宽带卫星有效载荷技术研究进展

宽带卫星通信系统应用卫星通信和互联网技术,实现数据、图像和多媒体信息互联传输,具有覆盖面广、可用带宽大、组网方式灵活、可靠性高等特点,是卫星通信应用领域的前沿技术和发展热点。Spaceway、Via Sat和WGS是典型的宽带卫星应用系统。简述了宽带卫星通信系统的概念和组成,介绍了一种宽带卫星有效载荷的组成、主要技术指标和实现情况。

V频段卫星通信天线捕获跟踪系统研究

随着卫星通信向大容量、网络化发展,Q/V频段逐渐应用于卫星通信的星地馈电链路和星间链路。为了掌握Q/V频段卫星通信技术,课题开展了频率较高的V频段卫星通信天线捕跟系统研究和关键单机研制。由于V频段天线波束窄,天线指向精度要求高,课题选择了程控+自动跟踪的天线指向控制方法,天线捕获跟踪采用单通道单脉冲体制方案。针对V频段1.8m天线,解决了反射面赋性设计、精加工和形面精度测试,馈源小型化、精加工和装配,以及天线增益测试等难题。解决了V频段单通道调制器芯片电路稳定工作和参数优化方法,实现了低噪声、高增益和高的和差通道隔离特性。在单机研制基础上,搭建了V频段天线捕跟系统,通过外场捕获跟踪试验,获取了V频段卫星通信天线捕跟系统关键参数:天线增益大于56dBi,低噪放噪声系数小于4.2dB,自跟精度优于0.05°。通过课题研究,验证了天线捕跟系统优良的跟踪性能,突破了V频段关键单机设备研制技术,为后续型号应用积累了工程经验。

多普勒积分时长对星间测速精度影响分析

针对大动态星间速度精确测量问题,文章提出了测量环路多普勒积分时长的设计方法。在获得具体双星星座两颗卫星之间的相对运动速度变化规律的基础上,研究建立不同多普勒变化率积分区间时长情况下的星间速度测量误差数学关系,并进行编程数值计算。通过数值分析和测试结果对比表明:在不同积分区间时长情况下,星间速度测量误差仿真结果与设备实际测试结果一致。多普勒积分时间为200 ms时的星间速度测量误差为±1.4 m/s,通过缩短积分时间长度,可以将星间速度测速误差减小到[-0.14 m/s,+0.14 m/s]以内,达到了预期效果。该方法可应用于星座项目星间速度测量精度指标预算设计工作中进行多普勒积分时长的选择。

星间链路关键性能指标评估的方案设计

星间链路分系统作为组网星座卫星系统的核心之一,是实现星间测量和星间数据传输的关键。针对星间链路系统星间测量和测控传输误码率两项关键指标,结合星座组网卫星单星和星座状态条件,引入信道静态和动态工作模式,对两项关键指标提出一套全面的评估方案,给出基于该方案的评估系统的实测情况,通过实测数据的比对分析,针对被测系统的星间测量和测控传输误码率指标性能,能够直观地给出综合评定结果,设计方案可以正确、有效地用于星间链路的系统评估,具有较高可行性。

一种基于信道模拟器的星座动态距离测量精度分析算法的实现

基于利用信道模拟器实现星座动态模拟的仿真手段,针对距离测量精度提出一种全新的分析算法,该算法通过对专门设计的模拟曲线和获得的星上直接测量结果进行联合处理,从算法上提升测量结果的算法精度。在信道高信噪比下,通过选取合适的算法参数,动态距离测量精度能够达到ns量级,减小了测量精度的误差。文中对算法的应用条件、参数作用以及优缺点进行了分析和说明。

一种基于异源状态的星间链路零值标定方法

星间链路分系统零值标定的准确性,直接影响系统在轨星间双向测距和星座高精度时间同步准确度。地面标定通常采用的同源状态需要地面多路输出高稳10 MHz铷钟源支持,且标定状态与系统在轨应用状态并不完全一致。针对同源标定的局限性,提出一种异源状态星间零值标定方法,构建理论模型并进行了误差分析,异源零值标定的准确度受星座两星参考源(铷钟)的钟漂移特性、卫星遥测下传的时效性以及两星1 PPS状态一致性等因素共同作用。经系统实测验证表明:异源状态下星间零值标定误差约为1.901 ns,能够满足系统标定的精度要求。异源标定简化测试系统,与在轨应用状态高度一致,对工程实践具有一定参考和应用价值。