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卫星通信地球站的设备配置要求

浏览:8665  来源:通信人在线  日期:2023-04-16

依据我国通信行业工程建设标准YD 5050YD/T 5017的国内卫星通信地球站设备的设计和验收规范及相关标准,这里介绍对于国内卫星通信地球站设备(主要是指工作在C频段(6/4GHzKu频段(14/11~12GHz)设备)的配置要求及验收测试指标要求。

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卫星通信地球站设备配置应满足地球站设计任务书对通信业务制式和通信容量的要求。设备配置时应考虑满足地球站可用性指标的要求。设备的机架结构应符合国家相关标准的要求,采用机架高度不宜高于2.6 m。在满足通信容量和可用性指标的前提下,应充分发挥设备的性能,尽量简化或少配置设备,节约建设投资。高功率放大器与天线馈源之间的距离应尽量缩短,以减少馈线损耗。卫星通信地球站设备配置可包括下述内容。

一、天线及伺服系统

在选择天线时,应考虑采用具有结构简单、牢固可靠、维护方便、电气和机械性能良好的天线。选用的天线应具有高增益、宽频带、低噪音的技术性能。对于一、二类地球站的天线,应具有步进跟踪的能力,所配信标下变频器和信标接收机应满足不同星体、信标的要求。对于线极化馈源,最好配有自动跟踪的极化平面调整装置,以对准卫星电波的极化面,当无自动跟踪方式时,至少要有手动跟踪的极化平面调整装置。天线的跟踪精度、指向精度应符合出厂要求或设计要求。天线平均转动速率的测试是利用卫星信标信号使天线从波束中心驱动天线在方位和俯仰两个平面内分别转动±(国际卫星通信组织的要求),测量二至三次求出平均转动速度。

我们知道,卫星通信地球站天线及伺服系统与所采用的天线类型相关,而卫星通信地球站天线类型又与地球站分类类型相关,因此,卫星通信地球站通常采用的天线类型有转台天线、立柱天线和小型面式天线等。在YD 5050《国内卫星通信地球站工程设计规范》标准中给出了卫星通信地球站天线及伺服系统技术性能的原则性要求;在GB 50922《天线工程技术规范》标准中,对于转台天线、立柱天线、小型面天线的安装与验收提出了具体要求YD/T 5017《国内卫星通信地球站设备安装工程验收规范》标准中对卫星固定业务地球站的天线入网验证项目及其指标要求做出了规定。

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二、馈线系统

卫星通信地球站的馈线系统通常应包括馈源、馈线(波导管或同轴电缆)等。根据计划方式馈源通常可分为双圆极化的馈源和线极化的馈源。波导管又分为硬波导管和软波导管。馈线系统的配置应按设计要求。

YD 5050要求馈源应根据通信卫星的要求选定,并应满足下表2-1所列的要求;其馈线长度要求通常应符合下表2-2的要求。

2-1:馈源的相关配置技术要求

2-2:馈线的长度配置要求

YD/T 5017标准规定了馈线系统的验收测试指标要求。包括下表2-3的发信波导收信同轴电缆及部件的衰减值要求;下表2-4是馈线性能指标应满足的要求。

2-3:波导、波导元件和同轴电缆衰减值

2-4:馈线系统的性能指标要求

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三、高功率放大器(HPA)和低噪声放大器(LNA

在卫星通信地球站设备中,高功率放大器(HPAHigh Power Amplifier)与低噪声放大器(LNALow Noise Amplifier)是地球站设备的两个重要器件,均用于射频信号的放大。

HPA主要用于地球站发射信号的放大,且是高功率放大(可高达数千瓦),以利于卫星的接收。对于一、二类地球站的HPA常用的有三种类型,即速调管高功率放大器(KHPA)、行波管放大器(TWTA)、固态功率放大器(SSPA)。

LNA主要用于地球站对接收来自卫星的射频信号的放大,由于来自卫星的射频信号极为微弱淹没在噪声之中(通常信号在10-17~10-18W量级),通过LNA的放大以利于有用信号的提取。在地球站接收系统中,作为低噪声前置放大器常用的类型有:低温致冷参放、冷参放、常温参放、冷却FET(砷化镓)和常温FET(砷化镓)等。

我国通信行业标准YD/T 2472 YD/T 2473分别给出了LNAHPA的技术性能要求;YD 5050标准给出了卫星通信地球站HPALNA的相关配置要求YD/T 5017标准给出了卫星通信地球站HPALNA的相关验收测试指标要求。

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四、地面通信设备(GCE)配置

应根据地球站的业务类型和容量,配置合适的地面通信设备(GCEGround Communication Equipment),也称为地面通用设备。地面通信设备(GCE)包括从基带至射频设备的上行设备和从射频至基带的下行设备,上、下行设备分别由上变频器(U/C)、下变频器(D/C)和调制解调器(MODEM)、交换机、路由器等设备组成。在强降雨地区配置Ku/Ka频段设备时,还应考虑自动功率控制系统设备。

1、地面通用设备(GCE)的倒换配置要求

YD 5050标准要求,应根据地球站的业务类型和容量配置合适的地面通信设备。在考虑地球站的可靠性和经济性的基础上确定地面通信设备的备用和倒换方式。因此,为了保证通信不中断,应配置必要的备用设备。对于上/下行设备的备用配置要求详见下表4-1中。

4-1:地面通用设备(GCE)的备用配置要求

2、上/下变频器的配置要求和性能要求

YD 5050标准要求,应选择具有频率稳定度高、改变频率容易的上、下变频器,对用于数字电路的上、下变频器,还应满足相位噪声特性的要求,其相位噪声要求可参照YD/T 613《国内卫星通信TDM/QPSK/FDMA2 Mbps)系统进网技术要求》或参照IESS-308IESS-309

YD/T 2474《卫星通信地球站设备 上下变频器技术要求》规定了上/下变频器技术要求的内容YD/T 5017标准给出了其上、下变频器的测试指标要求,分别详见下表4-2-14-2-2

4-2-1:上变频器的测试指标

4-2-2:下变频器的测试指标

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3、其它设备的配置要求和性能要求

根据YD 5050标准要求,应选择具有良好性能、稳定可靠的调制解调器。调制解调器应选用与所传业务相应的传输速率,支持高阶调制、自适应编码调制(ACM)、低滚降系数滤波器等高效传输技术。YD/T 5017标准要求调制解调器的测试指标应满足下表4-3的要求。

4-3:调制解调器的测试指标

根据YD 5050标准要求,交换机、路由器设备的接口应符合国家标准的有关规定。配置地面通信设备时,应尽可能选择L波段中频输入接口设备,以便节省变频设备和便于系统维护。

五、监视、告警和控制(MAC)设备的配置

YD 5050标准要求,卫星通信地球站应配置必要的监视、告警和控制(MACMonitor Alarm Control)设备,三者的基本功能配置要求详见下表5。所配置的MAC系统应采用操作方便、技术先进、集中监控方式的计算机MAC 系统。地球站选用的计算机化MAC系统应留有足够的接口和扩容能力以适应未来的需要,支持RS 232/485HTTPSNMP等接口的多种监控操作模式。计算机化MAC系统的硬件和软件应具有高可靠性,系统宜按照1: 1主备份配置。

5:监视、告警和控制系统的基本要求

地球站一般还应配备风速、风向、温度、湿度、雨量和大气压力等参数的监测设备,特别是风速和风向的监测,对天线的安全运转至关重要。

事实上,对于卫星通信地球站的设备配置,还应包括供电电源设备的配置,如交流配电配屏、交流不间断电源设备等,以保证上述地球站设备的稳定、可靠、安全的供电。供电电源设备的配置应根据地球站的设计要求,符合GB 51194《通信电源设备安装工程设计规范》中的有关规定。

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附录
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