中继卫星系统用户终端关键技术分析

用户终端在跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)中具有重要作用。介绍了中继卫星系统用户终 端的分类、功能和组成,重点对用户终端采用的全数字化可编程综合基带、自动增益控制（ AGC）、相参转发和小型化等关键技术进行了总结和分析,已工程实现的用户终端功能和性能 满足系统要求。最后,提出了用户终端技术的发展趋势。     

一种应用于海上浮标的卫星中继通信终端

为了实现四级海况下海上小型浮标与岸基站数据中心之间的实时通信,设计和研制了一种高速率、低延时和高可靠的S频段卫星中继通信终端。该卫星中继通信终端由S频段中继通信机、抛物面天线、伺服跟踪机构、电源变换模块、温度控制器以及耐10 m水压的天线罩体等组成。终端为直径1 m的半球体,质量小于30 kg,最大峰值功耗小于等于130 W。卫星中继通信终端利用快速捕获跟踪卫星信号技术,能在7 s内迅速捕获和跟踪卫星前向链路信号;采用自适应海况可变码率技术提高了数据传输的可靠性。四级海况下,卫星中继通信终端实现了浮标与岸站之间最大2Mb/s高速率实时数据传输,大回路数据通信误码率小于等于10-5。     

基于卫星中继的无人机图像传输系统

基于卫星中继的无人机图像传输系统在遥感图像的传输中有着十分重要的作用。首先讨论了这种系统的应用意义 ,然后提出了一种具体的实现方案 ,对系统中的几个关键部分的设计进行了详细分析。目前的实验成果表明 ,这种基于卫星中继的无人机图像传输系统方案是可行的。     

基于嵌入式云平台的中继卫星系统地面终端站基带池设计技术

针对中继卫星系统地面终端站测控与数传业务设备套量种类繁多、专用性强、互替性弱的应用现状,通过对地面站基带开放式平台架构的研究,提出了一种嵌入式云平台部署方案和基于蓝图技术的全景动态重构技术路线,解决了地面终端站基带功能可扩展、终端可灵活重构、计算资源可按需配置、业务功能可在线定制和快速切换等问题。研制了原理样机并进行了演示实验,网络互联速率达到40 Gb/s,入网子颗粒5个,微颗粒达到32个,部署业务种类达到4种,单功能重构时间为30 s,与传统测控基带设备相比,在相同的建设成本下,处理能力提升5倍以上。实验结果表明,所提技术能够大大提高中继卫星系统地面终端适应战时快速响应与机动部署的能力,并有效降低设备研发、运营维护以及未来性能升级的成本。     

跟踪与数据中继卫星系统在测量船上的应用前景

介绍了国际跟踪与数据中继卫星系统（TDRSS）的基本状况与发展趋势,分析了今后测量船 利用中 继卫星系统传输高速数据的应用前景,比较了测量船加装中继卫星系统的几种方案,并 对其可行性进行了评估。     

跟踪及数据中继卫星系统的正反向通信链路

本文讨论跟踪及数据中继卫星系统的正反向通信链路。包括：１）Ｓ波段多址勤条链路的相控阵天线地面多波束形成自适应对准；２）把ＴＤＲＳ上的３０个单元天线的接收信号转回地面并保证各路之间相对相位，振幅的稳定；３）Ｋｕ波段单址勤务链路中ＴＤＲＳ与用户飞行器天线相互捕获与跟踪；４）扩频－测距码的快捕。     

两颗中继卫星共用测站协同控制研究

中继卫星地面应用系统建设周期长、建设造价昂贵。处于相近轨位的两颗中继卫星使用同一个测站进行测控和数据中继应用,能够有效降低系统建设成本。通过梳理卫星各平台测控事件之间的时间约束关系及其对地面应用系统的设备的使用约束,分析了测定轨精度、位置保持、星蚀期能源管理、地敏探头干扰保护对共用测站的影响,提出了两颗中继卫星分时测定轨、位置保持分别进行地敏探头干扰保护的方法,以及平台应急条件下共用测站控制支持模式。最后,就共用测站执行数据中继任务提出了建简易备份站降速使用的建议,为中继卫星地面应用系统建设提供有益的参考。     

天基数据链抗干扰问题研究

针对天基数据链的应用需求,对天基数据链的抗干扰特性进行了研究,分析了增强天基数据链系统抗干扰能力涉及的主要技术手段,提出了用户终端在设备研制中应采取的措施,并在应用方式上提出了一些建议,对于抗干扰天基数据链系统及设备的研制具有一定的参考价值。     

基于小卫星中继的远程通信方案

为满足远程局部战场的通信需求，提出了一种以小卫星为中继的远程通信方案。在 分析远程通信系统组成和工作原理的基础上，综合考虑环境因素推算了小卫星轨道参数，构 建了具备通信中继功能的中椭圆回归轨道小卫星星座，实现了战机-作战指挥中心通信功能 ，通过STK软件建立了基于小卫星中继的远程通信覆盖模型。仿真结果表明，该方案对指定 战区的平均覆盖率为9969%，作战指挥中心与战机的可连接时间达到98.26%。     

一种遥感卫星高码速VCM数传信道的均衡技术

在基于第二代数字卫星视频广播协议（DVB-S2）标准的遥感卫星可变编码调制（VCM）高码速数传信道中,宽带信号的大失真、大频偏和低信噪比会导致解调器载波环路不锁定。传统的DVB-S2解调器并不能解决这个问题。在载波环路前增加一个均衡器补偿失真,可以让载波环路稳定锁定。为了克服载波环路前信号的频偏和相偏对均衡器的影响,提出了一种均衡技术,利用起始序列（SOF）和导频的先验信息进行双重自相关变换,设计了一种新的误差函数和迭代过程。仿真结果表明,该均衡技术可在该应用条件下支持解调稳定工作。     

适用于海上卫星通信终端的快速测试系统

针对海上卫星通信终端在性能调试、系统联试和试验现场环节中关键特性的快速检测需求,设计和开发了一套便携式测试系统。测试系统可模拟生成码片速率为3.069 Mchip/s的星地前向扩频信号,接收解调数据速率最大为2.0 Mb/s的返向正交相移键控（Quadrature Phase Shift Keying,QPSK）调制信号,且具备快速检测终端捕获和跟踪卫星信号时间是否优于7.0 s的能力。采用软件无线电思想,基于Matlab的卫星信号模拟程序替代现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)完成数据的组帧、加扰和扩频处理,降低了测试系统开发难度和周期,并提高了适应性和灵活性。各阶段的应用结果表明,便携式测试系统能够快速测试卫星通信终端的关键特性,为现场及时发现并定位问题提供了可靠依据。     

一种基于CDMA/TDMA混合多址的GSM与CDMA扩容方法

提出了一种基于CDMA/TDMA混合多址的GSM与CDMA扩容方法。在发送端,通过扩频码对GSM信号进行直接序列扩频,使其多址方式由TDMA变换为CDMA/TDMA,然后与CDMA信号在空间同频传输,这样就可以解决两个系统在Um接口的兼容问题;在接收端,使用相同的扩频码对CDMA/TDMA信号进行解扩,使其多址方式由CDMA/TDMA还原为TDMA,由此可以将GSM与CDMA两种信号进行分离。文章提出了用互补码集作为多址接入码,并给出了一个时隙内GSM用户被扩频调制的具体过程。理论分析和仿真结果表明,该方法可使系统总容量扩大2倍。     

空基测控中继设备的相控阵天线设计

空基测控中继是为解决地面测控设备作用距离受视距限制的问题而提出的,而相控阵天线是空基测控中继设备的技术难点。根据实际需求,提出了相控阵天线的设计方案,对阵列形式、天线的流形、阵元间距、阵列规模以及阵元形式等进行了详细设计,并对天线的接收发射性能进行了仿真,对跟踪控制技术途径进行了阐述。所设计的相控阵天线增益可以满足约130 km、2 Mbit/s遥测数据中继,解决远距离低空飞行目标的靶场测控问题。     

单中继多用户MIMO系统中继预编码新方案

针对单中继多用户多输入多输出(MIMO)通信系统中用户间干扰问题,提出了一种可以有效抑 制用户 间干扰的中继接收和预编码方案。该方案在中继端对信号进行迫零（ZF）接收,利用最大化 信漏噪比（SLNR）准则设计中继端预编码向量,并针对难以获得最优解的情况,利用迭代解 出次优解。仿真结果表明,与中继端ZF预编码相比, SLNR预编码更好地抑制了用户间干扰 ,相同和速率性能下,基站发送端功率比ZF预编码减少4 dB,具有实用价值。     

一种动中通地面跟踪系统的FPGA实现

针对动中通系统在跟踪状态下可能失去空中目标、纯机械扫描系统搜索速度慢等问题,设计了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的新型动中通地面系统。系统天线接收的信号经射频处理输入数字信号处理器,运算得到相关信息,以判断目标方位。上位机控制整个系统的工作状态,有良好的人机交互,系统可在失去空中目标后快速搜索或跟踪。水平方向上由直流电机驱动天线阵对360°方位扫描覆盖,俯仰方向上采用不同角度的波束切换,在短时间内依据能量准则定位空中目标方位,提高了动中通系统的运行效率。     

印度军事卫星通信系统发展概述

在未来信息化战争中,卫星通信将发挥越来越重要的作用,已成为各国竞相争夺的信息制高点。印度从本国实际需求出发,统筹规划,以研发满足国民经济需求的多用途通信卫星为突破口,迅速建成了亚太地区最大的国内通信系统之一。在简要分析印度各军种卫星通信需求和发展现状的基础上,介绍了印度的几个重点卫星通信工程项目,重点论述了 “印度国家卫星”（INSAT）系列和“静地星”（GSAT）系列中在役和在研通信卫星的性能和作用,最后总结了印度研发通信卫星系统的经验,期望为相关人员提供参考与借鉴。