航天科技集团704所III型天线系统介绍

III型动中通卫星天线系统介绍
航天科技集团七〇四所
移动卫星通信项目部
目录
1 概述 (3)
2 技术性能 (4)
3 工作原理 (6)
4 设备成套 (8)
5 安装调试及使用维护 (8)
1 概述
1.1设备名称：Ku频段III型动中通卫星天线
1.2设备型号：YW10-22
1.3设备用途：
III型动中通卫星天线系统为用户实现车辆等卫星地面站载体在移动中进行不间断的卫星通信，系统工作于Ku频段使用同步轨道卫星（包括我国的军用和民用通信卫星）转发器资源，可与卫星地面站之间进行实的得到卫星通信包括语音、数据、图像等多媒体信息的传输。

该天线系统性能上具有增益高、频带宽、外形轮廓低、抗临星干扰等优势，具有信息种类多、容量大、机动灵活、覆盖面广等特点；适合军用和民用通信中应急移动通信和突发事件现场的指挥通信，尤其对部队隐身、防御战役指挥和应急通信指挥系统等应用具有重要意义。

1.4设备组成
平面型单脉冲卫星天线系统
天线控制器及配套电缆
图1 天线外形
2 技术性能
2.1 天线电性能
工作频段：发射14.0GHz～14.5GHz；
接收12.25GHz～12.75GHz
增益：发射35.8dBi
接收35.2dBi
极化方式：线极化（极化角±90°可调）
驻波比： VSWR≤1.35：1
交叉极化隔离度：≥35dB（轴向）
收发端口隔离度：≥90dB（收发：含阻发滤波器）第一旁瓣：≤-16dB
图2 天线微波暗室近场测试结果
■-俯仰波束■- 方位波束
2.2 伺服跟踪性能
天线运动范围：方位 360°无极限
俯仰 0°～＋90°
天线运动速度：方位速度≥150º/s，加速度≥200º/s2
俯仰速度≥80º/s，加速度≥60º/s2汽车行驶速度：≤120km/h
驱动方式：电动
极化调整方式：自动极化跟踪
天线高度（含天线罩）： 280mm；占用车顶面积1300×1300mm2；
跟踪方式：自动跟踪
跟踪精度：优于1/8波束宽度
天线开通时间：小于3分钟
再捕获时间：小于5s（目标丢失20分钟内）
重量：馈源、天线面及天线座架（含驱动部分）57kg 2.3 天线控制性能
天线控制设备采用19英寸标准机箱，高度不超过2U；具有如下控制功能：
a)自动采集载体所处位置的经度、纬度和载体的方向，显示天线的方位角、俯仰角；
b)能够存储5颗以上卫星的星位参数；
c)定位采用北斗和GPS两种方式；
d)够根据输入的数据，自动控制天线对准卫星；
e)具有两种跟踪卫星方式：实时自跟踪、手动跟踪；
f)具有记忆功能，掉电保护功能；
g)具有自检功能；
h)能够接受站内监控的控制与管理，接口形式： LAN
重量：馈源、天线面及天线座架（含驱动部分）65kg
天线控制设备5.8kg
可靠性和可维修性： MTBF ≥2000h
MTTR ≤0.5h
2.4天线环境适应性指标
风载荷：天线罩≤55m/s不破坏（相对风速）
温度：工作温度 -15℃～+45℃（车内设备）
-40℃～+55℃（车外设备）
贮存温度 -50℃～+70℃
相对湿度：工作湿度（95±3）%
非工作湿度：100%
电源： AC 170-255V；交流电频率：50Hz 3Hz
伺服控制单元（ACU）：支持直流供电，DC 24±5V
3 工作原理
III型动中通卫星天线满足用户“低轮廓、高增益、低成本”的使用需求，系统设计为平面型、单板收发共面、单脉冲自跟踪的形式。

兼顾天线增益较高，且低轮廓天线在方位方向的波束宽度比俯仰方向相对窄的情况，为满足方位窄波束的跟踪要求，在方位方向设计了一维单脉冲跟踪方式。

单脉冲跟踪方式具有跟踪精度最高、响应速度极快的特点，能最大限度满足动中通卫星通信系统的应用需求。

收发共面天线板设计为平面阵列形式，由波导合成网络分别合成接收和发射信号，用于卫星通信信道传输。

在接收端，设计波导网络产生合、差信号；通过带有跟踪功能的极化器选择需要接收的极化方式后，分别将合、差信号经LNB下变频
至L波段；经单脉冲调制器调制，由L波段下变频器在主控制器控制下固定中频，进入单脉冲接收机解调出方位误差信号、AGC信号与信号锁定状态一起送伺服分系统主控制板作为跟踪的依据。

同时，在单脉冲调制前将下行卫星信号分路送至高频滑环，引出天线分系统。

在发射端，提供卫星功率放大器外置或内置两种形式。

外置功放时（20W以上功放），功放输出的上行信号经高频滑环进入天线，通过发射极化器选定发射极化方式，进入天线发射网络发射。

内置功放时（20W以下功放），卫星调制解调器输出L波段信号，经高频滑环进入天线，在经过BUC 产生Ku波段发射信号，连接至发射极化器选定发射极化方式，进入天线发射网络发射。

天线的伺服控制分为方位伺服跟踪、俯仰伺服跟踪和极化跟踪，有初始捕获和自动跟踪两种状态。

在初始捕获状态，系统首先进行初始化，获取GPS/北斗提供的地理位置，从控制器输入接收卫星的位置、接收频率、极化方式等信息，根据计算得出极化偏角，调整好极化方式；根据计算得出天线的俯仰角，调整天线至计算好的俯仰位置；驱动方位电机，在天线方位转动的过程中，检测所设定跟踪频率的AGC信号，在获取AGC信号时进入精确扫描模式，使单脉冲跟踪接收机信号锁定，使天线系统完成对星初始捕获进入自动跟踪状态时间在3分钟内。

进入自动跟踪状态后，遇中途信号遮蔽时，系统将检测方位、俯仰方向的陀螺给出的变化量，隔离运动载体姿态的扰动。

根据单脉冲跟踪接收机给出的方位误差信号，跟踪载体转动造成的变化，计算得出的极化偏角，依据陀螺姿态和接收机给出AGC信号，完成极化跟踪，使天线重复捕获卫星信号时间在5秒钟内。

4 设备成套
整套设备包括天线一套、天线控制器一台及配套电缆。

5 安装调试及使用维护
将天线座通过安装支架牢固的安装在车顶上，安装支架与车顶之间应加橡胶垫减震；
将卫星选择器牢固的固定在车内；
连接天线控制器与天线之间的电缆；
使用维护方法详见天线系统操作手册。