低轨通信互联网星座发展迅猛，面向卫通天线跨星跨波束快速切换、低剖面应用需求，提出了一种Ka频段层叠式缝隙耦合双圆极化发射相控阵天线。基于多层PCB叠层瓦式架构，将天线层、电源与控制层、功分网络层和芯片层一体化集成。基于“双线极化天线+移相控制”设计实现左右旋圆极化及其极化切换，采用子阵相位旋转排布实现天线整阵二次圆极化。测试结果表明：天线工作频段为27.5~31GHz，29.2GHz处法向等效各向同性辐射功率值为16.5dBW，可实现±60°扫描，法向轴比＜2dB，左右旋圆极化可切换，天线子阵厚度3mm。相比传统砖式相控阵天线，大幅降低了剖面和重量，对卫通天线低剖面、波束快速切换等具有重要应用意义。     

一种新型宽带高增益多模导航天线设计

为了适应多模导航卫星系统的发展，文章设计了一种新型宽带高增益导航天线，能够覆盖北斗B1/B3、GPS L1/L2频段。天线采用折叠电磁偶极子的形式，具有较宽的阻抗匹配带宽。为提高圆极化辐射特性，采用四馈点形式，等幅度、相差90°馈电；端口直接激励到交叉十字形馈电结构，进而耦合到折叠偶极子，辐射圆极化电磁波。天线周围加入调试腔体，可对方向图辐射特性进行调整，且具有宽带高增益的特性。方向图在北斗B1/B3、GPS L1/L2频段内具有良好的一致性。在三维电磁仿真软件ANSYS HFSS中，建立天线的三维仿真模型，并进行仿真计算，在工作频段内，电压驻波比VSWR≤1.5，主辐射方向上交叉极化比不小于40dB，具有良好的圆极化纯度。在整个工作频段内，天线具有低后瓣特性，前后比不小于40dB，且右旋圆极化增益在主辐射方向图±60°范围内，不小于0dB，在多模卫星系统上具有较高的应用价值。     

东方红三号卫星通信天线分系统

东方红三号卫星通信天线系统是国内波束天线系统。该天线系统能提供与国土形状相匹配的成形波束,从而达到最有效的功率利用;它具有高极化隔离的双极化特性,能实现频率复用,从而使通信容量成倍地增加;它能完成通信信号的接收与发射,以及定点以后遥测信号的发射。 1 天线系统的结构组成和电性能指标。 该天线系统包括4个主要部分:极化敏感反射器、馈源组件、展开机构和支撑结构。极化敏感反射器由两个极化正交的反射器前后组合装配而成。反射器为蜂窝结构,蜂窝芯由NOMEX     

一种基于人工扰动电离层的通信对抗技术研究

研究了扰动后的电离层对不同波段的电磁波传播的影响,并探讨了该项技术在通信对抗上的具体应用。结果表明:受扰电离层可以引导VLF波进行"哨声模式"传播,进而实现对潜通信;可以使得HF波传播轨迹发生偏转、逃逸、聚焦和散焦,进而实现短波干扰;可以降低卫星通信频率,进而利用新波段实现卫星保密通信,同时还能产生透镜效应,对实现卫星通信的VHF电波产生额外增益,增强通信效果。     

基于FPGA的小卫星通信系统在轨可重构技术研究

小卫星未来在轨任务呈多样化和复杂化发展趋势,可重构技术可以解决小卫星处理能力不足和系统不能灵活扩展的问题。具备可重构功能的小卫星平台可以根据星上的工作状态和当前工作环境重新配置当前设备的工作模式,以适应复杂的空间环境和特殊的空间任务需求。提出一种基于FPGA的小卫星通信系统在轨可重构方案,包括数字基带和射频前端模块的可重构设计。通过FPGA控制加载不同配置文件或者通过卫星上行通道上注加载文件等方式实现功能重构,同时监控小卫星的工作状态,使得小卫星通信系统能够针对不同的航天任务或任务的不同阶段采用不同的通信模式,实现小卫星多功能的灵活扩展。     

正交频分复用技术卫星应用研究

研究了用"均方误差(MSE)准则"将星载放大器的非线性和正交频分复用(OFDM)信号的高峰值平均功率比(峰均比,PAPR)结合在一起,代替仅以PAPR作为衡量准则的传统方法,仿真结果表明,"MSE准则"可以有效改善OFDM卫星通信系统性能,在信道条件差改善信号的非线性畸变度的同时,能够对抗多径衰落,MSE准则的选择性映射法比PAPR准则的选择性映射法性能改善2dB。信道条件好时,单载波频分多址接入(SC-FDMA)系统性能要比OFDM系统好约0.4dB。OFDM技术的卫星应用为星地融合通信提供了技术途径。     

长三乙火箭成功送中星2C卫星入轨

<正>11月4日0点25分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功将中星2C卫星发射升空,卫星准确进入预定转移轨道。中星2C卫星是中国卫星通信集团有限公司所属的一颗通信广播卫星,由中国航天科技集团公司五院研制。中星2C卫星可为我国广播电台、电视台、无线发射台和有线电视网等机构提供广播电视及宽带多媒体等传输业务,为我国通信广播事业提供更好的服务。     

串行级联Turbo码在Ka频段静止卫星通信系统中的应用仿真研究

文章在分析Ka频段静止卫星信道特点的基础上,建立了信道仿真模型并进行了基带仿真;研究了不同天气条件下静止卫星通信系统的误比特率性能;基于这一模型,通过仿真研究了串行级联Turbo码在静止卫星信道条件下的性能。仿真结果表明,除了中雨、雷雨等恶劣天气状况之外,在通常的天气条件下,串行级联Turbo码可以提供约10dB左右的编码增益,可有效改善系统性能。     

美国先进极高频-2军事通信卫星

2012年5月5日,美国空军的先进极高频-2(AEHF-2)军事通信卫星成功发射。卫星将经历约110天的轨道抬升和120天的在轨测试,在完成这两个阶段后才能正式开始服役。AEHF卫星系统是美国新一代高防护性能的地球静止轨道军事通信卫星系统,用于替代老化的"军事星"(Milstar)卫星系统,在包括核战争在内的各种规模战争中,为美军关键战略和战术部队提供防截获、抗干扰、高保密和高生存能力的全球卫星通信。AEHF-2卫星是AEHF卫星通信系统空间段的第     

MIMO信道空时联合功率优化

文章给出了评价MIMO信道质量的空域和时域准则,分别以MIMO系统各态历经容量最大化和中断容量最大化为目标,提出了空时联合的功率优化算法。对于各态历经容量最大化,采用空域和时域联合注水;对于中断容量最大化,在空域采用注水,时域上根据信道质量,仅分配满足一定中断概率要求的发射功率。仿真结果表明,空时联合优化与传统的空域注水得到的各态历经容量几乎相同,但是,引入时域自适应能够显著改善系统的中断特性。     

通信卫星制造业的国际竞争环境及几点启示（下）

二、我国通信卫星制造业面临的竞争环境分析分析我国通信卫星制造业面临的竞争环境，可以借鉴美国经济学家麦克尔·波特的竞争战略分析框架。麦克尔·波特的产业竞争环境框架如下：替代品、供应方市场性质、买方市场特点和新进入者的难易程度共同决定了通信卫星制造业的竞争环境。1.替代品光纤是卫星通信的主要竞争手段和替代传输工具，它们在传统的话音、电视等领域相互补充，在相互竞争中不断发展。总的来看，在整个通信业务量当中，卫星通信约占4%～10%的份额。一些研究机构预测，到2005年，全球卫星通信产业的市场占整个电信市场的10％…     

东方红三号卫星通信天线展开机构及展开试验

1 前言 东方红三号卫星通信分系统采用了频率复用技术,通信天线相应地采用了双栅反射器的结构形式。反射器由两个极化相互正交的抛物面重叠在一起构成。反射器本身尺寸较大,在焦平面内的投影口径为2m。两个反射器重叠起来,再加上连接环等零部件,重量也较大,反射器重量为12.5kg。带来的问题是通信天线几何尺寸突破了运载整流罩所允许的范围,并且天线的自振频率很难达到指标要求(指入轨前天线的自振频率)。为解决上述问题,天线必须采用展天机构。     

卫星通信系统邻星干扰分析方法研究

针对多星组网频率复用卫星通信系统的邻星干扰问题,对一种卫星通信系统邻星干扰分析方法进行了研究。首先计算地面站能否同时接收到邻星信号,若无,则不存在邻星干扰,若有,则需分析干扰的影响。其次计算邻星是否在接收天线主波束范围内,若不是,可认为两星的极化方式对接收系统无影响;若是,考虑双星完全重叠的极限情况,分析最严重的邻星干扰,并给出了综合考虑天线、降雨、倾角、冰晶等因素导致的去极化效应的信噪比计算模型。该方法已成功用于我国某卫星星座通信系统设计并通过了在轨测试,误码率满足系统设计要求。研究可为我国其他多星组网频率复用卫星通信系统的研究和设计提供参考。     

卫星动平台下动态门控调度的设计与实现

当运动节点构成的大规模动态平台执行分布式协作任务时,如何保证关键数据通信的实时性和确定性,这是一项新的挑战。文章以时间敏感网络（time sensitive networking,TSN）技术为背景,结合卫星构成的分布式动态通信平台上的链路特性,基于TSN中的门控调度技术,提出了一种适用于卫星链路场景下的动态调度算法。通过改进TAS（time aware shaper）调度算法,减少卫星动平台因通信距离动态变化以及空间摄动等因素造成的传输时延,从而增加动平台上卫星通信系统的确定性。同时根据动态卫星链路周期性运动特征,提出周期性门控调度机制,保证所有周期内相同时间点的门控调度一致。最后通过现场可编程门阵列（FPGA）设计的验证测试结果表明,提出的TAS改进方案可以适用于卫星网络的确定性调度,充分发挥时间敏感网络的优势。     

通信卫星及其应用技术的发展趋势

一、卫星技术 1.有效载荷技术 (1)转发器 卫星转发器的主要发展趋势是减小有效载荷硬件的重量和体积,提高有效全向辐射功率、频谱效率和可靠性。 ·接收机技术 包括低噪声前端、单片微波集成电路等集成技术和介质滤波器。特别是介质滤波器,如双模或三模谐振腔滤波器,体积和重量缩小为原来的十分之一,它们可为射频信道的分离、组合提供理想的微波滤波网络,使多用户卫星通信系统的频谱效率有大幅度提高,双模滤     

Viterbi译码器

本文介绍了以SDK-86单板机为基础的Viterbi译码器。采用了K=4,R=1/2卷码,信息传输率为2.5kb/s,也采用了K=5,R=1/2的卷码,但信息传输率为1.25kb/s。测试结果表明,在信道误码率为2.45×10~(-2)时,,K=4的译码器,经过译码处理可提高到7.60×10~(-5),而K=5的译码器则可以提高到7.06×10~(-5),两者在信道误码率为8.16×10~(-3)时,全部纠错