动中通关键技术及性能测试

其中，θ为入射波与动中通运动方向之间的夹角、ν为 载体运动速度、λ为工作波长。
质量和中断恢复时间两个方面，具体测试结果如表 1 所示。
表 1 外界环境影响测试
楼宇建筑 森林树木 桥洞直行 桥洞转弯 连续转弯
画面质量 中断
瞬断
中断 部分中断 瞬断
由公式可以看出，多普勒频移与工作波长和运动速度成 恢复时间 短
动中通通信系统组成框图如图 1 所示。
测试不同运动速度下的动中通系统性能指标，测试结果
如表 2 所示。
运动速度
表 2 不同运动速度下的 Eb/N0
30Km/h
60 Km/h
90 Km/h
Eb/N0
13.2
13.5
13.0
130 Km/h 13.3
可以得出结论，动中通系统受载体运动速度的影响较小。
3 结束语
作者简介：宋志强(1978-)，男，工程师，研究方向：通信工程。
2012.10
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技术应用
(3) 差分 GPS 跟踪方式
432，帧数 30 帧/秒，画面质量清晰，能够满足实时通信系统
随着差分 GPS 技术的发展，目前指向跟踪方式广泛采用差 的业务需求。
分 GPS 以取代高成本的惯导方式。这种跟踪方式可以实现动态
动中通要在移动中通过卫星进行通信，要解决的核心问 题主要有两个：①天线在载体运动过程中能够快速准确的对 星，并且不受载体的摇摆、冲击、颠簸等干扰影响。②具有 较高的通信效率，能够克服和减少由天线旁瓣和极化特性、 多普勒效应和阴影效应等对通信系统的影响。本文对车载动 中通的关键技术和性能指标进行分析、研究和测试，为其在 通信系统中的应用做好技术支持。
判断出天线指向的指向偏差并迅速跟踪的方式。这种方式的 优点是跟踪精度高；缺点是信号丢失后重新捕获时间长。
1.3 多普勒效应
动中通系统在设计时要充分考虑多普勒频移的影响，多 普勒频移公式：
间长。
2 动中通系统性能测试 2.1 环境影响测试
对某型动中通系统进行性能测试，分析在不同外界条件下 的动中通系统性能。外界环境对动中通的影响主要体现在通信
技术应用
动中通关键技术分析及性能测试
宋志强 辽宁葫芦岛 92941 部队 辽宁 125001 摘要：本文对动中通系统中的关键技术如旁瓣特性、极化特性、跟踪特性、多普勒效应等进行了分析和研究，最后对动 中通系统的性能进行了测试。 关键词：动中通；旁瓣特性；极化特性；跟踪方式
0 前言
动中通是运动中卫星通信的简称，主要是指车载或船载 移动卫星站之间或者与固定站之间进行的卫星通信。它是由 运动平台上的天线、卫星跟踪伺服系统、信道设备组成，动 中通具有机动性能强、使用方便、可靠性能高、抗干扰能力 强、保密性能好的优点，能够在运动过程中实时、大容量、 不间断的传递语音、数据、图像等多媒体信息，特别适合于 军用和民用通信中的应急指挥通信和突发事件的指挥通信， 目前已经在军事、公安、消防、救援等系统中得到了广泛的 应用。
此外，当载车在移动时，如遇到桥梁、山体、树木遮挡
对星，而且运动速度越快，精度越高。缺点是静止时测量精度低。 时，会出现接收信号电平降低甚至通信中断的现象。重新捕
(4) 单脉冲跟踪方式
获的性能除了与天线伺服系统有关以外，还与卫星通信的体
单脉冲跟踪方式是利用卫星信标的差信号在短时间内 制有关，如 FDMA 设备恢复时间短，而 TDMA 设备恢复时
短
较短
一般
长
正比，此外，径向夹角越小，多普勒频移越大。在实际应用 影响程度 大
较大
中
中
大
中，卫星调制解调器具有码速调整和多普勒缓冲功能以降低
由测试结果可以看出，动中通受建筑物、桥洞等地理遮挡
多普勒效应的影响。
1.4 通信性能分析
的影响较大；中断恢复时间受自身运动方式和轨迹影响较大。
2.2 载体运动速度的影响测试
1 动中通关键技术和性能分析 1.1 旁瓣特性和极化特性
通常动中通天线口径小、波速快，因而辐射能量相对分 散、旁瓣特性较差，容易对临星产生干扰。通常天线指向偏 差小于 0.2°，当车载系统由于颠簸、转向灯原因产生较大的 角度运动时，天线自动跟踪系统会产生较大的指向偏差，导 致偏轴方向增益超标严重，当恶化到 0.5°甚至更大时，如 果临星也具有相同频率覆盖的转发器频段，会造成严重的临 星干扰。动中通天线在运动状态下，极化角不在固定状态，
1.2 天线跟踪性能分析
动中通系统最关键的性能是天线在运动过程中跟踪性 能的稳定性，跟踪性能的好坏直接决定着动中通系统的通信 能力。由于动中通系统机动性能很强，随时都可能会产生导 致天线在方位、俯仰和极化方向上的抖动干扰，导致天线波 束偏离卫星，产生指向误差，造成电平值降低甚至中断通信。 在这种情况下，必须保证动中通天线始终对准所跟踪的卫星 不变，这是动中通系统所必须具备的能力。通常采用的伺服 跟踪技术有以下几类：
(1) 极值搜索跟踪方式 极值搜索跟踪方式是利用信号强度随天线指向误差增 大而减小的特征，不断搜索使天线保持在信号最强的方向。 优点是设备简单，成本较低；缺点是信号容易丢失，重新捕 获时间长。 (2) 指向跟踪方式 指向跟踪方式是利用惯性姿态测量单元建立一个坐标基 准，通过伺服系统使天线稳定在当地水平坐标系中，使之不受 载体运动的干扰。优点是不容易丢失信号；缺点是成本过高。
动中通系统由于其运动特性已经成为卫星通信网中的
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一个新兴技术领域，也是现代应急通信指挥业务的首选。动
中通系统中天线伺服系统的跟踪稳定性是满足运动中通信
业务需求的关键，此外，将移动卫星通信技术与图像视频技
图 1 动中通通信系统组成框图
对于动中通系统来说，由于天线尺寸小，因此发射增益 较低，上行链路 EIRP 值不高，由于动中通系统提供的业务 类型包括语音、数据、图像等多媒体信息，通常整个系统所 支持的上行数据速率不超过 2Mbit/s，下行的速率不受限制， 这样才能满足通信业务需求，如果在没有明显遮挡的情况 下，当视频业务在 512Kbit/s 时，接收分辨率可以达到 768 *
天线的方位、俯仰和极化角度由跟踪伺服系统计算得出，由 于极化角度非常灵敏，如果天线不做随时的校准，天线在主 轴防线上的极化隔离度会大幅下降，上、下行链路可能引入 比较严重的交叉极化干扰。
为避免和减少动中通天线对临星的干扰，通常采用以下 措施：①提高天线的旁瓣特性，尽可能降低旁瓣干扰的影响。 ②提高天线在运动中的跟踪精度，降低偏轴方向上的较差极 化干扰。