在无人机上加装卫星通信系统的重要性

不少无人机可以做到将传感器得到的图像和信号情报等数据通过数据链下传到地面站,但这经常要受到无人机航程的限制,如果增加空中中继平台弥补其不足,又会使执行任务的代价过高。目前实现真正的超视线数据传输能力的最好方法就是,在无人机上加装卫星通信系统。     

一架预警机同时控制3架无人机

前不久，波音公司用一架澳大利亚皇家空军（RAAF）”楔尾”737预警机（AEW＆C）验证了同时指挥和控制3架“扫描鹰”无人机系统的能力。这3架“扫描鹰”无人机从试验台发射．大约距离“楔尾“190千米。预警机的操作人员使用波音公司开发的无人机系统战场管理软件．以及UHF卫星通信数据链和地面站中继通信．指挥它们完成了大范围搜索、侦察、目标监视和目标导向等多种任务，验证了其大范围的态势感知能力，持久的情报、监视与侦察（ISR）能力以及有人无人混合编队能力，实时回传地面目标视频等能力。     

移动卫星通信发展概况

一、陆地移动通信和卫星通信的结合是移动卫星通信发展的基础移动卫星通信技术是常规卫星通信的延伸,是移动通信与卫星相结合的一个新的发展方向。它是移动用户与固定用户之间,利用通信卫星作为中继站而进行的通信。其系统一般由通信卫星、关口地球站、控制中心以及移动终端组成。它兼有卫星通信和移动通信的优点,即既具有卫星通信的宽覆盖面又有移动通信的灵活性。     

民用飞机卫星通信系统的设计和适航验证考虑

随着我国航空事业的快速发展,关于机载卫星通信的业务需求越来越强烈。卫星通信覆盖面积大、通信容量大、通信距离远、机动灵活、传输线路稳定可靠,是克服现有甚高频、高频通信系统局限性的最佳选择。首先对卫星通信系统进行了概述,在此基础上全面论述了卫星通信系统设计过程的考虑事项、并提出适航符合性验证的方法建议,为民用飞机卫星通信系统的适航批准提供支持。     

MIMO技术在卫星通信系统中的应用

针对卫星通信系统的特点,提出MIMO技术在单卫星和多卫星场景下的应用。首先分析了MIMO卫星通信系统在采用再生转发和透明转发情况下的系统容量,随后对单卫星及多卫星系统分别提出了采用正交分组码及其分布式改进形式的MIMO系统方案,最后对影响MIMO卫星通信系统的因素进行讨论。相比点对点卫星通信系统,MIMO卫星通信系统能够大大提高系统容量和频谱利用率。设计将正交分组码及其分布式改进形式在单卫星及多卫星系统中进行应用,MIMO卫星通信系统的性能将获得进一步的提升。     

走向实战使用的定向能武器

美国空军的定向能技术正在向作为实战武器方向发展,一种可以由无人机携带的定向能武器,一次能发射1000个高能脉冲,攻击多达100个目标,可以使几乎所有电子设备受到程度不同的损坏,包括无线电、电话、卫星通信设备、计算机和电传设备、炮兵瞄准设备、精确制导弹药的制导控制装置。大功率微波技术既可用来保护自己的卫星,也可用来攻击敌人的卫星,而不会产生可能危及其他空间飞行器的大量碎片     

航空卫星通信的过去现在和未来（上）

一、前言航空卫星通信作为研究项目进行研究、分析、试验和演示,已有30年的历史了。早在60年代初期,人们就提出将卫星通信技术应用于航空的想法,初期的演示也表明利用卫星通信手段实现空/地通信是可能的,一些国家和组织在60年代和70年代为推动航空卫星通信的发展做了巨大努力,     

相控阵天线在民航飞机卫星宽带通信系统中的应用研究

本项目以民航飞机对高速、宽带、实时数据传输需求为导向,开展基于相控阵天线的民航飞机宽带卫星通信上网系统应用需求分析和机载宽带卫通系统架构设计,突破机载宽带卫星通信设备及相控阵天线关键技术、适航取证,实现机载宽带卫星通信设备及天线国产化,实现典型民航应用示范,为基于相控阵天线的民航飞机宽带卫星通信上网系统应用服务在民航领...     

现代应急卫星通信系统应用综述

针对目前频繁出现大型灾难的救援工作,本文介绍了现代应急卫星通信系统的关键设备-动中通.介绍了目前国内动中通的四种方案-单脉冲体制的动中通、单脉冲辅以惯性器件的动中通、相控阵天线和纯惯导方案的动中通,并介绍了捷联惯导动中通的工作原理与特点.针对现代应急卫星通信系统,本文介绍了车载应急卫星通信系统、舰载应急卫星通信系统与机...     

机载卫星通信伺服系统跟踪精度试飞方法

卫星通信伺服系统的跟踪精度是决定卫星通信质量的关键性能指标,从天线安装误差、角传感器误差、惯导不同组合等方面逐一分析,并提出了采用电平跌落法进行精度的定量检测,实现了对伺服系统跟踪精度的有效试飞与评估,对后续卫星通信试飞具有很好的借鉴作用。     

Experiments on aeronautical satellite communications using ETS-Vsatellite

The world's first aeronautical satellite communication experiments, conducted at L-band frequencies using a commercial aircraft, are described. An airborne antenna with electronically steerable beam and communication equipment was installed in a B-747F freighter flying over transoceanic flight routes. The satellite used in these experiments is the Engineering Test Satellite-Five (ETS-V). During the test period, various experiments, such as antenna pattern measurements, transmission performances, and voice quality evaluation were conducted. As the airborne antenna is the key component for the aeronautical satellite communication system, emphasis has been placed on antenna characteristics. Its performance is found to be closely related to the fading characteristics in low-elevation areas and to transmission error performance     

机载卫星通信天线引导概率分析

针对某机载Ka频段卫星通信天线的使用环境,论述其天线角跟踪系统在捷联航姿设备引导下,天线主波束指向卫星目标位置的概率,分析影响天线角跟踪系统引导概率的主要因素,通过消减系统中大误差源保证了天线引导概率,通过扩展主波束指向空域提高了目标落入概率。计算数据和试验验证表明,给出的分析方法可行,设计策略有效。     

多天线结构对无人机MIMO信道容量的影响

为进一步提高无人机(UAV)遥测链路传输容量,分析了无人机多输入多输出(UAV-MIMO)天线间隔、阵列等结构参数对信道容量的影响。建立了无人机MIMO基于散射体三维几何分布的单跳同心椭圆(GBSBCERS)信道模型,结合机载MIMO天线布局方案,给出了无人机MIMO信道矩阵及遍历容量的表达式。数值仿真表明,受无人机远距离通信的影响,信道容量与天线间隔呈正比变化;且相比于线阵布局,圆阵布局虽然受到无人机姿态变化的影响,但仍具有较高的信道容量。通过分析多天线结构对无人机MIMO信道容量的影响,对设计实现高速无人机数据链具有实际意义。     

基于角度分集的机载超宽带MIMO天线设计

为了提高机载通信设备信道容量和进一步减小天线安装空间,提出一种采用角度分集技术的超宽带（UWB）多输入多输出（MIMO）天线。该天线将Vivaldi天线和超宽带槽天线进行了集成设计,无需采用解耦结构便可获得较高的端口隔离度,大大提高了数据传输率。通过在Vivaldi天线辐射臂上开一对方形缝隙和在介质板背面增加长方形辐射贴片,可以有效减小天线的尺寸,设计的UWB-MIMO天线尺寸为36 mm×36 mm×0.8 mm。给出了天线的设计流程,加工了天线实物,并对其进行了测量。仿真和实测结果表明MIMO天线具有超宽的阻抗带宽,可以覆盖整个3.1~10.6 GHz超宽带频段。Vivaldi天线阻抗带宽为2.8~15.9 GHz,UWB槽天线阻抗带宽为1.8~12.7 GHz,天线端口隔离度均在-10 dB以下。测量了天线的辐射性能和增益特性,实测结果与仿真结果吻合较好,证明了该天线的有效性。该天线可以应用于超宽带无线通信系统和机载阵列天线系统中。     

Ka波段高增益圆极化机载微带天线阵的设计与实现

设计、分析、制作了一种工作在Ka波段的4单元高增益、圆极化机载微带天线阵列。利用顺序旋转阵列和串并馈方式的微带线网络馈电,显著改善了天线的轴比带宽和驻波带宽,减少了馈线损耗,实现了高增益。采用L型微带调配枝节对贴片单元进行匹配,便于组阵,解决了阵列空间布局不合理的难题;馈电网络和天线单元集成在同一介质基板上,易于加工和制作。测试结果表明:该天线阵具有高增益和良好的圆极化特性,从而证实了该方法的正确性和实用性。本文所设计的天线由于具有体积小、质量轻、结构紧凑、易于集成等优点,在机载相控阵雷达以及卫星通信系统中具有很好的应用前景。     

地面和机载Ku波段定向天线的标定方法

提出了一种以地球同步轨道卫星作为参考物、利用GPS位置对Ku波段地面及机载定向天线进行快速标定的方法;研究了将地心大地坐标变换到地心空间直角坐标参数和将地心空间直角坐标变换到站心极坐标的计算方法;给出了定向天线的标定实施步骤。测试结果表明,地面定向天线标定角度误差可达0.1°,机载定向天线标定角度误差可达1°,该标定精度可以满足大部分应用需求。     

机载拖曳体动力学建模及分析

在某些航空应用场景,需要通过飞行器拖曳功能性部件完成特定性任务,例如机载拖曳对潜通信天线等,在这些应用中,通过建立科学的模型和方法,准确地分析稳态、动态特性是保证拖曳体正常工作的前提条件。本文以对潜通信天线为例,建立考虑天线气动力、惯性力以及弹性力的多体动力学的机载天线动力学模型,并对该模型的稳态结果进行算例验证;对考虑载机非定常运动以及突风作用等扰动后的天线系统动态响应进行分析,并对天线断裂等极端情况进行评估。结果表明：本文所建立的模型在垂直度、天线张力等方面的分析结果较好,能够应用于航空拖曳体的稳态及动态特性分析,在对潜通信天线、加油管等系统的设计方面有一定的工程价值。     

Optical fiber geostationary tether satellite (F-GTS) system design

The geostationary satellite orbit (GSO) is a limited natural resource and its efficient utilization is very important. The geostationary tether satellite (GTS) system has a number of satellites aligned along the local vertical on either side of the nominal geostationary position. The system is synchronized with the Earth's rotation and all the various altitudes are geostationary, Furthermore, optical-fiber geostationary tether satellite (F-GTS) system has been introduced to improve the GTS system, with regard to increment of communication capacity, simplification of interference paths and intersatellite link (ISL) capability. The F-GTS system design is discussed with the purpose of achieving a realistic satellite network. Three frequency bands, i.e., the 14/11, 30/20, and 50/40 GHz bands, are examined for selection of the optimum frequency band. The F-GTS system example for covering the service areas in Japan is discussed with regard to satellite antenna diameter, communication capacities, etc. To apply the F-GTS system to the whole GSO, the diagonal azimuth orbit arrangement method is proposed for low latitude service areas. Moreover, the F-GTS communication capacity and total communication capacity, when the F-GTS systems are applied to the whole GSO, are also examined.     

High gain airborne antenna for satellite communications

The performance of an airborne phased-array antenna, which was developed and evaluated onboard a commercial aircraft using the Engineering Test Satellite V (ETS-V), is reported. The system requirements and the antenna configuration that satisfies them are described. The radiation pattern, gain and axial ratio, noise temperature and ratio of gain to noise temperature, and environmental characteristics are presented. The results obtained by the flight experiments demonstrate that the performance of the antenna is the same as that on the ground, so that the antenna is suitable for installation in an aircraft for satellite communications