哈工大-卫星地球站.ppt

* * 哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系 (1) 轴对称结构 图3-10 喇叭抛物面天线结构图 结构：主焦点馈源+抛物面反射器 优点：结构简单 缺点：热噪声较大 原因：喇叭口对准地面，温度高；馈线较长。 OMT：正交模式耦合器——收发分离 * * 哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系 正焦天线实物图 图3-11 卡塞格伦天线结构图 结构：馈源+抛物面主反射器+双曲面副反射器 优点：热噪声低 * * 哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系 卡塞格伦天线实物图 * * 哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系 (2) 非轴对称结构 (偏馈天线) 图3-13 非轴对称 (偏馈) 天线结构图 * * 哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系 非轴对称 (偏馈) 天线实物图 * * 哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系 3. 天线安装 天线安装结构图: (a) 方位角–仰角装置； (b) X–Y轴装置 * * 哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系 3.3.3 馈源系统 照射主反射器 收发隔离 双极化分离和组合 为卫星跟踪系统提供误差信号 * * 哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系 3.3.4 跟踪系统 在地球站天线处观察，当卫星漂移占地球站天线半功率点波束宽度很大部分时，为了避免使天线指向损耗过大，必须要采用跟踪系统，即： δθS Ψhp / N 一天内地球站观察到的最大卫星漂移 半功率点波束宽度 与应用要求有关的常数 * * 哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系 对地球站天线跟踪系统的要求是 能部分或全部执行下列功能： 卫星有哪些信誉好的足球投注网站 自动跟踪 手工跟踪 程序跟踪 图3-17 (a) 一种卫星跟踪系统的主要元件. (b) 一种步进跟踪系统 ——固定幅度和频点 * * 哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系 自动跟踪系统 1 步进跟踪系统：设计简单；精度低 2 单脉冲跟踪技术：精度高；但要求有两个信道的相关接收机，复杂 3 智能跟踪：上述两者的优点 * * 哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系 3.4 射频 (RF) 分系统 3.4.1 发送设备 HPA 包括固态功率放大器（SSPA，用于小型地球站）和行波管放大器（TWTA，用于大型地球站）两大类 2. 上变频器 * * 哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系 3.4 射频 (RF) 分系统 3.4.2 接收设备 LNA 2. 下变频器 * * 哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系 3.4 射频 (RF) 分系统 所谓的频率合成器，就是用一个高稳定度的基音晶体振荡器作为基准频率源；然后对它进行数学四则运算，用电路中的混频、倍频、分频电路来实现；最后采用锁相技术，使它产生步长一定、与基准频率源具有同样稳定度的大量频率分量输出。 3.4.3 频率合成器 * * 锁相环的构成及基本原理 三个基本部分构成一个负反馈环: * * 锁定状态示意图 未锁定 锁定 * * 哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系 锁相环的典型应用 1、锁相倍频 在锁相环路的反馈通道中插入分频器就可构成锁相倍频电路。如下图所示： ωi(t) PD LF VCO vi(t) vo(t) ωo(t) ωo(t)/N 当环路锁定时，鉴相器两输入信号频率相等。 即有： 式中N为分频器的倍频比。 * * 哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系 2、锁相分频： 在锁相环路中插入倍频器就可构成锁相分频电路。如下图所示： ωi(t) PD LF VCO vi(t) vo(t) ωo(t) Nωo(t) 当环路锁定时： 式中N为倍频器的倍频次数。 * * 哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系 3、锁相混频器 设混频器的本振信号频率为ωL ，在ωLωo时混频器的输出频率为（ωL-ωo），经差频放大器后加到鉴相器上。 当环路锁定时 ωo(t) ωi(t) ωL(t) PD LF VCO vi(t) vo(t) |ωL(t)-ωo(t)| 混频 差频放大 * * 哈尔滨工业大学(威海) 通信工程系 4、频率合成器 频率合成器是利用一个标准信号源的频率来产生一系列所需频率的技术。锁相环路加上一些辅助电路后，就能容易地对一个标准频率进行加、减、乘、除运算而产生所需的频率信号，且合成后的信号频率与标准信号频率具有相同的长期频率稳定度及具有较好的频率纯度，如果结合单片微机技术，可实现自动选频和频率扫描。 (1)锁相式单环频率合成器： 当环路锁定后，鉴相器两路输入频率相等 即： 当N改变时，输出信号频率相应为fi 的整数倍变化。 PD LF VCO vi(t) vo(t) fi(t) fo(t) fo(