民航KU波段卫星网的现状及调整

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KU波段卫星网对星、功率及极化调整方案

KU波段卫星网对星、功率及极化调整方案1概述背景情况亚洲卫星公司在11月XX到XX日对亚洲四号卫星进行了轨位调整，卫星定点位置由东经度调整为度，转发器的增益档也进行了相应调整。

针对亚洲4号卫星轨位和转发器增益档设置的变化，需要对全网所有站点进行一次相应的调整，调整主要包括对星、极化调整和功率标定。

Ku波段卫星网的基本情况中国民航Ku卫星通信网正式投入运行以来，已先后开通了管制移交电话通信、AFTN电报电路、雷达数据联网、VHF地空数据链等多种业务。

网内拥有各类远端站119个，其中节点数为222个，分布在全国各个民航机场。

2KU波段卫星网功率调整原则全网统一调整全网所有站点及节点都要进行发射对星、极化及功率的调整。

调整的最终目标是全网用户业务载波的载波噪声比维持在。

对星、极化调整和功率标定逐项依次进行此次功率调整首先要求各端站进行对星调整，然后对各站进行极化隔离度的标定，最后进行功率标定。

极化隔离度要求高于30dB，对于不合格的站点一律进行重新标定极化隔离度。

各端站对星调整由当地工作人员完成；极化调整需在亚洲卫星工程师的指导下进行；各端站功率调整需在北京网控中心工程师的指导下进行。

业务保证在进行调整之前，请各个远端站做好业务的保障工作，减少调整对业务带来的影响。

发射功率等重要参数设置的保持在功率调整完成后，严格禁止用户随意更改发射功率等重要设置参数。

如果遇到特殊情况（如下雨雪或故障排查时）确实需要改变发射功率等重要设置参数的，必须事前联系网控中心。

在经过网控中心值班工程师允许的情况下改变参数设置，并且由网控中心登记。

待系统恢复正常后必须恢复原参数，同时通知网控中心。

远端站工作人员的所有操作必须遵循《民航Ku波段卫星通信网端站入网维护规范》。

与此同时，网控中心也将加大对用户载波的巡检力度，网控中心定期将巡检结果上报空管局通信导航监视部。

3KU卫星网功率调整及极化调整方案KU卫星网功率调整大体按照站点配置的ODU功率大小进行。

民航KU波段卫星监控信号引接分析及意义

2019年第3期信息通信2019(总第 195 期）INFORMATION&COMMUNICATIONS(Sum.No 195)民航K U波段卫星监控信号引接分析及意义武萍(中国民用航空东北地区空中交通管理局通信网络中心，辽宁沈阳110042)摘要:现阶段民航东北空管传输系统多采用“两地一空”模式，即地面两中继保阵，而K U卫星提供空管线路的空中保障。

传统地面传输设备的监控可以？丨接到区管中心，但民航通信卫星网所负责的外台站K U卫星设备长期以来没能将其监控信号？丨接回区管，导致我们无法对相应节点的运行状态进行监控，本文主要对錦州、朝阳、通辽、西乌四个台站K U卫星监控信号？丨接回区管进行分析，最终实现了对这四个台站K U卫星的监控。

关键词:K U卫星;监控;改造与建设中图分类号:TP277 文献标识码:A文章编号:1673-1131(2019)03-0215-020引言区管所负责的锦州、朝阳等外台站K U卫星设备长期以来没能将其监控信号引接回区管，台站的维护技术水平相对薄弱，并且经常需要沈阳技术人员现场排除故障，但由于路途遥远，尤其是复杂天气时，很难及时赶到现场，导致无法对相应节点的运行状态进行监控,因此先将锦州、朝阳、通辽、西乌四个台站K U卫星监控信号引接回区管，最终实现了对这四个台站K U卫星的监控，并可对卫星站进行远程操控。

第二种方案为将一根双绞线做成做成DB25接口转RJ45接口形式，使其将FA36的SIC/8A S板卡中的串口与Modem 板正面板的DB9串口相连，其余与方案一相同。

2 K U卫星监控倍号引接方案测试以下为朝阳导航台K U卫星监控信号引接两种方案实施测试的全过程：2.1方案一2.1.1首先对两端FA36端口进行命令配置1K U卫星监控信号引接方案制定事先在FA36网管上将朝阳台站FA36的端口与区管复首先以朝阳导航台为例，从K U卫星的Modem板引出的监控信号为串口信号，且根据当地通信设备的运行实情，最好的方案就是通过FA36将其引接回区管终端对其进行监控。

关于KU卫星系统日常调星过程的探讨

关于KU卫星系统日常调星过程的探讨摘要：民航系统中的KU卫星通信传输系统具有覆盖范围广、业务适应性强的特点，可以为民航航班的飞行提供语音通信、数据广播、雷达信息引接等服务，但由于此系统的ODU和卫星天线通常长时间在室外环境运行，卫星天线出现偏差的可能性较大，会严重影响此系统提供信息的有效性和准确性，所以人们要通过日常完成KU卫星系统调星，保证民航系统的安全运行，在此背景下，本文针对KU卫星系统日常调星过程展开研究，为民航系统提升KU卫星通信传输系统可靠性提供参考。

关键词：KU卫星通信传输系统；日常调星；卫星天线前言：在航空系统中，任何遥控台和机场都要配备KU卫星系统，为民航空管“两地一空”的实现创造通信条件，但在KU卫星系统应用过程中，其天线等结构要在室外使用，受自然环境的影响，发生老化、松动、偏移等问题的可能性非常大，很可能诱发KU节点难以正常运行，为尽可能降低因天线偏移导致的KU性能难以发挥现象的发生概率，日常中要高质量的完成对KU卫星系统的调星工作。

民航系统KU卫星系统分析KU卫星系统在民航系统中，主要承担着高速数据和低速数据的通信、语音通信、视频会议等工作，在结构上通常包括主网络控制中心和备用网络控制中心两部分，保证其通信业务的可靠性和实时性[1]。

在此系统运行的过程中，可能会受到中波、短波、手机基站、雷达、微波等各类型额电磁干扰，也可能产生鱼衰、雪衰等问题，这决定，在此系统应用的过程中，需要工作人员对具体的设备运行情况和信号传输情况进行动态监测，并针对性的进行维护。

因天线偏移导致的KU卫星系统性能失常问题在KU卫星系统应用中较为常见，所以更应受到重视。

KU卫星系统日常调星的具体过程（一）KU卫星系统日常调星的准备工作在保证调星工作得到相关规范规定的机构同意和支持的基础上，调星人员要准确的掌握调星对象具体的坐标和海拔，并准备调星过程所需要的射频线缆、隔直器、笔记本电脑、测量范围在13GHZ以上的频谱仪等设备以及鱼嘴钳等工具，对准备的各设备性能进行监测，保证调星工作的顺利开展[2]。

KU卫星系统日常调星过程

KU卫星系统日常调星过程摘要：KU卫星系统的室外设置主要包括：卫星天线和ODU。

长时间受自然环境影响卫星天线可能出现偏移，导致KU节点无法正常工作。

需要通过频谱仪对KU节点进行重新调星操作，恢复其正常工作。

调星步骤主要为：对星调整、极化调整、功率调整。

调星前必须与北京卫星网控中心和香港卫星公司联系，取得对方同意后方可进行调星操作。

关键词：KU卫星天线；频谱仪；调星引言KU卫星系统是民航空管“两地一空”通信保障体系中的一项重要组成部分，更是所有遥控台和机场所必须配备的传输设备之一。

但KU卫星系统的室外设备直接安装在室外，经过长年的风吹雨淋，容易使其出现电缆接头松动、连接线缆老化、设备接口处密封不良、接口有流水痕迹和天线偏移等现象，无论出现哪种现象都会导致此KU节点无法正常工作。

而天线偏移现象是影响KU节点正常运行的主要原因，更是最难排查的原因。

当KU节点出现天线偏移时，需要维护人员到现场对此KU节点重新进行调星工作，尽快使其恢复正常通信工作。

1 准备工作沈阳管制区内使用的KU节点的室外设备主要由3.7米天线和ANACOM 16W ODU组成，只有沈阳KU节点的室外设备主要由4.5米天线和EFDATA 80W ODU组成。

当某KU节点出现天线偏移现象导致其无法正常使用时，需要对问题KU节点进行调星操作。

操作前维护人员必须先与北京卫星控制中心和香港卫星公司联系，在对方同意此次调星操作并能够在我方调星过程中提供必要的人员配合后再进行其他调星准备。

调星准备：需要事先确定需要调星操作的KU节点室外设备所处的精确坐标和海拔高度、携带测量频率范围大于13GHZ的频谱仪及相关射频线缆、三通和隔直器、笔记本电脑及相关软件和监控线缆、鱼嘴钳等工具。

2 具体方案现以室外设备由3.7米天线和ANACOM 16W ODU组成KU节点为例。

此类KU节点室外设备使用的低噪声放大器为LNC。

首先，用笔记本电脑连接ODU，使用室外单元监控软件将其射频接收频率由12706MHZ调为12253MHZ。

民航KU波段卫星地面站设备故障分析与维护

VSATPlusII/VSATPlusIIe 故障主要表现为无法开机、无法与卫ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ或地面站通信、无法处理业务信号等，可能导致通信中断或质量下降。故障的原因可能有以下几种：（1）供电不稳定。（2）内部元件损坏或老化，导致设备性能下降。（3）与天线或室外单元的连接不良，导致收发信号衰减或干扰。（4）设置错误，导致输出信号与卫星信号不匹配。
中国设备工程 2023.10 （下）
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障再次发生，该站加强了天线结构的稳固性，定期检查天线指向精度。 2.2 变频器故障
变频器故障主要表现为变频器输出功率不足、变频器输出频率不稳定、变频器本振失锁等，可能导致通信中断或质量下降。变频器故障的原因可能有以下几种：变频器供电不稳定，导致变频器工作不正常；变频器内部元件损坏或老化，导致变频器性能下降；变频器与天线或功放的连接不良，导致变频器输出信号衰减或干扰；变频器的设置错误，导致变频器输出信号与卫星信号不匹配。变频器故障的排除方法有以下几种：（1）检查变频器的供电是否稳定，是否有波动或断电的现象，如果有，应及时恢复或更换。（2）检查变频器的内部元件是否正常工作，是否有损坏或老化的现象，如果有，应及时修复或更换。（3）检查变频器与天线或功放的连接是否牢固，是否有松动或腐蚀的现象，如果有，应及时清理或更换。（4）检查变频器的设置是否正确，是否与卫星参数一致，如果不一致，应及时调整或重新设置。
功放故障主要表现为功放输出功率不足、功放输出信号失真、功放过热或过载等，可能导致通信中断或质量下降。功放故障的原因可能有以下几种：功放供电不稳定，导致功放工作不正常；功放内部元件损坏或老化，导致功放性能下降；功放与变频器或天线的连接不良，导致功放输出信号衰减或干扰；功放设置错误，导致功放输出信号与卫星信号不匹配。功放故障排除方法有以下几种：（1）检查功放的供电是否稳定，是否有波动或断电的现象，如果有，应及时恢复或更换。（2）检查功放的内部元件是否正常工作，是否有损坏或老化的现象，如果有，应及时修复或更换。（3）检查功放与变频器或天线的连接是否牢固，是否有松动或腐蚀的现象，如果有，应及时清理或更换。（4）检查功放的设置是否正确，是否与卫星参数一致，如果不一致，应及时调整或重新设置。

浅析C波段、Ku波段卫星通信在民航中的应用

3、PES 系统
PES 系统主要提供数据通信服务，由 1 个主站（HUB）和 98 个
远端站组成，为星状拓扑结构，可以提供主站与远端站的点到点双向
连接或主站到多点的广播方式传播。
PES 系统的远端站之间不可直接进行数据通信，任何业务均通过
网管站进行数字双向传输方可完成，即两跳完成数据传输。网管站既
是整个网络的管理中心，还是网络的业务中心，远端站的任何信息传
就要求更多的新技术应用到卫星通信中来，使卫星通信焕发出蓬勃生
机。卫星通信以其特有的优势，将会在民航通信领域内得到更大的发
展，从而为民航运输业的快速发展提供通信保障。
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三类站
航站级
4.5m 天线，10W 的 SSPA，约 8 路 CU 板
四类站
导航台级
4.5m 天线，5W 的 SSPA，约 8 路 CU 板
民航 TES 卫星通信系统传输的主要业务有：管制移交电话、帧
中继、分组干线电路、自动转报电路、雷达信息联网、气象数据库远
程传输电路、甚高频 VHF 遥控引接电路、普通电话。
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动态连接，实现卫星信道资源的带宽共享。同时在上海配置一个备份网控站，作为北京主用网控中心站的异地备份站，一旦北京主控站出现故障，上海备份网控站将承担全网的控制和管理功能。
根据各地传输业务不同，远端站包括一类站 10 个、二类站 23 个、三类站 12 个、四类站 48 个（含 1 个移动站和 1 个备份站）。各类远端站设备配置如下：
数据广播业务、低速异步数据业务、IP、帧中继协议业务、VHF 话音

浅析民航KU波段卫星的调整及维护经验

自自度
— ■ 十重复性校准装置数字量化误差
主动滚筒外径测量误差
０．０２９ｋｍ／ｈ０．０１３（ｋｍ／ｈ）一１２０．０２７ｋｍ／ｈ０．０２９ｋｍ／ｈ
２ＫＵ常见的一些问题的处理方法
３．６扩展不确定度
由于，＝＝＝１，查表得ｔ９５（ ∞ ）：＝：１．９６：
（上接第９４页）功率调整需要被调整远端站使用调制解调器发射一个调制波，网控中心接收该调制波后通过观察频谱仪指导远端站增加或者减少发射功率以达到标定的功率值。远端站在进行功率调整之前需要调制解调器的“ ＴＸＮｏｍｉｎａｌＬｅｖｅｌ ” 调整为０，然后在网控中心的指导下通过增减ｏＤｕ发射衰
０．９６７ｍｍ～０．００３７（ｍｍ）一
本校准装置主动滚筒标称外径允许误差有关
９８一０．ｏｏ】
的不确定度分量ｕ（Ｄ）
由于滚筒的表面局部磨损或者使用游标卡尺测量滚筒外径时，从而使得滚筒外径相对于实际尺寸发生变化，造成测量结果的偏差，根据相关资料规
标准转速表测量值有差标准转速表示值误差

KU波段卫星故障定位分析及优化调整探讨

• 51•现阶段民航使用的KU波段卫星主要为民航ATM综合数据通信网提供高、中速率的中继电路，并提供话音通信、雷达信息引接、VHF遥控、数据广播等中低速率的空管专用电路。

目前青海地区共有KU波段卫星节点5个，分别是西宁节点号58，西宁节点号59，刚察节点号67，德令哈节点号76，格尔木节点号75；通过对西宁、刚察、格尔木卫星维护中的故障分析和相关测试优化调整不仅是设备维护人员需要掌握的技能和技巧，而且对维护人员能够及时快速排除故障给予设备可靠稳定的运行提供有力保障具有重要安全意义。

本文在分析k u卫星地面站故障信号定位的基础上，对相关设备的配置和业务引接进行了优化调整分析和测试，从而为该方法进行深度研究和应用提供了相关参考。

1.民航空管KU卫星网系统结构和基本工作原理民航KU卫星使用亚洲四号卫星（东经122.1度）K-8V转发器，带宽54MHz，极化方式为上行水平极化，下行垂直极化，上行频率为14465MHz，下行频率为12715 MHz，信标频率为12253MHz。

ODU和室内单元工作带宽为36MHz。

民航Ku波段卫星网内所有站点需要实现互联互通。

采用分组的办法实现，全网分为G0、G1、G2。

每组ODU的射频中心频率和MODEM的中频频率各不相同。

青海空管分局KU卫星站点属于三类站，该种类型的地面站配置2个VSATPlusIIe终端，冷备份25W ODU，以及3.7米Ku天线。

三类站包括室内设备（IDU）和室外设备（ODU）两部分。

民航使用的室外单元由EFDATA和ANAcom公司提供。

室外单元的作用是将室内设备输出的中频信号进行变频成射频信号放大后发射到卫星，或者将从卫星接收的射频信号进行放大变频成中频信号后送到室内单元。

民航室内单元使用加拿大Polarsat公司的VSATplusII系统。

室内单元作用是为用户设备提供接入卫星网的接口。

VSATplusII系统能为用户提供数据、话音和视频通信功能。

直升飞机Ku频段卫星动中通

寸是为了直升机的飞行，而不是“ 穿透” 进行通信，因此当它们在通过工作在一定的高频率的卫星天线上方时一般会产生阻挡。另外，一方面为了获得真正的宽带数据速率使天线尺寸足够大，另一方面为了与直升现的，除非是采用如Ｋ频段一样高的频率。ｕ
在Ｋ频段，ｕ已经测量到这些衰落的深度超过１ｄ参见文献【特定飞机上的例子）０Ｂ（２］，并且链路预算中没有考虑用来调节该衰落电平的余量。此外，根据飞机相对于卫星的朝向，卫星终端遭遇的阻挡率百分比变化从很低的百分比到２％（５间歇时间与间歇周期之比）或在飞机前进方向仰角低或极低时百分比更高，如图１所示。可以考虑间歇百分比
过旋翼叶片实现通信。因此，有今天还在出售的用于旋翼飞机的ＩＭＡＳＴ终端，然ＮＲＡ而，ＮＲＡＡＩＭＡＳＴＧＮ通过键接信道只能得到有限的数据速率。尽管ＢＡＧＮ提供更高的数据速率和可能性（达到接近５０ｂｓ，如，与Ｃ频段和Ｋｕ频段可开展的业务比较，０ｋｐ）例
何天线以较高的频率发射时会被旋转翼叶片旋转造成间歇阻挡。尽管ＩＭＡＳＴＢＡＮＲＡＧＮ业务与ＵＦ或ＩＭＲＡＡ比较可以提供较高的数据速率，但机载通用的ＢＡＨＮＡＳＴＧＮＧＮ波形版本还没有得到验证，甚至是它的数据速率和一个波束内的整体容量仍然是受限的和昂贵的。然而，还是对Ｖａａ的Ａｃｉｔ动中通波形稍作修改使得系统在旋转翼叶ｉｔＳｒｇｇＬｈ片对卫星天线造成间歇阻挡的情况下仍然能够工作。这些修改采用了Ａｃｉｔｒｇ使用本地Ｌｈ控制、异步突发的优点，这是Ａｃｉｔｒｇ为了避免旋翼阻挡在回传信道（Ｌｈ从飞机到卫星）上所采用的。对正向链路（从卫星到飞机）的波形进行的类似补充修改使所有数据不受

KU波段卫星入网及调整

KU波段卫星入网及调整作者：范智群来源：《科技创新导报》 2011年第11期范智群(民航江苏空管分局徐州导航站江苏徐州 221002)摘要:阐述了引进民航KU波段卫星通信网的目的,介绍徐州雷达站KU波段卫星通信网络的基本组成,KU波段卫星站的基本情况,总结KU波段卫星安装及调试过程中的经验。

关键词:民航KU波段入网及功率调整中图分类号:TN92 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)04(b)-0243-011 引进民航KU 波段卫星通信网的目的民航C波段卫星通信网租用鑫诺1号通信卫星的8B转发器,上行链路采用垂直极化,下行采用水平极化,共36MHz带宽。

随着民航卫星网业务的不断增加,现有的带宽资源已饱和,同时由于设备接口类型比较单一、业务接入能力有限、系统信道传输速率低等局限性,使得C波段卫星网已不能满足实际使用和发展的需要。

我站雷达、VHF等业务以DDN、ATM网作为主要传输链路,卫星作为备份链路。

为了提高设备通信保障能力,民航总局于2005年开始建设民航KU波段卫星通信网,作为现有C波段卫星网的补充,使KU频段和C频段卫星网共同组成一个功能强大、性能可靠的综合性民航专用卫星通信网络。

2 民航KU波段卫星通信网络的基本组成民航KU波段通信网使用定点于东经122.2°亚洲四号卫星的K8V转发器,上行中心频率14474MHz,为水平极化,下行中心频12724MHz,垂直极化。

其主用网控中心位于北京民航总局空管局,备用网控位于上海浦东机场,共分为4类。

我站KU卫星远端站为四类站,功率为16W。

3 徐州雷达站KU 波段卫星站的基本情况我站KU波段卫星站室外单元采用的是Comtech电信公司生产的ANACOM型16WODU。

室内单元采用的是Polarsat公司的系统设备,室内单元的业务板卡类型有: 1块E1板、2块高速数据板、2块话音板。

其系统框如图1。

4 KU波段卫星站安装及调试过程中的经验KU波段卫星站安装过程和C波段卫星站虽类似,但在调试的细节方面却很不相同,尤其是初期工作的精确性将直接影响到今后业务链路的搭建。

民航Ku波段卫星地面站检测与维护

0 引言随着民航事业负载量日益增大，Ku 波段卫星网在民用航空通信网络传输系统重的使用范围和频率不断增加。

空管业务量的增加对卫星地面站设备的运维要求也逐步提高，因此，民航Ku 波段卫星地面站的检测与维护，是保障民航通信空管业务安全稳定的重要工作。

1 产品概况RFB-500Ku 型Ku 波段卫星收发器是一款发送频率在14GHz 范围，接收频率在12GHz 范围的Ku 波段ODU 设备。

RFB-500Ku 应用框图如图1所示。

图1 RFB-500Ku 应用框图卫星业务的上行传输首先通过Modem 将数据信号调制到70M 或L 波段的载波上，然后通过RFB-500Ku 型Ku 波段卫星收发器上变频及高功率放大到Ku 波段载波上，通过高增益卫星天线发送给卫星；下行传输则是卫星天线接收卫星信号，然后通过具有L 波段接口的LNB 送到RFB-500Ku 型Ku 波段卫星收发器上，RFB-500Ku 型Ku 波段卫星收发器将信号下变频至70M 载波上，输出给Modem 设备，由Modem 设备解调出基带数据信号，实现数据终端之间的通信。

2 系统架构整个RFB-500Ku 型Ku 波段卫星收发器由六个部分组成，包括监控模块、L 变频模块、Ku 变频模块、功放模块（PA）、LNB 模块以及电源系统。

RFB-500Ku 系统结构框图见图2所示。

整个通讯过程中电源系统将220V 电压转换成适当的直流电供给各个模块。

监控模块一方面负责与上位机软件通讯，接收操作人员的命令及反馈底层信息以实现人机交互；另一方面负责向底层硬件发送指令，传送操作人员的命令。

同时监控模块可以实时监控底层硬件的状态并存储上传。

在上行链路中，L 变频模块接收到监控模块发来的指令将70MHz 信号放大并上变频到L 波段输出给Ku 模块。

Ku 模块收到L 模块的配置命令将L 波段频率信号放大并变频到Ku 波段给功放（PA）。

功放（PA）通过天线将信号发射出去。

民航KU波段卫星地面站运行与维护

民航KU波段卫星地面站运行与维护作者：暂无来源：《上海信息化》 2014年第8期文／张轶敏KU波段卫星通信网因其覆盖范围广、通信限制小，已成为民航“两地一空”通信网络传输系统中不可或缺的组成部分。

利用卫星技术实现的网内无线通信，可以有效避免因有线线路故障、陆地灾害等因素导致的民航通信无法正常进行。

我国KU波段卫星通信网自2007年投入运行以来，承担了大量民航通信空管业务。

因此，对卫星地面站的运维已成为保障KU卫星通信网的重要工作。

民航空管通信网络传输系统的安全性、稳定性与可靠性，直接关系到民航通信体系的稳定运行，更关系到民航客机的安全。

随着我国民航事业的负载量日益增大，空管部门对民航通信网络传输业务的要求也不断提高。

为了完善民航通信网络传输业务的稳定性与可靠性，避免有线线路故障、陆地灾害或其他原因导致民航通信无法正常进行，我国民航空管部门于2005年年底部署建设了KU波段卫星通信网，并于2007年7月正式投入运行。

KU波段卫星通信与C波段卫星通信共同组成的民航卫星通信网，已成为民航通信网络传输系统“两地一空”中不可或缺的组成部分。

KU波段卫星通信网投入运行已有七年，在民用航空通信网络传输系统中的使用范围和频率不断增加。

空管业务量的增加使得对卫星地面站设备的运维要求也逐步提高。

因此，在KU卫星地面站常规运维的基础上，探讨民航KU波段卫星地面站的运行与维护，对保障民航通信空管业务安全稳定、发挥卫星无线通信优势具有重要作用。

卫星地面站逗行结构及主要设备KU波段卫星通信能在网内实现任意2个卫星地面站之间的无线单跳通信，并且满足语音、数据广播、甚高频和雷达等多项业务需求（见图1）。

KU卫星系统在通信技术上采用了时分复用方式(TDMA)，具有波束窄、抗地面微波干扰性好的技术特性。

相较于C波段卫星而言，其天线口面相对较小，但传输损耗和雨衰均比较大。

KU波段卫星地面站设备分为室内单元与室外单元（见图2）。

室内设备包括用户端设备、DLM数据线路复用器(Data Line Multiplexer)、室内单元机箱(VSAT Plus II、VSAT Plus IIe)、中频(Tx、Rx)功分器等。

KU卫星系统日常调星过程

KU卫星系统日常调星过程KU卫星系统的室外设置主要包括：卫星天线和ODU。

长时间受自然环境影响卫星天线可能出现偏移，导致KU节点无法正常工作。

需要通过频谱仪对KU节点进行重新调星操作，恢复其正常工作。

调星步骤主要为：对星调整、极化调整、功率调整。

调星前必须与北京卫星网控中心和香港卫星公司联系，取得对方同意后方可进行调星操作。

标签：KU卫星天线；频谱仪；调星引言KU卫星系统是民航空管“两地一空”通信保障体系中的一项重要组成部分，更是所有遥控台和机场所必须配备的传输设备之一。

而天线偏移现象是影响KU节点正常运行的主要原因，更是最难排查的原因。

当KU节点出现天线偏移时，需要维护人员到现场对此KU节点重新进行调星工作，尽快使其恢复正常通信工作。

1 准备工作沈阳管制区内使用的KU节点的室外设备主要由3.7米天线和ANACOM 16W ODU组成，只有沈阳KU节点的室外设备主要由4.5米天线和EFDATA 80W ODU组成。

当某KU节点出现天线偏移现象导致其无法正常使用时，需要对问题KU节点进行调星操作。

2 具体方案现以室外设备由3.7米天线和ANACOM 16W ODU组成KU节点为例。

此类KU节点室外设备使用的低噪声放大器为LNC。

首先，用笔记本电脑连接ODU，使用室外单元监控软件将其射频接收频率由12706MHZ调为12253MHZ。

Ku波段卫星通信雨衰分析及对抗措施探讨

第10期2021年5月No.10May，20210 引言要想促进我国卫星通信技术的发展，为用户带来良好的通信服务，就需要重视外界环境带来的影响，避免Ku 波段的卫星通信受到严重影响。

本文对雨衰的产生机理和影响、降低雨衰影响的措施等进行分析，以帮助相关领域的研究人员有针对性地解决雨衰问题[1]。

1 雨衰的机理以及影响1.1 雨衰产生当电波穿过降雨区域，雨水不仅可以有效吸收一定的电波能量，也会对电波产生散射，吸收及散射会导致一定的电波衰减，同时，雨滴倾斜导致的差分相位偏移，会对无线电产生严重干扰，让电波出现去极化现象，这被称为雨衰。

这种信号衰减情况基本上呈现出非选择性能及缓慢时变的性能，导致信号在传输过程中会出现一定程度的劣化，严重影响系统的可用性，也使得雨衰成为卫星通信链路设计中需要格外注意的影响因素之一[2]。

不同频率的电磁波受到的雨衰影响差异很大，雨衰与信号的波长及雨滴的大小存在一定的关联。

一旦信号波长大于雨滴，就会导致散射衰减对信号的好坏起到决定性的作用。

当信号波长小于雨滴时，导致吸收损耗起主要作用。

在吸收或散射作用的影响下，电磁波波长以及雨滴直径相近时，衰减最大。

常用电磁波波长一般远大于雨滴直径，随着频率的提升，波长逐渐接近雨滴直径，雨衰影响效果逐渐提升，C 波段信号对雨衰的影响基本可以忽略不计，而10 GHz 以上的电磁波在传播过程中会受到雨衰问题的严重影响。

雨、云、雾所引起的衰耗如图1所示。

作者简介：高睿劼（1989— ），男，黑龙江大庆人，工程师，硕士；研究方向：卫星通信技术。

摘要：随着科学技术的发展，卫星通信技术的合理性越来越受到重视。

为了保障用户在网络通信方面的需求，就需要进行合理的卫星链路设计及构建。

但是当下Ku 波段的卫星通信传输质量及系统性能受到雨衰的严重影响。

在此基础上，文章分析了雨衰的产生原理，对Ku 波段卫星通信雨衰分析及对抗措施进行了详细的阐述。

关键词：Ku 波段；卫星通信；雨衰分析；降雨噪声Ku波段卫星通信雨衰分析及对抗措施探讨高睿劼，陆斌，许松松（南京熊猫汉达科技有限公司，江苏南京 210000）图1 雨、云、雾所引起的衰耗通常，降雨量大小会对电磁波的衰减产生影响。

卫星Ku转发器市场：为何冰火两重天

在当今这个高度互联的世界里，卫星凭借其广袤覆盖的优点得到了广泛应用，不仅被用于视频分发和现场直播，而且还被用于许多数据服务，如互联网宽带连接、VSAT服务、移动回程、海事和机载上网等服务。

近年来随着互联互通应用的增长，以及高通量卫星技术的应用，市场对于卫星转发器的需求强劲。

2020年全球卫星转发器使用量达到创纪录的2000 Gbit/s，相当于2015年的3倍。

这种高速增长还将持续发展，到2029年将达到8800Gbit/s（参见图1）。

不断增长的使用量对卫星频率资源提出了巨大的挑战，随之而来的是卫星业界需要采用更高的数据压缩和频率复用技术，目的是压榨出频率表里面每赫兹的最后一个比特。

但是现实是，不管怎么增加效率，基于ITU （国际电信联盟）分配给卫星使用的频谱资源都是有限的。

卫星频段的划分我们通常所说的卫星频段，指的是固定卫星业务的非规划频段，大致可以理解为ITU划分给非L频段的、商用卫星通信业务的频率。

经过几代目前，国内卫星Ku转发器市场出现分化，一方面标准Ku转发器（14/12GHz频段）供不应求，出租率高达100%；另一方面扩展Ku频段（13/11GHz频段）的转发器空置率高，市场认知程度低，用户寥寥。

卫星转发器资源本来就稀缺，加上使用上的不均衡，造成了卫星频谱资源的浪费。

本文分析了Ku频段的历史沿袭和使用现状，进而提出了改善的建议。

卫星Ku转发器市场：为何冰火两重天+ 潘力甘海力图1 长期卫星转发器使用量趋势图（来源：欧洲咨询公司）图2 固定卫星业务非规划频段发展历史（亚太地区）卫星的发展，现在主要使用的频段是C、Ku和Ka频段（参图2）。

4-8GHz频段称为C频段。

商用通信卫星从1960年代就已经开始利用C频段提供国际电话和电视转播等越洋通信业务。

C频段的传播条件比较稳定，几乎不受降雨衰耗影响，适合无线电信号传播。

但是，随着地面移动通信业务量的增长，特别是进入5G时代之后，5G信号也开始使用C频段，对卫星信号造成了干扰（参见图3）。

Ku波段卫星通信雨衰分析及对抗措施

Ｋｕ波段卫星通信雨衰分析及对抗措施雨衰是影响Ku波段卫星通信系统传输质量及系统性能的主要因素之一。

本文介绍了Ku波段卫星通信中雨衰产生的机理及其对信道的影响，并提出了有效减少雨衰对Ku波段卫星通信不利影响的措施。

雨衰的机理及影响1、雨衰的产生当电波穿过降雨的区域时，雨不仅吸收电渡能量，而且对电波产生散射。

这种吸收和散射共同形成电波衰减散射还能导致大范围无线电干扰，并对电波存在去极化效应，称这些衰减和干扰为雨衰。

这种衰减呈现非选择性能和缓慢的时变特性，是导致信号劣化，影响系统可用性的主要因素。

因此，雨衰问题也就成为系统设计过程中必须考虑的重要问题。

雨衰的大小与雨滴直径与波长的比值有着密切的关系，当信号的波长比雨滴大时，散射衰减起决定作用。

当电磁波的波长比雨滴小时，吸收损耗起决定作用。

无论是吸收或散射作用，其效果都使电波在传播方向遭受衰减；当电磁波的波长和雨滴直径越接近时衰减越大，一般情况下(比如中短波)电磁波的波长远大于雨滴直径，故衰减很小，C波段信号受雨衰的影响也可以忽略。

对于10GHz以上的电磁波，雨衰的影响就非常明显了，在链路计算中必须考虑雨衰的影响。

频率越高，雨衰的影响越大，大雨和暴雨对电磁波的衰减要比小雨大得多。

图1是国际无线电咨询委员会(CCIR)(现为国际电联(ITU))提供的雨衰与频率和降雨大小的关系图，从图1中可以很清楚地看出Ku波段信号受雨衰的影响。

如图1所示，降雨对电波的衰耗为实线，而云、雾引起的衰减为虚线。

Ku波段频率较高[(12-18)GHz]，波长与雨滴的大小可比拟，受雨衰的影响比较严重。

由图1和图2可看出，在Ku波段，中雨(雨量为4mm／h)以上的降雨引起的衰耗相当严重。

若电波穿过雨区路径长度为10km时，对于Ku波段上行线路，衰耗为2dB左右，下行线路的衰耗为1dB左右；在暴雨(雨量为100mm／h)情况下，每公里的损耗强度较大，但雨区高度一般小于2km，暴雨引起的衰耗将超过10dB以上。