一种应用于海上浮标的卫星中继通信终端

为了实现四级海况下海上小型浮标与岸基站数据中心之间的实时通信,设计和研制了一种高速率、低延时和高可靠的S频段卫星中继通信终端。该卫星中继通信终端由S频段中继通信机、抛物面天线、伺服跟踪机构、电源变换模块、温度控制器以及耐10 m水压的天线罩体等组成。终端为直径1 m的半球体,质量小于30 kg,最大峰值功耗小于等于130 W。卫星中继通信终端利用快速捕获跟踪卫星信号技术,能在7 s内迅速捕获和跟踪卫星前向链路信号;采用自适应海况可变码率技术提高了数据传输的可靠性。四级海况下,卫星中继通信终端实现了浮标与岸站之间最大2 Mb/s高速率实时数据传输,大回路数据通信误码率小于等于10-5。

一种轻小型S波段卫星中继通信机的设计与实现

针对远海无人值守浮标与岸基站间的实时、可靠和高速率通信需求,研制了一种轻小型S波段卫星中继通信机。通过采用高集成度的零中频接收单元和25W高效率GaN功放发射单元,实现了对岸站遥控指令(2kbps)的接收和浮标载荷数据(2Mbps)的实时回传。通过提高收发隔离度和实时解算接收信噪比,确保了海上卫星通信的高可靠性。通过射频前端和信号处理单元等硬件的一体化设计,实现了整机的轻小型化(尺寸约为192mm×134mm×92mm,质量小于2.0kg)和低功耗(低于80W)。四级海况下的海上试验表明,S波段中继通信机能够满足复杂海况条件下远海浮标的实时高速率双向通信需求,大回路数据通信误码率Pe<10^-5。

适用于海上卫星通信终端的快速测试系统

针对海上卫星通信终端在性能调试、系统联试和试验现场环节中关键特性的快速检测需求,设计和开发了一套便携式测试系统。测试系统可模拟生成码片速率为3.069 Mchip/s的星地前向扩频信号,接收解调数据速率最大为2.0 Mb/s的返向正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)调制信号,且具备快速检测终端捕获和跟踪卫星信号时间是否优于7.0 s的能力。采用软件无线电思想,基于Matlab的卫星信号模拟程序替代现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)完成数据的组帧、加扰和扩频处理,降低了测试系统开发难度和周期,并提高了适应性和灵活性。各阶段的应用结果表明,便携式测试系统能够快速测试卫星通信终端的关键特性,为现场及时发现并定位问题提供了可靠依据。