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第二代卫星通信论文

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第二代卫星通信论文

你找的这类文章应该是属于综述类的文章吧~那你对应的就去找下国际航空航天科学这类的期刊文献参考呗~写论文总不是要多找文献多动笔多思考的

无线通信息技术的发展及在数字化社区中的应用1、无线通信技术的发展过程回顾通信发展的历史,我们发现了一个非常有趣有过程:1832年莫尔斯发明了电报,它传送的信息是由众所周知的点划码组成的,即人类最早的通信是采用数字方式进行的。以后贝尔又发明了电话,并由此造就一个电信产业。一个多世纪以来,以电话服务为主的电信业走了一条成功之路,取得了极大的发展。然而随着人类社会的发展,电信业务也从早期的电报、电话发展到今天多种业务并存的局面,通信的规模也发生了翻天覆地的变化。随着科学技术的发展,现代通信又进入了数字时代。20世纪90年代信息革命的浪潮,建设信息高速公路的号角声,信息和知识爆炸式的增长,特别是因特网商用化后的迅猛发展,使传统的电信业受到巨大的震动和冲击。带给我们的启示是,问题的核心在于“信息”。在信息和知识已成为社会和经济发展的战略资源和基本要素的时代中,人们更加需要随时随地获取信息,原来点对点的固定电话通信方式已远不能满足需求了。人类需要宽带的无线通信技术,来满足多媒体化、普及化、多样化、全球化和个性化的信息交流。无线通信是指采用电磁波进行信息传递的通信方式。早在1897年,马可尼使用800KHZ中波信号进行了从英国至北美纽芬兰的世界上第一次横跨大西洋的线无电报通信试验,开创了人类无线通信的新纪元。在无线通信初期,受技术条件的限制,人们大量使用长波及中波进行通信。20世纪20年代初人们发现的短波通信,直到20世纪60年代卫星通信兴起前,它一直是远程国际通信的重要手段,并且目前对应急通信和军用通信依然有一定实用价值。20世纪40年代到50年代产生了传输频带较宽、性能较稳定的微波通信,成为长距离大容量地面干线无线传输的重要手段。模拟调频传输容量高达2700路,亦可同时传输高质量彩色电视信号;尔号逐步进入中容量至大容量数字微波传输。80年代中期以来,随着频率选择性色散衰落对数字微波传输中断影响的发现及一系列自适应衰落对抗技术与高状态调制与检测技术的发展,使数字微波传输产生了一个革命性变化。特别应该指出的是20世纪80年代到90年代发展起来的一整套高速多状态自适应编码调制解调技术与信息号处理及信号检测技术,对现今卫星通信、移动通信、全数字HDTV传输、通用高速有线/无线接入,乃至高质量磁性记录等诸多领域的信号设计与信号处理及应用,发挥了重要作用。随着国民经济和社会发展的信息化,人们要通信息化开创新的工作方式、管理方式、商贸方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、医疗保健方式以及消费与生活方式。无线通信也从固定方式发展为移动方式,移动通信发展至今大约经历了五个阶段;第一阶段为20年代初至50年代初,主要用于舰船及军有,采用短波频及电子管技术,至该阶段末期才出现150MHZ VHF单工汽车公用移动电话系统MTS.第二阶段为50年代到60年代,此时频段扩展至UHF450MHZ,器件技术已向半导体过渡,大都为移动环境中的专用系统,并解决了移动电话与公用电话网的接续问题。第三阶段为70年代初至80年代初频段扩展至800MHZ,美国Bell研究所提出了蜂窝系统概念并于70年代末进行了AMPS试验。第四阶段为80年代初至90年代中,为第二代数字移动通信兴起与大发展阶段,并逐步向个人通信业务方向迈进;此时出现了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdmaOne、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各类系统与业务运行,频段扩展至900MHZ~,而且除公众蜂窝电话通信系统外,无线寻呼系统、无绳电话系统、集群系统、无中心多信道选址移动通信系统等各类移动通信手段适应用户市场需求同时兴起并各显神通。第五阶段为90年代中至今,随着数据通信与多媒体业务需求的发展,适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第三代移动通信开始兴起,其全球标准化及相应融合工作与样机研制和现场试验工作在快速推进,包括从第二代至第三代移动通信的平滑过渡问题在内。对于第三代移动TMT-2000纷纷参与标准的制定,经多次融合努力在1999年10月25日至11月5日芬兰赫尔辛基召开的ITU-R TG8/1第18次会议上5类RTT技术标准共6种方案成为最终结果。中国的TD-SCDMA方案也已成为其中之一。应该指出,UTRAWCDMA DS及TIA cdma2000MC的相应起步样机已经诞生,包括以GSM、csmaOne后向兼容为基础的第二代半过渡设备(G)EDGE、cdma IS-95B HDR(峰值速率,64QAM调制)及cdma2000-1X等亦已推出。此外,为接续Internet移动游览应用的无线应用协议(WAP)与无线连接技术蓝牙(Blue tooth)已经产生。从网络的角度来看,接入网可分成有线接入网和无线接入网、光缆同轴混合接入网、铜线电缆、对绞线、电话(一般为铜线)接入网等等;无线接入技术是近些年迅速发展起来的新技术领域,它从概念上产生了一个重大的飞跃,即不需要缆线类物理传输媒质而采用无线传播手段来代替部分接入网甚至入网的全部,从而达到降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。无线接入网品种繁多,如移动卫生系统,蜂窝移动通信系统,集群通信系统,一点到多点微波通信系统,微波蜂窝的无线本地接入系统(PHS、PAS、PACS、DECT)等。短距离之内的接入技术主要有蓝牙(Blue tooth)、红外线、DECT、和共享无线接入协议(SWAP)/HomeRF等系统。继广域网(WAN、Wind、Area Network或城域网,MAN,Metropolitan Area Network)、局域网(LAN,Local Area Network)之后,最近人们又提出了“无线个域网”(WPAN、Wireless Personal Area Network)。这一新概念将小范围应用提升至网络理论的高度。在短短的时间,WPAN成为一个受人瞩目的新热点,WPAN的研究组成立不到1上,就演变为IEEE的专门工作组(即WPAN Working Group,于1999年3月成立),可见其受重视的程度。比较而言,Blue tooth系统更具有代表性,它正根据WPAN的概念向前发展。事实上,Blue tooth和WPAN的概念相辅相成,Blue tooth已经是WPAN的一个雏形。从它最初由Ericsson,IBM,Inter,Nokia和Toshiba公司作为原始发起组织而推出,1年多时间已吸引了近2000个国际上有影响的公司参与。1999年底,美国的4家公司3COM,Lucent,Microsoft和Motorola,与上述5公司一样作为Blue tooth的发起组织,使它在与SWAP、等类似应用标准的竞争中脱颖而出,发展前景更加明朗。为了推动Blue tooth的发展,Blue tooth的标准是非专利的,Blue tooth已成为目前通信领域的一个新热点,预计不远的将来就可成为小范围无线多媒体通信的国际标准。总之,无线通信技术前景一片光明。2、我国无线通信技术的发展当前,中国是世界各国通信技术运营商和设备制造商关注的焦点,大家都希望在中国的市场上占有自己的发展空间和市场份额。移动通信在中国发展十分迅速,中国移动通信的走向一直为世人所瞩目。1987年11月,我国广东正式开通了第一个TACS制式模拟蜂窝移动通信系统,实现了移动电话用户“零”的突破。1994年底,广东又首先开通了GSM数字蜂窝移动通信系统,至1995年,全国已15个省、市也相继开通了GSM移动通信网。迄今为止,全国各省、自治区、直辖市面上都建设了GSM网,实现了国内和国际的全自动温游。目前我国正在积极准备在21世纪初期开展第三代移动通信的商用试验。从1987年至今,我国移动电话用户数的增长很快,尤其是GSM网更是以人们始料不及的速度在迅猛发展。这主要是因为GSM系统在技术和经济方面均比TACS系统有较大的优势,更重要的是我国在GSM运营领域引入了竞争机制,促进了GSM网的发展。我国的移动通信用户已超过了8000万,位居世界第二。近10年来,我国在移动通信领域的科研、设备生产等方面也取得了可喜的进步。国产移动通信设备—交换系统、基站和手机等都已经投入生产,并陆续投放市场,第三代移动通信系统的开发和研究也正与世界同步。可见,中国无线通信在运营业与制造业上已取得了第一阶段的成功。3、今后无线通信技术的趋势21世纪的电信技术正进主一个关键的转折时期、未来十年将是技术发展最为活跃的时期。信息化社会的到来以及IP技术的兴起,正深刻的改变着电信网络的面貌以及未来技术发展的走向。未来无线通信技术发展的主要趋势是宽带化、分组化、综合经、个人化、主要特点体现为以上几个方面:(1)宽带化是通信信息技术发展的重要方向之一。随着光纤传输技术以及高通透量网络节点的进一步发展,有线网络的宽带化正在世界范围内全面展开,而无线通信技术也正在朝着无线接入宽带化的方向演进,无线传输速率将从第二代系统的向第三代移动通信系统的最高速率2Mbit/s发展。(2)核心网络综合化,接入网络多样化。未来信息网络的结构模式将向核心网/接入网转变,网络的分组化和宽带化,使在同一核心网络上综合传送多种业务信息成为可能,网络的综合化以及管制的逐步开放和市场竞争的需要,将进一步推动传统的电信网络与新兴的计算机网络的融合。接入网是通信信息网络中最具开发潜力的部分,未来网络可通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备,接入核心网实现用户所需的各种业务。在技术上实现固定和移动通信等不同业务的相互融合,尤其是无线应用协议(WAP)的问世,将极大地推动无线数据业务的开展,进一步促进移动业务与IP业务的融合。(3)信息个人化是下世纪初信息业进一步发展的主要方向之一。而移动IP正是实现未来信息个人化的重要技术手段,在手机上实现各种IP应用以及移动IP技术正逐步成为人们关注的焦点之一。移动智能网技术与IP技术的组合将进一步推动全球个人通信的趋势。(4)移动通信网络结构正在经历一场深刻的变革,随着网络中数据业务量主导地位的形成,现有电路交换网络向IP网络过渡的趋势已不可阻挡,IP技术将成为未来网络的核心关键技术,IP协议将成为电信网的主导通信协议。随着移动通信通用分组无线业务(GPRS)的引入,用户将在端到端分组传输模式下发送和接收数据,打破传统的数据接入接式。以IP为基础组网,开始了移动骨干网IP应用的实践。4、无线通信技术在数字社区中的应用无线通信技术的发展为实现数字化社区提供了有力的保证,数字化社区提供了有力的保证。数字化社区的特点是信息的交流非常的广泛和方便,无论是实验室、办公室还是家庭,计算机及其外设的应用越来越普及,社区中的设备也都有电脑控制。如果它们之间的通信仍然采用有线方式的话,这将给使用带来很大的不便。Blue tooth技术为我们建立一个全无线的工作环境和生活环境,Blue tooth标准已制定了和计算机以及与Internet、PSTN、ISDN(Integrated Services Digital Network)、LAN、WAN、xDSL(xDigital subscriber loop)等网络的接口协议,其目标是用单一的Blue tooth标准来建立起和众多国际标准的连接。目前它用1Mb/s的速率已完全可以胜认这些工作,将来根据的发展计划,可以将速率提高到20Mb/s以上。我们可以使用无线电缆来连接办公室和家庭中的电子设备,甚至包括键盘、鼠标等也采用无线传输。我们拥有一个无线公务包,以便携计算机和掌上计算机为代表,采用无线方式和其他设备或网络相连接,使我们拥有一个可流动的办公室。Internet和移动通信的迅速发展,使人们对电脑以外的各种数据源和网络服务的需求日益增长。数字照相机、数字摄像机等设备装上Blue tooth系统,既可免去使用电缆的不便,又不可不受内存溢出的困扰,随时随地可将所摄图片或影像通过同样装上Blue tooth系统的手机或其他设备传回指定的计算机中。PDA(Personal Digital Assistant)装上Blue tooth系统后,采用无线方式收、发E-mail甚至浏览网页将更为方便。Blue tooth的硬件电路可以做到微型化,在Headset上应用非常合适。装上Blue tooth系统的Headset可以使它和手机进行无线连接,也可以使人在小范围内自由走动地打电话、收听音乐,在较大的范围内召开电话会议。微型化、低功耗和低成本的特性给Blue tooth在人们日常生活中的应用开拓了近乎无限的空间。例如,Blue tooth构成的无线电电子锁比其它非接触式电子锁或IC锁具有更高的安全性和适用性,各种无线电遥控器(特别是汽车防盗和遥控)比红外线遥控器的功能更强大,在餐馆酒楼用膳时菜单的双向无线传输或招呼服务员提供指定的服务(如添茶、加饮料等)将更为方便等。利用蓝牙做出来的传感器可以随时监视家庭中的冰箱存量的变化,从而随时反映出用户所需要的物品,如果再连接到Internet上的话,可以实现网上购物。未来的信息家电将以Internet和家庭网络为基础、以无线连接实现双向传输,是具有一定智能的3C(Computer、Communication和Consumer)相融合的信息产品。以蓝牙技术设计的数字手机、家庭及办公室电话、小型PBX等电话系统,实现了真正意义上的个人通信。蓝牙提供了低成本、低功耗的无线接入式,顺应了现代通信技术和应用的发展潮流,在信息家电和移动通信等方面具有巨大的发展潜力。蓝牙技术自提出以来,在短短的2年内已风靡全球。根据市场调查和预测,1999年蓝牙技术的产品全球销量几乎为零,2000年猛增到3670万美元,2001年将在到亿美元,2006年可达到到亿美元;2002年,全球使用蓝牙技术的计算机外围设备将达到亿台,使用蓝牙技术笔记本电脑将达到2500万部;2003年全球90%以上的笔记本电脑将使用蓝牙技术,2006年全球将推出亿台使用蓝牙技术的信息家电。回顾无线通信的发展历程,个人通信的移动性与无缝隙覆盖多媒体综合业务需求将愈来愈突出。频谱延伸至毫米波、亚毫米波的电磁“无线光纤”乃至激光与粒子通信范畴的无线通信将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。市场是发展的驱动力。尽管我国的移动通信和互联网发展十分迅速,但我国目前的移动电话和网络用户普及率还很低,面对我国12亿人口,我国在网络规模和容量方面有很大的发展空间。同时,竞争局面的形成,促使运营企业积极拓展新业务、新应用,向用户提供丰富的选择,以满足用户多方面、多层次的需求。因此,在移动通信和互联网上的应用开发也有很大的发展潜力。我们要积极促进无线领域的科技进步、技术创新,为实现科教兴国战略,增强中华民族的综合国力,为全球信息化及经济全球化环境下的国际社会与全人类的发展而积极贡献力量。

在信息社会中,航天技术的作用将变得更巨大,终将彻底改变地球上的面貌。下面是由我整理的航天技术论文2000字,谢谢你的阅读。

航天技术与信息现代化

摘要介绍了空间信息高速公路的概念、特征,及其对应用卫星的需求,并论述了空间信息高速公路对社会经济发展的巨大推动作用。

经由卫星实况转播这个 短语 是航天技术取得巨大成就的象征,随着卫星通信广播事业的快速发展,这个短语已逐渐被人们省略,而成为日常生活中普遍公认的传播方式。卫星通信用电波把整个世界既快又准确地联系在一起,这种联系一旦中断,经济发展的速度将会大大放慢。

人类社会正进入信息社会,信息已成为世界上最重要的战略资源。信息技术是当代最为活跃的生产力。应用信息技术可提高工农业和服务行业的效益及竞争能力,促进管理和决策的科学化, 推动国民经济各部门逐步转移到新的技术基础上来。大力发展信息产业,加速国民经济信息化,是建立和发展我国社会主义市场经济,保持国民经济持续、快速、健康发展的客观要求。

在信息社会中,航天技术的作用将变得更巨大,进一步丰富其内涵,扩展其外延,最终将彻底改变地球上的面貌。航天技术与计算机的融合,形成了在地球上跨越时间和空间的信息基础结构,它将逐步进入千家万户,从根本上改变人们的生产、生活和相互交往的方式,并加速人类文明和 文化 的传播,增进互相理解和全球意识。因此,加速发展航天技术,从多方面、高效率地利用航天技术, 特别是充分利用空间信息资源,以促进社会生产力的发展,提高人流、物流和能量流的利用率,增进文化交流和人民间的理解和信任,已成为当今世界各国的共识。

一、空间信息高速公路

世上本没有路,路是人走出来的。我国汉朝开辟了经西域通往西方的道路,沟通了我国同西方许多国家在经济和文化方面的联系,被后人称之为“丝绸之路”。1855年德国机械工程师卡尔·本茨发明了世界上第一辆实用的内燃机汽车。当他驾驶这辆木制的三轮汽车,在自己的院子里行走撞到墙上的时候,还没有想到路。7年之后,福特发明了汽车,并于10年后形成产业的时候,人们开始把目光盯在汽车的跑道上,于是1913年柏林西南部出现了世界上第一条高速公路。在此后的数年中,高速公路这种具有魔力的通道,使世界发生了神奇的变化。

信息高速公路作为信息革命的基础设施和通向21世纪的神奇通道,已成为世界各国争夺信息资源,确保竞争优势的筹码。1993年,在美国政府 报告 中,对信息高速公路给出了明确的概念:它是一个能够向用户提供大量信息,由通信网、计算机、数据库,以及日用电子产品组成的完备网络。具体地说,就是在全国范围内,铺设新型光缆作为信息流通的干线,通过光缆和多媒体向全国提供 教育 、科研、卫生、商务、金融、文化娱乐等颇为广泛的服务。

所谓空间信息高速公路,可形象地将它理解为以卫星——光纤为主体,再辅之以 其它 通信手段作为“公路”,并利用集电脑、电话、电报、传真等为一体的多媒体,使信息能够高速传递并可共享的通信网络。这种网络可遍布全国乃至全球。在中国,则将它称之为国家经济信息化基础设施, 其内涵包括4项要素:网络与通信、计算机与信息化设备、信息资源与服务、人与信息化环境。

空间信息高速公路有两个特征:第一个特征是利用通信卫星群和光导纤维网组成混合型全球通信网,实现计算机网络化和信息双向交流;另一个特征就是用多媒体技术普及计算机的使用。卫星通信和数字网络光缆就像高速公路一样,是促进社会经济发展的基础设施。它不仅指地面光缆数字通信网络系统,而且还包括通信卫星、卫星定位和导航、环境和灾害监测信息系统。此外,还应包含社会、经济统计数据库和自然资源数据库系列,以及宏观调控、规划决策和工程设计服务、知识库、逻辑推理人工专家系统。这样就能有效地实现以信息流代替人流、物流与能量流。

在空间信息高速公路中,卫星无线电通信频带宽,极容易实现双向高速率的数据传输和可视电话业务,并且适用于单向多路的电视节目传输,也非常适合于大型跨国企业间的业务联系。由于地面信息高速公路的成本昂贵,需要10~15年甚至更长的时间才能建成,是一个无法在短期内普及服务的巨额投资项目。对于发展中国家来说,空间信息高速公路的建设,可弥补通信基础设施差, 以及区域性通信空缺的不足。

地面信息高速公路的全球化和用户的移动化都十分困难,而空间信息高速公路的全球网络却很容易实现,因此,用它进行全球移动通信,在数率不特别高的情况下,便能实现诸如可视电话之类的双向传输。

空间信息高速公路,更具有能适应现阶段经济发展中所出现的各地区差别悬殊的特点。在中国地广人稀的西部地区,加强卫星远距离教育和电视广播,对于提高西部地区的文化素质,普及科学技术知识,消灭贫困愚昧落后现象无疑有着重大的意义。

因此,空间信息高速公路,一方面利用了光导纤维传送信息量大、信号几乎不失真、速度快而且保密性强的特点;另一方面,又利用了通信卫星的通信方式极其方便、覆盖面十分宽广、特别适合于移动终端和全球个人通信的特点。这两者组合,形成了优势互补,可以认为是最佳的方案。

二、信息社会对应用卫星的需求

1?静止通信卫星网

美国休斯空间通信公司提出了建设全美卫星通信网络的计划。建设投资6?6亿美元,计划发射2颗静止通信卫星,从1998年开始以无线形式向美国用户提供高速双向数据传输和可视电话业务,在美国电信业务中,率先开发频率宽度可根据用户需要而变化的传输业务项目。最近又提出, 到2000年,将美国全国性的卫星通信网络,扩大成全球通信网络,最终发展成全球性空间信息高速公路,设计总投资约32亿美元,由9颗静止通信卫星组成可覆盖全球的通信网络。

2?低轨道卫星群移动通信系统

在通信方面除可利用静止通信卫星网以外,还可利用低轨道上位于不同轨道面的多颗卫星,来转发地面用户的信号。目前全世界已出现了十几种较为有名的方案,有些方案正在付诸实施。例如,美国摩托罗拉公司提出的“铱”卫星系统,由6个极地、近地、近圆轨道面上运行的66颗小型通信卫星组成,每个轨道面均匀分布着11颗卫星。由于这一卫星系统中的卫星轨道距地球表面较低,只有400~500公里,所以无线电信号很强,个人手持式无线电话机很容易获得清晰的信号和语音。“铱”卫星系统的地面设备则由系统控制中心,以及分布在世界各用户国家和地区的关口站和终端设备等组成。又如,美国呼叫公司与其它有关公司创建的全球无线通信网,也称之为全球通信系统。由于以宽带传送,因而能传送电视及高速数据。这一耗资90亿美元的庞大通信网络,将由 840颗低轨道(700公里高度)现代小型通信卫星来覆盖地球95%的地区,它可以双向传输包括电视图象在内的各种信号,以及个人语音通信,具有数据、传真、寻呼和定位功能。该系统的主要特征, 是利用通信卫星群和光纤网实现计算机网络化和信息双向交流,并将成为二次信息革命的主要物质基础与保障。

3?大容量激光卫星通信

激光与普通光源相比,具有很多特殊的性质,譬如激光辐射在“时间”上高度集中,很适合用于快速保密通信。激光辐射在“空间”上高度集中,方向性很强,而且具有高增益,因而用于通信可以传递得非常之远。激光辐射在“波长”上高度集中,因此波长分布范围很窄。激光的相干性、单色性和方向性,使它成为通信的理想载体。在理论上,光的频段宽度达到10?13~10?15赫,这样大的带宽,对每路仅4千赫的电话,可容纳100亿路之多;对带宽为10兆赫的彩色电视,也可同时传输1000万套电视节目而不相互干扰。由此可见,一旦激光卫星通信投入实际应用之后,由于其具有容量大和抗干扰性强等特点,不仅能扩大通信容量,缓和通信频段拥挤的局面,而且可避免洲际通信时的时延现象发生,是实现空间通信和准确快速、保密性强的军事卫星通信的重要途径。卫星激光通信技术无论是在静止轨道上的卫星,还是低轨道的卫星、飞船、航天飞机、空间站,以及深空探测器,都可以利用激光通信技术将它们连接在一起,形成一条无形的光学链路,使信息畅通无阻,因而空间信息高速公路成为名符其实的高速公路。

中国重视信息通信技术的发展,而且已经列入国家计划。面对世界高科技领域的挑战,为加快发展具有中国特色的信息高速公路,而不失时机地推动信息化,中国以“金字”工程为生长点,与卫星通信相结合,逐步形成信息产业。通过“金字”工程的实施,建立国家数据通信基干网和一系列专用网,为发展信息产业奠定基础。根据宏观分析预测,中国目前使用的卫星转发器不到50个,到 2000年中国大约需要145~150个卫星转发器,到2010年,将需要588~837个卫星转发器。

三、空间信息高速公路将推动社会经济发展

随着空间信息高速公路的建成,将使工商企业和整个社会处于一场革命之中,而这场革命的规模和效果是难以预测的。对其发展前景,现初步分析如下:

1?巨大的商业利益

为了建设信息高速公路,美国政府和企业界计划共同投资400多亿美元。根据预测,2010年, 信息高速公路产业所创造的市*2?改变人类生产和生活方式伴随着社会信息化和信息高速公路的建设,人们便能充分利用信息,大大提高物质生产的效率,提高原材料和能源利用率,有可能改变人类的生活方式,并终将从传统的生产和生活中解放出来。将出现电视电话、可视电话会议、电视购物、电视教学、家庭影视室、家庭图书馆、家庭数据库、在家中办公等等一系列新生事物。随之而来的将会给教育、卫生,保健等部门带来一场革命,无论在何时何地,都可向所有图书馆要求检索所需资料,浏览有关图书;随时随地可通过联机方式,立即获得最好的医疗保健服务和其它社会需求服务,医院遇到疑难病症时,可以向远距离的医学专家请教,以求得正确的诊断和治疗。以美国为例,仅医疗支出这一项,每年可节省1000亿美元。此外,可为能源、交通、环境等问题提供一种新的缓解 方法 。

3?推动高新技术发展

建设空间信息高速公路和国家信息基础结构的计划,将成为发展各种高新技术的驱动力。美国认为,在执行“国家信息基础结构”行动计划中,应优先发展的技术包括:半导体与微电子学、计算机、通信、高速网络、多媒体技术、光电子、高清晰电视、应用软件等。比如计算机,必定要向功能更多、性能更优、速度更快、容量更大、体积更小的方向发展,这就对超高速集成电路,新的计算机体系结构与微电子系统集成技术提出了新的要求。而多媒体技术的发展,将采用大量的专用集成电路,对高速信号处理器、视听信号压缩与解压缩、调制解调器、数据存贮器、图象识别、语音识别等器件提出了新的要求。

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无线通信息技术的发展及在数字化社区中的应用1、无线通信技术的发展过程回顾通信发展的历史,我们发现了一个非常有趣有过程:1832年莫尔斯发明了电报,它传送的信息是由众所周知的点划码组成的,即人类最早的通信是采用数字方式进行的。以后贝尔又发明了电话,并由此造就一个电信产业。一个多世纪以来,以电话服务为主的电信业走了一条成功之路,取得了极大的发展。然而随着人类社会的发展,电信业务也从早期的电报、电话发展到今天多种业务并存的局面,通信的规模也发生了翻天覆地的变化。随着科学技术的发展,现代通信又进入了数字时代。20世纪90年代信息革命的浪潮,建设信息高速公路的号角声,信息和知识爆炸式的增长,特别是因特网商用化后的迅猛发展,使传统的电信业受到巨大的震动和冲击。带给我们的启示是,问题的核心在于“信息”。在信息和知识已成为社会和经济发展的战略资源和基本要素的时代中,人们更加需要随时随地获取信息,原来点对点的固定电话通信方式已远不能满足需求了。人类需要宽带的无线通信技术,来满足多媒体化、普及化、多样化、全球化和个性化的信息交流。无线通信是指采用电磁波进行信息传递的通信方式。早在1897年,马可尼使用800KHZ中波信号进行了从英国至北美纽芬兰的世界上第一次横跨大西洋的线无电报通信试验,开创了人类无线通信的新纪元。在无线通信初期,受技术条件的限制,人们大量使用长波及中波进行通信。20世纪20年代初人们发现的短波通信,直到20世纪60年代卫星通信兴起前,它一直是远程国际通信的重要手段,并且目前对应急通信和军用通信依然有一定实用价值。20世纪40年代到50年代产生了传输频带较宽、性能较稳定的微波通信,成为长距离大容量地面干线无线传输的重要手段。模拟调频传输容量高达2700路,亦可同时传输高质量彩色电视信号;尔号逐步进入中容量至大容量数字微波传输。80年代中期以来,随着频率选择性色散衰落对数字微波传输中断影响的发现及一系列自适应衰落对抗技术与高状态调制与检测技术的发展,使数字微波传输产生了一个革命性变化。特别应该指出的是20世纪80年代到90年代发展起来的一整套高速多状态自适应编码调制解调技术与信息号处理及信号检测技术,对现今卫星通信、移动通信、全数字HDTV传输、通用高速有线/无线接入,乃至高质量磁性记录等诸多领域的信号设计与信号处理及应用,发挥了重要作用。随着国民经济和社会发展的信息化,人们要通信息化开创新的工作方式、管理方式、商贸方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、医疗保健方式以及消费与生活方式。无线通信也从固定方式发展为移动方式,移动通信发展至今大约经历了五个阶段;第一阶段为20年代初至50年代初,主要用于舰船及军有,采用短波频及电子管技术,至该阶段末期才出现150MHZ VHF单工汽车公用移动电话系统MTS.第二阶段为50年代到60年代,此时频段扩展至UHF450MHZ,器件技术已向半导体过渡,大都为移动环境中的专用系统,并解决了移动电话与公用电话网的接续问题。第三阶段为70年代初至80年代初频段扩展至800MHZ,美国Bell研究所提出了蜂窝系统概念并于70年代末进行了AMPS试验。第四阶段为80年代初至90年代中,为第二代数字移动通信兴起与大发展阶段,并逐步向个人通信业务方向迈进;此时出现了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdmaOne、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各类系统与业务运行,频段扩展至900MHZ~,而且除公众蜂窝电话通信系统外,无线寻呼系统、无绳电话系统、集群系统、无中心多信道选址移动通信系统等各类移动通信手段适应用户市场需求同时兴起并各显神通。第五阶段为90年代中至今,随着数据通信与多媒体业务需求的发展,适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第三代移动通信开始兴起,其全球标准化及相应融合工作与样机研制和现场试验工作在快速推进,包括从第二代至第三代移动通信的平滑过渡问题在内。对于第三代移动TMT-2000纷纷参与标准的制定,经多次融合努力在1999年10月25日至11月5日芬兰赫尔辛基召开的ITU-R TG8/1第18次会议上5类RTT技术标准共6种方案成为最终结果。中国的TD-SCDMA方案也已成为其中之一。应该指出,UTRAWCDMA DS及TIA cdma2000MC的相应起步样机已经诞生,包括以GSM、csmaOne后向兼容为基础的第二代半过渡设备(G)EDGE、cdma IS-95B HDR(峰值速率,64QAM调制)及cdma2000-1X等亦已推出。此外,为接续Internet移动游览应用的无线应用协议(WAP)与无线连接技术蓝牙(Blue tooth)已经产生。从网络的角度来看,接入网可分成有线接入网和无线接入网、光缆同轴混合接入网、铜线电缆、对绞线、电话(一般为铜线)接入网等等;无线接入技术是近些年迅速发展起来的新技术领域,它从概念上产生了一个重大的飞跃,即不需要缆线类物理传输媒质而采用无线传播手段来代替部分接入网甚至入网的全部,从而达到降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。无线接入网品种繁多,如移动卫生系统,蜂窝移动通信系统,集群通信系统,一点到多点微波通信系统,微波蜂窝的无线本地接入系统(PHS、PAS、PACS、DECT)等。短距离之内的接入技术主要有蓝牙(Blue tooth)、红外线、DECT、和共享无线接入协议(SWAP)/HomeRF等系统。继广域网(WAN、Wind、Area Network或城域网,MAN,Metropolitan Area Network)、局域网(LAN,Local Area Network)之后,最近人们又提出了“无线个域网”(WPAN、Wireless Personal Area Network)。这一新概念将小范围应用提升至网络理论的高度。在短短的时间,WPAN成为一个受人瞩目的新热点,WPAN的研究组成立不到1上,就演变为IEEE的专门工作组(即WPAN Working Group,于1999年3月成立),可见其受重视的程度。比较而言,Blue tooth系统更具有代表性,它正根据WPAN的概念向前发展。事实上,Blue tooth和WPAN的概念相辅相成,Blue tooth已经是WPAN的一个雏形。从它最初由Ericsson,IBM,Inter,Nokia和Toshiba公司作为原始发起组织而推出,1年多时间已吸引了近2000个国际上有影响的公司参与。1999年底,美国的4家公司3COM,Lucent,Microsoft和Motorola,与上述5公司一样作为Blue tooth的发起组织,使它在与SWAP、等类似应用标准的竞争中脱颖而出,发展前景更加明朗。为了推动Blue tooth的发展,Blue tooth的标准是非专利的,Blue tooth已成为目前通信领域的一个新热点,预计不远的将来就可成为小范围无线多媒体通信的国际标准。总之,无线通信技术前景一片光明。2、我国无线通信技术的发展当前,中国是世界各国通信技术运营商和设备制造商关注的焦点,大家都希望在中国的市场上占有自己的发展空间和市场份额。移动通信在中国发展十分迅速,中国移动通信的走向一直为世人所瞩目。1987年11月,我国广东正式开通了第一个TACS制式模拟蜂窝移动通信系统,实现了移动电话用户“零”的突破。1994年底,广东又首先开通了GSM数字蜂窝移动通信系统,至1995年,全国已15个省、市也相继开通了GSM移动通信网。迄今为止,全国各省、自治区、直辖市面上都建设了GSM网,实现了国内和国际的全自动温游。目前我国正在积极准备在21世纪初期开展第三代移动通信的商用试验。从1987年至今,我国移动电话用户数的增长很快,尤其是GSM网更是以人们始料不及的速度在迅猛发展。这主要是因为GSM系统在技术和经济方面均比TACS系统有较大的优势,更重要的是我国在GSM运营领域引入了竞争机制,促进了GSM网的发展。我国的移动通信用户已超过了8000万,位居世界第二。近10年来,我国在移动通信领域的科研、设备生产等方面也取得了可喜的进步。国产移动通信设备—交换系统、基站和手机等都已经投入生产,并陆续投放市场,第三代移动通信系统的开发和研究也正与世界同步。可见,中国无线通信在运营业与制造业上已取得了第一阶段的成功。3、今后无线通信技术的趋势21世纪的电信技术正进主一个关键的转折时期、未来十年将是技术发展最为活跃的时期。信息化社会的到来以及IP技术的兴起,正深刻的改变着电信网络的面貌以及未来技术发展的走向。未来无线通信技术发展的主要趋势是宽带化、分组化、综合经、个人化、主要特点体现为以上几个方面:(1)宽带化是通信信息技术发展的重要方向之一。随着光纤传输技术以及高通透量网络节点的进一步发展,有线网络的宽带化正在世界范围内全面展开,而无线通信技术也正在朝着无线接入宽带化的方向演进,无线传输速率将从第二代系统的向第三代移动通信系统的最高速率2Mbit/s发展。(2)核心网络综合化,接入网络多样化。未来信息网络的结构模式将向核心网/接入网转变,网络的分组化和宽带化,使在同一核心网络上综合传送多种业务信息成为可能,网络的综合化以及管制的逐步开放和市场竞争的需要,将进一步推动传统的电信网络与新兴的计算机网络的融合。接入网是通信信息网络中最具开发潜力的部分,未来网络可通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备,接入核心网实现用户所需的各种业务。在技术上实现固定和移动通信等不同业务的相互融合,尤其是无线应用协议(WAP)的问世,将极大地推动无线数据业务的开展,进一步促进移动业务与IP业务的融合。(3)信息个人化是下世纪初信息业进一步发展的主要方向之一。而移动IP正是实现未来信息个人化的重要技术手段,在手机上实现各种IP应用以及移动IP技术正逐步成为人们关注的焦点之一。移动智能网技术与IP技术的组合将进一步推动全球个人通信的趋势。(4)移动通信网络结构正在经历一场深刻的变革,随着网络中数据业务量主导地位的形成,现有电路交换网络向IP网络过渡的趋势已不可阻挡,IP技术将成为未来网络的核心关键技术,IP协议将成为电信网的主导通信协议。随着移动通信通用分组无线业务(GPRS)的引入,用户将在端到端分组传输模式下发送和接收数据,打破传统的数据接入接式。以IP为基础组网,开始了移动骨干网IP应用的实践。4、无线通信技术在数字社区中的应用无线通信技术的发展为实现数字化社区提供了有力的保证,数字化社区提供了有力的保证。数字化社区的特点是信息的交流非常的广泛和方便,无论是实验室、办公室还是家庭,计算机及其外设的应用越来越普及,社区中的设备也都有电脑控制。如果它们之间的通信仍然采用有线方式的话,这将给使用带来很大的不便。Blue tooth技术为我们建立一个全无线的工作环境和生活环境,Blue tooth标准已制定了和计算机以及与Internet、PSTN、ISDN(Integrated Services Digital Network)、LAN、WAN、xDSL(xDigital subscriber loop)等网络的接口协议,其目标是用单一的Blue tooth标准来建立起和众多国际标准的连接。目前它用1Mb/s的速率已完全可以胜认这些工作,将来根据的发展计划,可以将速率提高到20Mb/s以上。我们可以使用无线电缆来连接办公室和家庭中的电子设备,甚至包括键盘、鼠标等也采用无线传输。我们拥有一个无线公务包,以便携计算机和掌上计算机为代表,采用无线方式和其他设备或网络相连接,使我们拥有一个可流动的办公室。Internet和移动通信的迅速发展,使人们对电脑以外的各种数据源和网络服务的需求日益增长。数字照相机、数字摄像机等设备装上Blue tooth系统,既可免去使用电缆的不便,又不可不受内存溢出的困扰,随时随地可将所摄图片或影像通过同样装上Blue tooth系统的手机或其他设备传回指定的计算机中。PDA(Personal Digital Assistant)装上Blue tooth系统后,采用无线方式收、发E-mail甚至浏览网页将更为方便。Blue tooth的硬件电路可以做到微型化,在Headset上应用非常合适。装上Blue tooth系统的Headset可以使它和手机进行无线连接,也可以使人在小范围内自由走动地打电话、收听音乐,在较大的范围内召开电话会议。微型化、低功耗和低成本的特性给Blue tooth在人们日常生活中的应用开拓了近乎无限的空间。例如,Blue tooth构成的无线电电子锁比其它非接触式电子锁或IC锁具有更高的安全性和适用性,各种无线电遥控器(特别是汽车防盗和遥控)比红外线遥控器的功能更强大,在餐馆酒楼用膳时菜单的双向无线传输或招呼服务员提供指定的服务(如添茶、加饮料等)将更为方便等。利用蓝牙做出来的传感器可以随时监视家庭中的冰箱存量的变化,从而随时反映出用户所需要的物品,如果再连接到Internet上的话,可以实现网上购物。未来的信息家电将以Internet和家庭网络为基础、以无线连接实现双向传输,是具有一定智能的3C(Computer、Communication和Consumer)相融合的信息产品。以蓝牙技术设计的数字手机、家庭及办公室电话、小型PBX等电话系统,实现了真正意义上的个人通信。蓝牙提供了低成本、低功耗的无线接入式,顺应了现代通信技术和应用的发展潮流,在信息家电和移动通信等方面具有巨大的发展潜力。蓝牙技术自提出以来,在短短的2年内已风靡全球。根据市场调查和预测,1999年蓝牙技术的产品全球销量几乎为零,2000年猛增到3670万美元,2001年将在到亿美元,2006年可达到到亿美元;2002年,全球使用蓝牙技术的计算机外围设备将达到亿台,使用蓝牙技术笔记本电脑将达到2500万部;2003年全球90%以上的笔记本电脑将使用蓝牙技术,2006年全球将推出亿台使用蓝牙技术的信息家电。回顾无线通信的发展历程,个人通信的移动性与无缝隙覆盖多媒体综合业务需求将愈来愈突出。频谱延伸至毫米波、亚毫米波的电磁“无线光纤”乃至激光与粒子通信范畴的无线通信将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。市场是发展的驱动力。尽管我国的移动通信和互联网发展十分迅速,但我国目前的移动电话和网络用户普及率还很低,面对我国12亿人口,我国在网络规模和容量方面有很大的发展空间。同时,竞争局面的形成,促使运营企业积极拓展新业务、新应用,向用户提供丰富的选择,以满足用户多方面、多层次的需求。因此,在移动通信和互联网上的应用开发也有很大的发展潜力。我们要积极促进无线领域的科技进步、技术创新,为实现科教兴国战略,增强中华民族的综合国力,为全球信息化及经济全球化环境下的国际社会与全人类的发展而积极贡献力量。

卫星通信双线极化天线馈源阵列分析的论文

摘要 :本文介绍了一种用于Ku频段卫星通信的双线极化天线馈源阵列,该馈源阵列可应用于单反射面或双反射面的卫星通信天线中,实现对通信卫星的小角度、高速、高精度电子波束扫描和跟踪,降低卫星天线对机械伺服结构精度和动态跟踪的要求,从而大幅降低伺服系统成本,拓展动中通卫星天线在民用领域的应用。

关键词 :馈源阵列;动中通;微带天线

1引言

星地动中通天线系统满足了用户通过卫星在动态移动中传输宽带数据信息的需求,使车辆、轮船、飞机等移动载体在运动过程中可实时跟踪卫星,不间断传送语音、数据、图像等信息[1][2]。目前,动中通天线主要用Ku频段与固定轨道卫星进行通信[3],需同时覆盖上行/下行频段,其中上行频段为,下行频段、,上行和下行频段为双正交的线极化。为保证卫星与地面移动设备间的流畅通信,动中通天线要实时指向通信卫星,同时为避免天线发射时对邻近卫星的干扰,移动设备在运动中天线的跟踪误差要小于°,并且馈源也要进行旋转跟踪,接收和发射间的极化隔离度要大于30dB[4][5]。国内外已有多家企业推出了动中通天线产品,如以色列RaySat公司的多组片天线、美国TracStar的IMVS450M产品等[6]。为满足天线对卫星的高精度实时跟踪对准的要求,上述动中通天线中均包含有自动跟踪系统,在初始静态情况下,由GPS、经纬仪、捷联惯导系统测量出航向角、载体所在位置的经度和纬度及相对水平面的初始角,然后根据其姿态及地理位置、卫星经度自动确定以水平面为基准的天线仰角,在保持仰角对水平面不变的前提下转动方位,并以信号极大值方式自动对准卫星。在载体运动过程中,测量出载体姿态的变化,通过数学运算变换为天线的误差角,通过伺服机构调整天线方位角、俯仰角、极化角,保证载体在变化过程中天线对星保持在规定范围内,使卫星发射天线在载体运动中实时跟踪地球同步卫星。高精度的伺服系统始终是传统动中通天线系统的关键部分。通常情况下,由于动中通天线具有较大的口径(一般约为)及重量,造成了高精度伺服系统具有较高的成本。目前,应用于动中通天线的高精度伺服系统成本动辄数万、甚至超过十万,占整个动中通天线系统成本的很大部分,限制了动中通卫星天线在民用领域的广泛应用[5]。

2双线极化天线馈源阵列

为了克服现有的动中通天线跟踪伺服系统所需精度高、成本高等缺点,我们开发了一种双线极化天线馈源阵列,可应用于单反射式或卡塞格伦式卫星通信天线中,结合后端的多通道数字波束形成(DigitalBeamForming,DBF)技术实现天线系统的机电融合跟踪,最终通过“大角度低精度机械跟踪”与“小角度多通道DBF精确跟踪”相结合,在实现天线系统对卫星的高精度跟踪对准的同时,降低对伺服系统的精度要求,从而降低伺服系统的成本。此馈源阵列为中心对称式结构,阵列的中心放置在单反射式或卡塞格伦式天线的焦点处,当对阵列中不同单元进行馈电时天线将辐射不同指向的高增益波束,此时再结合后端的高精度DBF技术可实现小角度范围内高精度的波束指向控制。馈源阵列采用基于微带印刷电路板的“法布里-帕罗”天线形式,阵列由三层结构组成,其中底层为带金属地板的微带反射板,中间层为微带形式的天线结构,顶层为一块起增强定向性作用的纯介质板。

底层结构

馈源阵列的底层为一侧附铜并开有8个馈电孔的介质板,SSMA以及空心铜柱通过馈电孔焊接在底层介质板上,发射天线馈口和接收天线馈口分别有4个馈电孔。图2为底层电路板结构示意图。

顶层结构

顶层介质板是将覆铜板全部刻蚀掉的介质板,构成了“法布里-帕罗”的上层结构。图3为顶层电路板结构示意图。

中间层结构

中间层电路板两侧分别刻蚀了发射天线、接收天线及其附属馈电线路,其中,为焊接方便,焊盘均在一侧。为隔绝表面波对天线方向图的影响,天线阵列由格状金属条带分割,电路板两侧均有金属条带,并由金属化通孔相互导通。图4为中间层电路板结构示意图。中间层电路板上的微带阵列单元采用一对交叉的金属偶极子结构分别实现收/发的功能,两金属偶极子分别印刷于中间层微带介质板的正面与背面,分别工作于收/发(下行/上行)频段,并且交叉偶极子结构可对应实现收/发所要求的两正交线极化。阵列单元通过同轴底馈的方式实现馈电,其中偶极子的两臂分别与同轴接口的内芯以及外壁通过一段印刷细导线相连,这里采用细导线以减小馈电结构对收/发间隔离的影响。为进一步减小馈电结构对收/发间隔离所带来的影响,在设计中将同一位置处的两偶极子结构通过一段印刷细导线相连,通过其长度、粗细等参数可利用合适的对消手段来实现收/发之间的高隔离。通过在阵列单元周围引入一圈密集的金属化通孔结构,并且在电路板上设计金属附加结构以隔离介质中的表面波,从而降低阵列单元间的互耦。

馈源阵列的装配

馈源阵列的三层电路板由数个尼龙螺柱进行固定,图5是馈源阵列的立体分解及整体装配示意图。在馈源阵列结构中,通过调节金属偶极子的'臂长,可调节天线的工作频率。通过调节顶层介质基板与中间层电路板间的距离,可方便地调节辐射增益以适应不同反射面尺寸及焦距的需求。

3仿真及实测效果

馈源阵列的端口1、端口3、端口5、端口7为接收端口,端口2、端口4、端口6、端口8为发射端口。图6是馈源阵列的仿真和测试回波损耗结果图。由图6可见,接收端口和发射端口回波分别在和范围内小于-10dB,达到了良好匹配。图7是馈源阵列在工作频点的仿真及实测接收方向图。由图7可见,工作于时,天线在天顶方向的增益为15dB,副瓣比主瓣低10dB(仿真)/18dB(实测)。图8是馈源阵列在工作频点的仿真及实测发射方向图。由图8可见,工作于时,天线在天顶方向的增益为15dB,副瓣比主瓣低11dB(仿真)/10dB(实测)。

4结束语

本馈源阵列采用微带印刷电路板结构,简单紧凑、工艺成熟、加工简单、成本较低且适用于大规模生产。相比于传统的波导口、波导喇叭等馈源结构,可在较小的面积内实现多个单元以及收/发通道,从而利于实现更高精度的波束指向控制。同时,馈源阵列采用的对消技术可在天线结构端实现同一位置处接收/发射通道之间30dB的隔离度,减轻了后端器件的压力。从实际应用来看,天线馈源阵列与主反射面配合,实现了动中通卫星天线对Ku频段通信卫星的小角度、高速、高精度电子波束扫描和跟踪。采用这种技术,大幅降低了天线对伺服系统精度和动态反应速度的要求,把伺服系统的成本降低了一个数量级,有助于推动卫星天线在天地一体化通信中的规模应用。

参考文献

[1]徐烨烽.创新引领、精进发展、规模应用-谈动中通天线发展新趋势[J].卫星与网络,2013,09:39-40.

[2]LouisJ.,IppolitoJr著.孙宝升译.卫星通信系统工程[M].北京:国防工业出版社,2012,3.

[3]MiuraA.,Yamamotos,Huan-bangLi,[J].,2002,51(5):1153-1164.

[4]刘昌华.移动载体卫星通信系统天线跟踪技术的研究[硕士学位论文].西安电子科技大学,2009,3-4.

[5]汤铭.动中通伺服系统的设计[J].现代雷达,2003,25(4):51-54.

[6]阮晓刚,汪宏武.动中通卫星天线技术及产品的应用[J].卫星与网络,2006,3:34-37.

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卫星通信论文2500

在信息社会中,航天技术的作用将变得更巨大,终将彻底改变地球上的面貌。下面是由我整理的航天技术论文2000字,谢谢你的阅读。

航天技术与信息现代化

摘要介绍了空间信息高速公路的概念、特征,及其对应用卫星的需求,并论述了空间信息高速公路对社会经济发展的巨大推动作用。

经由卫星实况转播这个 短语 是航天技术取得巨大成就的象征,随着卫星通信广播事业的快速发展,这个短语已逐渐被人们省略,而成为日常生活中普遍公认的传播方式。卫星通信用电波把整个世界既快又准确地联系在一起,这种联系一旦中断,经济发展的速度将会大大放慢。

人类社会正进入信息社会,信息已成为世界上最重要的战略资源。信息技术是当代最为活跃的生产力。应用信息技术可提高工农业和服务行业的效益及竞争能力,促进管理和决策的科学化, 推动国民经济各部门逐步转移到新的技术基础上来。大力发展信息产业,加速国民经济信息化,是建立和发展我国社会主义市场经济,保持国民经济持续、快速、健康发展的客观要求。

在信息社会中,航天技术的作用将变得更巨大,进一步丰富其内涵,扩展其外延,最终将彻底改变地球上的面貌。航天技术与计算机的融合,形成了在地球上跨越时间和空间的信息基础结构,它将逐步进入千家万户,从根本上改变人们的生产、生活和相互交往的方式,并加速人类文明和 文化 的传播,增进互相理解和全球意识。因此,加速发展航天技术,从多方面、高效率地利用航天技术, 特别是充分利用空间信息资源,以促进社会生产力的发展,提高人流、物流和能量流的利用率,增进文化交流和人民间的理解和信任,已成为当今世界各国的共识。

一、空间信息高速公路

世上本没有路,路是人走出来的。我国汉朝开辟了经西域通往西方的道路,沟通了我国同西方许多国家在经济和文化方面的联系,被后人称之为“丝绸之路”。1855年德国机械工程师卡尔·本茨发明了世界上第一辆实用的内燃机汽车。当他驾驶这辆木制的三轮汽车,在自己的院子里行走撞到墙上的时候,还没有想到路。7年之后,福特发明了汽车,并于10年后形成产业的时候,人们开始把目光盯在汽车的跑道上,于是1913年柏林西南部出现了世界上第一条高速公路。在此后的数年中,高速公路这种具有魔力的通道,使世界发生了神奇的变化。

信息高速公路作为信息革命的基础设施和通向21世纪的神奇通道,已成为世界各国争夺信息资源,确保竞争优势的筹码。1993年,在美国政府 报告 中,对信息高速公路给出了明确的概念:它是一个能够向用户提供大量信息,由通信网、计算机、数据库,以及日用电子产品组成的完备网络。具体地说,就是在全国范围内,铺设新型光缆作为信息流通的干线,通过光缆和多媒体向全国提供 教育 、科研、卫生、商务、金融、文化娱乐等颇为广泛的服务。

所谓空间信息高速公路,可形象地将它理解为以卫星——光纤为主体,再辅之以 其它 通信手段作为“公路”,并利用集电脑、电话、电报、传真等为一体的多媒体,使信息能够高速传递并可共享的通信网络。这种网络可遍布全国乃至全球。在中国,则将它称之为国家经济信息化基础设施, 其内涵包括4项要素:网络与通信、计算机与信息化设备、信息资源与服务、人与信息化环境。

空间信息高速公路有两个特征:第一个特征是利用通信卫星群和光导纤维网组成混合型全球通信网,实现计算机网络化和信息双向交流;另一个特征就是用多媒体技术普及计算机的使用。卫星通信和数字网络光缆就像高速公路一样,是促进社会经济发展的基础设施。它不仅指地面光缆数字通信网络系统,而且还包括通信卫星、卫星定位和导航、环境和灾害监测信息系统。此外,还应包含社会、经济统计数据库和自然资源数据库系列,以及宏观调控、规划决策和工程设计服务、知识库、逻辑推理人工专家系统。这样就能有效地实现以信息流代替人流、物流与能量流。

在空间信息高速公路中,卫星无线电通信频带宽,极容易实现双向高速率的数据传输和可视电话业务,并且适用于单向多路的电视节目传输,也非常适合于大型跨国企业间的业务联系。由于地面信息高速公路的成本昂贵,需要10~15年甚至更长的时间才能建成,是一个无法在短期内普及服务的巨额投资项目。对于发展中国家来说,空间信息高速公路的建设,可弥补通信基础设施差, 以及区域性通信空缺的不足。

地面信息高速公路的全球化和用户的移动化都十分困难,而空间信息高速公路的全球网络却很容易实现,因此,用它进行全球移动通信,在数率不特别高的情况下,便能实现诸如可视电话之类的双向传输。

空间信息高速公路,更具有能适应现阶段经济发展中所出现的各地区差别悬殊的特点。在中国地广人稀的西部地区,加强卫星远距离教育和电视广播,对于提高西部地区的文化素质,普及科学技术知识,消灭贫困愚昧落后现象无疑有着重大的意义。

因此,空间信息高速公路,一方面利用了光导纤维传送信息量大、信号几乎不失真、速度快而且保密性强的特点;另一方面,又利用了通信卫星的通信方式极其方便、覆盖面十分宽广、特别适合于移动终端和全球个人通信的特点。这两者组合,形成了优势互补,可以认为是最佳的方案。

二、信息社会对应用卫星的需求

1?静止通信卫星网

美国休斯空间通信公司提出了建设全美卫星通信网络的计划。建设投资6?6亿美元,计划发射2颗静止通信卫星,从1998年开始以无线形式向美国用户提供高速双向数据传输和可视电话业务,在美国电信业务中,率先开发频率宽度可根据用户需要而变化的传输业务项目。最近又提出, 到2000年,将美国全国性的卫星通信网络,扩大成全球通信网络,最终发展成全球性空间信息高速公路,设计总投资约32亿美元,由9颗静止通信卫星组成可覆盖全球的通信网络。

2?低轨道卫星群移动通信系统

在通信方面除可利用静止通信卫星网以外,还可利用低轨道上位于不同轨道面的多颗卫星,来转发地面用户的信号。目前全世界已出现了十几种较为有名的方案,有些方案正在付诸实施。例如,美国摩托罗拉公司提出的“铱”卫星系统,由6个极地、近地、近圆轨道面上运行的66颗小型通信卫星组成,每个轨道面均匀分布着11颗卫星。由于这一卫星系统中的卫星轨道距地球表面较低,只有400~500公里,所以无线电信号很强,个人手持式无线电话机很容易获得清晰的信号和语音。“铱”卫星系统的地面设备则由系统控制中心,以及分布在世界各用户国家和地区的关口站和终端设备等组成。又如,美国呼叫公司与其它有关公司创建的全球无线通信网,也称之为全球通信系统。由于以宽带传送,因而能传送电视及高速数据。这一耗资90亿美元的庞大通信网络,将由 840颗低轨道(700公里高度)现代小型通信卫星来覆盖地球95%的地区,它可以双向传输包括电视图象在内的各种信号,以及个人语音通信,具有数据、传真、寻呼和定位功能。该系统的主要特征, 是利用通信卫星群和光纤网实现计算机网络化和信息双向交流,并将成为二次信息革命的主要物质基础与保障。

3?大容量激光卫星通信

激光与普通光源相比,具有很多特殊的性质,譬如激光辐射在“时间”上高度集中,很适合用于快速保密通信。激光辐射在“空间”上高度集中,方向性很强,而且具有高增益,因而用于通信可以传递得非常之远。激光辐射在“波长”上高度集中,因此波长分布范围很窄。激光的相干性、单色性和方向性,使它成为通信的理想载体。在理论上,光的频段宽度达到10?13~10?15赫,这样大的带宽,对每路仅4千赫的电话,可容纳100亿路之多;对带宽为10兆赫的彩色电视,也可同时传输1000万套电视节目而不相互干扰。由此可见,一旦激光卫星通信投入实际应用之后,由于其具有容量大和抗干扰性强等特点,不仅能扩大通信容量,缓和通信频段拥挤的局面,而且可避免洲际通信时的时延现象发生,是实现空间通信和准确快速、保密性强的军事卫星通信的重要途径。卫星激光通信技术无论是在静止轨道上的卫星,还是低轨道的卫星、飞船、航天飞机、空间站,以及深空探测器,都可以利用激光通信技术将它们连接在一起,形成一条无形的光学链路,使信息畅通无阻,因而空间信息高速公路成为名符其实的高速公路。

中国重视信息通信技术的发展,而且已经列入国家计划。面对世界高科技领域的挑战,为加快发展具有中国特色的信息高速公路,而不失时机地推动信息化,中国以“金字”工程为生长点,与卫星通信相结合,逐步形成信息产业。通过“金字”工程的实施,建立国家数据通信基干网和一系列专用网,为发展信息产业奠定基础。根据宏观分析预测,中国目前使用的卫星转发器不到50个,到 2000年中国大约需要145~150个卫星转发器,到2010年,将需要588~837个卫星转发器。

三、空间信息高速公路将推动社会经济发展

随着空间信息高速公路的建成,将使工商企业和整个社会处于一场革命之中,而这场革命的规模和效果是难以预测的。对其发展前景,现初步分析如下:

1?巨大的商业利益

为了建设信息高速公路,美国政府和企业界计划共同投资400多亿美元。根据预测,2010年, 信息高速公路产业所创造的市*2?改变人类生产和生活方式伴随着社会信息化和信息高速公路的建设,人们便能充分利用信息,大大提高物质生产的效率,提高原材料和能源利用率,有可能改变人类的生活方式,并终将从传统的生产和生活中解放出来。将出现电视电话、可视电话会议、电视购物、电视教学、家庭影视室、家庭图书馆、家庭数据库、在家中办公等等一系列新生事物。随之而来的将会给教育、卫生,保健等部门带来一场革命,无论在何时何地,都可向所有图书馆要求检索所需资料,浏览有关图书;随时随地可通过联机方式,立即获得最好的医疗保健服务和其它社会需求服务,医院遇到疑难病症时,可以向远距离的医学专家请教,以求得正确的诊断和治疗。以美国为例,仅医疗支出这一项,每年可节省1000亿美元。此外,可为能源、交通、环境等问题提供一种新的缓解 方法 。

3?推动高新技术发展

建设空间信息高速公路和国家信息基础结构的计划,将成为发展各种高新技术的驱动力。美国认为,在执行“国家信息基础结构”行动计划中,应优先发展的技术包括:半导体与微电子学、计算机、通信、高速网络、多媒体技术、光电子、高清晰电视、应用软件等。比如计算机,必定要向功能更多、性能更优、速度更快、容量更大、体积更小的方向发展,这就对超高速集成电路,新的计算机体系结构与微电子系统集成技术提出了新的要求。而多媒体技术的发展,将采用大量的专用集成电路,对高速信号处理器、视听信号压缩与解压缩、调制解调器、数据存贮器、图象识别、语音识别等器件提出了新的要求。

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卫星通信双线极化天线馈源阵列分析的论文

摘要 :本文介绍了一种用于Ku频段卫星通信的双线极化天线馈源阵列,该馈源阵列可应用于单反射面或双反射面的卫星通信天线中,实现对通信卫星的小角度、高速、高精度电子波束扫描和跟踪,降低卫星天线对机械伺服结构精度和动态跟踪的要求,从而大幅降低伺服系统成本,拓展动中通卫星天线在民用领域的应用。

关键词 :馈源阵列;动中通;微带天线

1引言

星地动中通天线系统满足了用户通过卫星在动态移动中传输宽带数据信息的需求,使车辆、轮船、飞机等移动载体在运动过程中可实时跟踪卫星,不间断传送语音、数据、图像等信息[1][2]。目前,动中通天线主要用Ku频段与固定轨道卫星进行通信[3],需同时覆盖上行/下行频段,其中上行频段为,下行频段、,上行和下行频段为双正交的线极化。为保证卫星与地面移动设备间的流畅通信,动中通天线要实时指向通信卫星,同时为避免天线发射时对邻近卫星的干扰,移动设备在运动中天线的跟踪误差要小于°,并且馈源也要进行旋转跟踪,接收和发射间的极化隔离度要大于30dB[4][5]。国内外已有多家企业推出了动中通天线产品,如以色列RaySat公司的多组片天线、美国TracStar的IMVS450M产品等[6]。为满足天线对卫星的高精度实时跟踪对准的要求,上述动中通天线中均包含有自动跟踪系统,在初始静态情况下,由GPS、经纬仪、捷联惯导系统测量出航向角、载体所在位置的经度和纬度及相对水平面的初始角,然后根据其姿态及地理位置、卫星经度自动确定以水平面为基准的天线仰角,在保持仰角对水平面不变的前提下转动方位,并以信号极大值方式自动对准卫星。在载体运动过程中,测量出载体姿态的变化,通过数学运算变换为天线的误差角,通过伺服机构调整天线方位角、俯仰角、极化角,保证载体在变化过程中天线对星保持在规定范围内,使卫星发射天线在载体运动中实时跟踪地球同步卫星。高精度的伺服系统始终是传统动中通天线系统的关键部分。通常情况下,由于动中通天线具有较大的口径(一般约为)及重量,造成了高精度伺服系统具有较高的成本。目前,应用于动中通天线的高精度伺服系统成本动辄数万、甚至超过十万,占整个动中通天线系统成本的很大部分,限制了动中通卫星天线在民用领域的广泛应用[5]。

2双线极化天线馈源阵列

为了克服现有的动中通天线跟踪伺服系统所需精度高、成本高等缺点,我们开发了一种双线极化天线馈源阵列,可应用于单反射式或卡塞格伦式卫星通信天线中,结合后端的多通道数字波束形成(DigitalBeamForming,DBF)技术实现天线系统的机电融合跟踪,最终通过“大角度低精度机械跟踪”与“小角度多通道DBF精确跟踪”相结合,在实现天线系统对卫星的高精度跟踪对准的同时,降低对伺服系统的精度要求,从而降低伺服系统的成本。此馈源阵列为中心对称式结构,阵列的中心放置在单反射式或卡塞格伦式天线的焦点处,当对阵列中不同单元进行馈电时天线将辐射不同指向的高增益波束,此时再结合后端的高精度DBF技术可实现小角度范围内高精度的波束指向控制。馈源阵列采用基于微带印刷电路板的“法布里-帕罗”天线形式,阵列由三层结构组成,其中底层为带金属地板的微带反射板,中间层为微带形式的天线结构,顶层为一块起增强定向性作用的纯介质板。

底层结构

馈源阵列的底层为一侧附铜并开有8个馈电孔的介质板,SSMA以及空心铜柱通过馈电孔焊接在底层介质板上,发射天线馈口和接收天线馈口分别有4个馈电孔。图2为底层电路板结构示意图。

顶层结构

顶层介质板是将覆铜板全部刻蚀掉的介质板,构成了“法布里-帕罗”的上层结构。图3为顶层电路板结构示意图。

中间层结构

中间层电路板两侧分别刻蚀了发射天线、接收天线及其附属馈电线路,其中,为焊接方便,焊盘均在一侧。为隔绝表面波对天线方向图的影响,天线阵列由格状金属条带分割,电路板两侧均有金属条带,并由金属化通孔相互导通。图4为中间层电路板结构示意图。中间层电路板上的微带阵列单元采用一对交叉的金属偶极子结构分别实现收/发的功能,两金属偶极子分别印刷于中间层微带介质板的正面与背面,分别工作于收/发(下行/上行)频段,并且交叉偶极子结构可对应实现收/发所要求的两正交线极化。阵列单元通过同轴底馈的方式实现馈电,其中偶极子的两臂分别与同轴接口的内芯以及外壁通过一段印刷细导线相连,这里采用细导线以减小馈电结构对收/发间隔离的影响。为进一步减小馈电结构对收/发间隔离所带来的影响,在设计中将同一位置处的两偶极子结构通过一段印刷细导线相连,通过其长度、粗细等参数可利用合适的对消手段来实现收/发之间的高隔离。通过在阵列单元周围引入一圈密集的金属化通孔结构,并且在电路板上设计金属附加结构以隔离介质中的表面波,从而降低阵列单元间的互耦。

馈源阵列的装配

馈源阵列的三层电路板由数个尼龙螺柱进行固定,图5是馈源阵列的立体分解及整体装配示意图。在馈源阵列结构中,通过调节金属偶极子的'臂长,可调节天线的工作频率。通过调节顶层介质基板与中间层电路板间的距离,可方便地调节辐射增益以适应不同反射面尺寸及焦距的需求。

3仿真及实测效果

馈源阵列的端口1、端口3、端口5、端口7为接收端口,端口2、端口4、端口6、端口8为发射端口。图6是馈源阵列的仿真和测试回波损耗结果图。由图6可见,接收端口和发射端口回波分别在和范围内小于-10dB,达到了良好匹配。图7是馈源阵列在工作频点的仿真及实测接收方向图。由图7可见,工作于时,天线在天顶方向的增益为15dB,副瓣比主瓣低10dB(仿真)/18dB(实测)。图8是馈源阵列在工作频点的仿真及实测发射方向图。由图8可见,工作于时,天线在天顶方向的增益为15dB,副瓣比主瓣低11dB(仿真)/10dB(实测)。

4结束语

本馈源阵列采用微带印刷电路板结构,简单紧凑、工艺成熟、加工简单、成本较低且适用于大规模生产。相比于传统的波导口、波导喇叭等馈源结构,可在较小的面积内实现多个单元以及收/发通道,从而利于实现更高精度的波束指向控制。同时,馈源阵列采用的对消技术可在天线结构端实现同一位置处接收/发射通道之间30dB的隔离度,减轻了后端器件的压力。从实际应用来看,天线馈源阵列与主反射面配合,实现了动中通卫星天线对Ku频段通信卫星的小角度、高速、高精度电子波束扫描和跟踪。采用这种技术,大幅降低了天线对伺服系统精度和动态反应速度的要求,把伺服系统的成本降低了一个数量级,有助于推动卫星天线在天地一体化通信中的规模应用。

参考文献

[1]徐烨烽.创新引领、精进发展、规模应用-谈动中通天线发展新趋势[J].卫星与网络,2013,09:39-40.

[2]LouisJ.,IppolitoJr著.孙宝升译.卫星通信系统工程[M].北京:国防工业出版社,2012,3.

[3]MiuraA.,Yamamotos,Huan-bangLi,[J].,2002,51(5):1153-1164.

[4]刘昌华.移动载体卫星通信系统天线跟踪技术的研究[硕士学位论文].西安电子科技大学,2009,3-4.

[5]汤铭.动中通伺服系统的设计[J].现代雷达,2003,25(4):51-54.

[6]阮晓刚,汪宏武.动中通卫星天线技术及产品的应用[J].卫星与网络,2006,3:34-37.

数据通信技术的研究论文关键词:数据通信;原理;分类 论文摘要:随着计算机技术的广泛普及与计算机远程信息处理应用的发展,数据通信应运而生,它实现了计算机与计算机之间,计算机与终端之间的传递。由于不同业务需求的变化及通信技术的发展使得数据通信经过了不同的发展历程。 数据通信是以“数据”为业务的通信系统,数据是预先约定好的具有某种含义的数字、字母或符号以及它们的组合。数据通信是20世纪50年代随着计算机技术和通信技术的迅速发展,以及两者之间的相互渗透与结合而兴起的一种新的通信方式,它是计算机和通信相结合的产物。随着计算机技术的广泛普及与计算机远程信息处理应用的发展,数据通信应运而生,它实现了计算机与计算机之间,计算机与终端之间的传递。由于不同业务需求的变化及通信技术的发展使得数据通信经过了不同的发展历程。 1通信系统传输手段 电缆通信:双绞线、同轴电缆等。市话和长途通信。调制方式:SSB/FDM。基于同轴的PCM时分多路数字基带传输技术。光纤将逐渐取代同轴。 微波中继通信:比较同轴,易架设、投资小、周期短。模拟电话微波通信主要采用SSB/FM/FDM调制,通信容量6000路/频道。数字微波采用BPSK、QPSK及QAM调制技术。采用64QAM、256QAM等多电平调制技术提高微波通信容量,可在40M频道内传送1920~7680路PCM数字电话。 光纤通信:光纤通信是利用激光在光纤中长距离传输的特性进行的,具有通信容量大、通信距离长及抗干扰性强的特点。目前用于本地、长途、干线传输,并逐渐发展用户光纤通信网。目前基于长波激光器和单模光纤,每路光纤通话路数超过万门,光纤本身的通信纤力非常巨大。几十年来,光纤通信技术发展迅速,并有各种设备应用,接入设备、光电转换设备、传输设备、交换设备、网络设备等。光纤通信设备有光电转换单元和数字信号处理单元两部分组成。 卫星通信:通信距离远、传输容量大、覆盖面积大、不受地域限制及高可靠性。目前,成熟技术使用模拟调制、频分多路及频分多址。数字卫星通信采用数字调制、时分多路及时分多址。 移动通信:GSM、CDMA。数字移动通信关键技术:调制技术、纠错编码和数字话音编码。 2 数据通信的构成原理 数据终端(DTE)有分组型终端(PT)和非分组型终端(NPT)两大类。分组型终端有计算机、数字传真机、智能用户电报终端(TeLetex)、用户分组装拆设备(PAD)、用户分组交换机、专用电话交换机(PABX)、可视图文接入设备(VAP)、局域网(LAN)等各种专用终端设备;非分组型终端有个人计算机终端、可视图文终端、用户电报终端等各种专用终端。数据电路由传输信道和数据电路终端设备(DCE)组成,如果传输信道为模拟信道,DCE通常就是调制解调器(MODEM),它的作用是进行模拟信号和数字信号的转换;如果传输信道为数字信道,DCE的作用是实现信号码型与电平的转换,以及线路接续控制等。传输信道除有模拟和数字的区分外,还有有线信道与无线信道、专用线路与交换网线路之分。交换网线路要通过呼叫过程建立连接,通信结束后再拆除;专线连接由于是固定连接就无需上述的呼叫建立与拆线过程。计算机系统中的通信控制器用于管理与数据终端相连接的所有通信线路。中央处理器用来处理由数据终端设备输入的数据。 3 数据通信的分类 有线数据通信 数字数据网(DDN)。数字数据网由用户环路、DDN节点、数字信道和网络控制管理中心组成。DDN是利用光纤或数字微波、卫星等数字信道和数字交叉复用设备组成的数字数据传输网。也可以说DDN是把数据通信技术、数字通信技术、光迁通信技术以及数字交叉连接技术结合在一起的数字通信网络。数字信道应包括用户到网络的连接线路,即用户环路的传输也应该是数字的,但实际上也有普通电缆和双绞线,但传输质量不如前。 分组交换网。分组交换网(PSPDN)是以建议为基础的,所以又称为网。它是采用存储——转发方式,将用户送来的报文分成具用一定长度的数据段,并在每个数据段上加上控制信息,构成一个带有地址的分组组合群体,在网上传输。分组交换网最突出的优点是在一条电路上同时可开放多条虚通路,为多个用户同时使用,网络具有动态路由选择功能和先进的误码检错功能,但网络性能较差。 帧中继网。帧中继网络通常由帧中继存取设备、帧中继交换设备和公共帧中继服务网3部分组成。帧中继网是从分组交换技术发展起来的。帧中继技术是把不同长度的用户数据组均包封在较大的帧中继帧内,加上寻址和控制信息后在网上传输。 无线数据通信 无线数据通信也称移动数据通信,它是在有线数据通信的基础上发展起来的。有线数据通信依赖于有线传输,因此只适合于固定终端与计算机或计算机之间的通信。而移动数据通信是通过无线电波的传播来传送数据的,因而有可能实现移动状态下的移动通信。狭义地说,移动数据通信就是计算机间或计算机与人之间的无线通信。它通过与有线数据网互联,把有线数据网路的应用扩展到移动和便携用户4网络及其协议 计算机网络 计算机网络(ComputerNetwork),就是通过光缆、双绞电话线或有、无线信道将两台以上计算机互联的集合。通过网络各用户可实现网络资源共享,如文档、程序、打印机和调制解调器等。计算机网络按地理位置划分,可分为网际网、广域网、城域网、和局域网四种。Internet是世界上最大的网际网;广域网一般指连接一个国家内各个地区的网络。广域网一般分布距离在100-1000公里之间;城域网又称为都市网,它的覆盖范围一般为一个城市,方圆不超过10-100公里;局域网的地理分布则相对较小,如一栋建筑物,或一个单位、一所学校,甚至一个大房间等。 局域网是目前使用最多的计算机网络,一个单位可使用多个局域网,如财务部门使用局域网来管理财务帐目,劳动人事部门使用局域网来管理人事档案、各种人才信息等等。 网络协议 网络协议是两台计算机之间进行网络对话所使用的语言,网络协议很多,有面向字符的协议、面向比特的协议,还有面向字节计数的协议,但最常用的是TCP/IP协议。它适用于由许多LAN组成的大型网络和不需要路由选择的小型网络。TCP/IP协议的特点是具有开放体系结构,并且非常容易管理。 TCP/IP实际上是一种标准网络协议,是有关协议的集合,它包括传输控制协议(Transport Control Protocol)和因特网协议(InternetProtocol)。TCP协议用于在应用程序之间传送数据,IP协议用于在程序与主机之间传送数据。由于TCP/IP具有跨平台性,现已成为Internet的标准连接协议。网络协议分为如下四层:网络接口层:负责接收和发送物理帧;网络层:负责相邻节点之间的通信;传输层:负责起点到终端的通信;应用层:提供诸如文件传输、电子邮件等应用程序要把数据以TCP/IP协议方式从一台计算机传送到另一台计算机,数据需经过上述四层通信软件的处理才能在物理网络中传输。 目前的IP协议是由32位二进制数组成的,如就表示连接到因特网上的计算机使用的IP地址,在整个因特网上IP地址是唯一的。 5 结语 总之,随着因特网技术的不断发展,数据通信技术将得到越来越广泛的应用,在数据通信的新技术、新设备不断涌现的今天,学习、了解和掌握数据通信技术显得尤为重要。

卫星通信论文选题

通信工程专业本科毕业设计(论文)选题指南(摘自网络)一、通信工程专业的学科领域通信工程专业属于电气信息类专业。电气信息类专业还包括:电气工程及自动化(080601);自动化(080602);电子信息工程(080603);计算机科学与技术(080605);电子科学与技术(080606);生物医学工程(080607)。二、通信工程专业的主要研究方向和人才培养目标1、通信工程专业的主要研究方向(1)数据通信传输问题的研究;(2)信号及信息处理方面的研究;(3)通信系统仿真方面的研究;(4)通信新技术方面的应用;(5)通信电子电路或微机接口方面的研究;(6)通信方面的软件开发,网络层协议研究等;(7)网络信息安全的研究2、通信工程专业的人才培养目标通信工程专业培养具备通信技术、通信系统和通信网等方面的知识,能在通信领域中从事研究、设计、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备的高级工程技术人才。本专业学生主要学习通信系统和通信网方面的基础理论、组成原理和设计方法,受到通信工程实践的基本训练,具备从事现代通信系统和网络的设计、开发、调测和工程应用的基本能力。通信工程专业的毕业生应具备以下几方面的知识能力和素质结构:(1)掌握通信领域内的基本理论和基本知识。(2)掌握光波、无线、多媒体等通信技术。(3)掌握通信系统和通信网的分析与设计方法。(4)了解通信系统和通信网建设的基本方针、政策和法规。(5)了解通信技术的最新进展与发展动态。(6)具有设计、开发、调测、应用通信系统和通信网的基本能力。(7)掌握文献检索、资料查询的基本方法、具有一定的科学研究和实际工作能力。(8)善于运用已有知识来学习挖掘新知识,具有能够将所学知识运用到实践活动中去和运用科学知识分析解决实际问题的能力。(9)具有独立观察,分析问题,敢于标新立异,勇于置疑,具备开展科学创新活动的基本能力,能灵活地把所学知识服务于社会。3、通信工程专业课程群分类(1)数字通信与网络交换:概率论与数理统计、随机信号分析、通信原理、无线通信原理、通信组网与程控交换、计算机通信与网络、移动通信、光纤通信、微波通信、电磁波与电磁场;(2)信号及信息处理:信号与系统、数字信号处理、通信原理、数据结构、数字图像处理、信息理论与编码;(3)电子电路:电路分析、模拟电路、数字电路、高频电子线路、DSP原理及应用、EDA技术、混合集成电路;(4)计算机应用方面:计算机文化基础、C语言程序设计、汇编语言、数据库原理及应用、软件工程、面向对象程序设计、多媒体技术、微机原理与接口技术、单片机原理应用等。三、毕业设计(论文)选题原则本专业毕业论文(设计)题目的选择要遵循以下原则:1、要结合所学专业毕业论文主要用来衡量学生对所学知识的掌握程度,所以论文题目不能脱离所学的专业知识。有些学生工作与所学专业没有关系,而本人对所从事的工作有一定的探索或研究,毕业论文就写了这方面的内容。这只能算是工作总结,但不能算是一篇毕业论文。工科学生学习的专业往往和他们从事的工作有较紧密的关系,他们有较丰富的实验经验和感性认识,经过几年的系统学习,可以学到相应的理论知识,使他们对自己的工作有一种新的认识,他们可以利用所学知识对原来的工作方式、工作程序、工作工具进行改进,以提高工作效率。2、内容要新工科论文除了具有理论性之外,更重要的是它的实践性和实际操作性。工科各学科发展非常之快,往往教科书刚进入课堂,内容就已经落后了。待学生毕业时,所学知识可能几近淘汰,所以学生选题要注意所用知识不能陈旧,要能跟上学科的发展。3、题目要大小适当,难易适度论文题目不宜过大,否则必然涉及的范围大广。学生处涉科研,普遍存在着知识面窄、理论功底不足的问题,再加上学生主要以业余学习为主,题目太大,势必讲得不深不透,乃至丢三落四,难以驾驭。因此,选题必须具体适中。题目选择要难易适度。过难,自己不能胜任,最后可能半途而废,无法完成论文;太容易,则论文层次太低,不能很好地反映几年来的学习成绩和科研水平,同时自己也得不到锻炼。选题最好能合乎个性兴趣爱好,如果自己对论题兴趣很高,就会有自发的热情和积极性,文章就容易写出新意来。四、毕业设计(论文)选题选题是决定毕业设计(论文)训练成败与质量好坏的关健之一。1、通信工程专业本科从选题的内容上可以分为理论型毕业设计(论文)和应用型毕业设计(论文)两大类。2、从本科毕业设计(论文)课题的来源,也可以分为教师命题型和自选型毕业设计(论文)两大类。3、学生要根据通信工程专业课程群来确定选题方向,数字通信与网络交换方向及信号及信息处理方向的所有应用方面课程均可以作为选题内容。但是,电子技术应用方向及计算机应用方向必须与通信或信号信息处理相结合,其中要有与通信相关的内容。4、从通信工程专业本科毕业设计(论文)所涉及的研究领域来看,可以是以下内容:(1)网络交换与数据传输分析;(2)通信网络或数字通信仿真(MATLAB,Systemview等);(3)信号及信息处理,(如数据采集,USB接口传输,图像数据处理等);(4)红外线遥感技术(如防盗遥感技术)(5)网络信息安全(如编码技术)(6)通信类软件开发,(如C语言与蓝牙结合)(7)数据传输类接口电路设计或软件设计(如嵌入式蓝牙设计)(8)光纤、无线、移动等通信新技术方面的应用或开发;(9)微波技术,电磁波传输技术,卫星雷达等方面(10)计算机网络或计算机控制方面(11)通信在军事方面的应用研究;(12)程控交换,交互式有线电视网等。(13)其他与通信相关的命题。为了您的安全,请只打开来源可靠的网址打开网站 取消来自:

移动通信是指通信双方或至少一方是处在移动状态下进行信息交换,实现通信。关于移动通信专业的论文题目有哪些呢?下面我给大家带来2021通信专业 毕业 论文题目与选题,希望能帮助到大家!

移动通信论文题目

1、 FDD LTE移动通信基站电磁辐射影响预测

2、 铁路下一代移动通信系统LTE-R检测技术研究

3、 5G移动通信技术及未来发展趋势

4、 互联网+《移动通信技术》 教学 方法 改革

5、 产业模块化对企业技术创新的影响考察——基于移动通信业的实证研究

6、 移动通信技术与互联网技术的结合发展

7、 移动通信基站电磁辐射评估及防护研究

8、 谈软件无线电技术在移动通信测试领域的应用

9、 5G移动通信发展趋势及关键技术研究

10、 5G地面移动通信技术在低轨星座的适应性分析

11、 5G移动通信发展趋势与若干关键技术

12、 移动通信基站电磁辐射环境影响研究

13、 大数据技术在移动通信网络优化中的运用分析

14、 基于5G移动通信网络的绿色通信关键技术

15、 营改增对电信业的影响及对策研究——以中国移动通信集团为例

16、 移动通信企业财务共享中心的SEED绩效体系

17、 基于移动通信大数据的地震灾区人口快速处理系统研究

18、 移动通信实验箱GSM模块的3G/4G升级改造

19、 移动通信基站的电磁辐射水平及其对人体健康的影响

20、 云计算下舰船无线移动通信网络敏感数据防泄露技术研究

21、 移动通信基站天馈线的故障点定位DTF方法

22、 一种基于MSISDN虚拟化的移动通信用户数据拟态防御机制

23、 基于北斗和移动通信的应急通信保障系统设计

24、 移动通信网络下通信最优节点自动选择方法研究

25、 大数据分析在移动通信网络优化中的应用研究

26、 移动通信中基于LCR-DSR技术的信道参数估计算法分析与改进

27、 5G移动通信系统发展综述

28、 基于分布式架构的船舶移动通信中间件研究

29、 基于模糊聚类的移动通信信道多状态Markov模型

30、 新型级联码在移动通信中的性能仿真分析

31、 改进CPM的移动通信用户关系圈挖掘

32、 探究5G移动通信技术下传输未来发展趋势

33、 融合移动边缘计算的未来5G移动通信网络

34、 未来移动通信系统中的通信与计算融合

35、 浓雾天气下下一代移动通信信道模型研究

36、 移动通信中固定终端远程信息实时获取仿真

37、 5G技术对移动通信网络建设方式的影响

38、 5G移动通信核心网关键技术

39、 下一代移动通信环境下多天线信道建模的研究

40、 一种空中智能移动通信网络架构的研究

41、 5G移动通信技术下的物联网时代

42、 信道仿真器原理及在移动通信测试中的典型应用

43、 我国移动通信转售业务发展情况分析及趋势预判

44、 我国移动通信转售企业创新步伐不断深化

45、 光移动通信技术及其在电网中的应用探讨

46、 基于移动通信大数据的城市人口空间分布统计

47、 新工科理念下移动通信实验教学模式探索

48、 移动通信基站近场辐射环境分析

49、 关于5G移动通信系统无线资源调度探讨

50、 4G移动通信系统的主要特点和关键技术

通信专业毕业论文题目

1、高移动无线通信抗多普勒效应技术研究进展

2、携能通信协作认知网络稳态吞吐量分析和优化

3、协作通信中基于链路不平衡的中继激励

4、时间反转水声通信系统的优化设计与仿真

5、散射通信系统电磁辐射影响分析

6、无人机激光通信载荷发展现状与关键技术

7、数字通信前馈算法中的最大似然同步算法仿真

8、沙尘暴对对流层散射通信的影响分析

9、测控通信系统中低延迟视频编码传输方法研究

10、传输技术在通信工程中的应用与前瞻

11、城市通信灯杆基站建设分析

12、电子通信技术中电磁场和电磁波的运用

13、关于军事通信抗干扰技术进展与展望

14、城轨无线通信系统改造方案研究

15、无线通信系统在天津东方海陆集装箱码头中的运用

16、分析电力通信电源系统运行维护及注意事项

17、 无线网络 通信系统与新技术应用研究

18、基于电力载波通信的机房监控系统设计

19、短波天线在人防通信中的选型研究

20、机场有线通信系统的设计简析

21、关于通信原理课程教学改革的新见解

22、机载认知通信网络架构研究

23、无线通信技术的发展研究

24、论无线通信网络中个人信息的安全保护

25、短波天波通信场强估算方法与模型

26、多波束卫星通信系统中功率和转发器增益联合优化算法

27、HAP通信中环形波束的实现及优化

28、扩频通信中FFT捕获算法的改进

29、对绿色无线移动通信技术的思考

30、关于数据通信及其应用的分析

31、广播传输系统中光纤通信的应用实践略述

32、数字通信信号自动调制识别技术

33、关于通信设备对接技术的研究分析

34、光纤通信网络优化及运行维护研究

35、短波通信技术发展与核心分析

36、智慧城市中的信息通信技术标准体系

37、探究无线通信技术在测绘工程中的应用情况

38、卫星语音通信在空中交通管制中的应用

39、通信传输系统在城市轨道交通中的应用发展

40、通信电源 系统安全 可靠性分析

41、浅谈通信电源的技术发展

42、关于电力通信网的可靠性研究

43、无线通信抗干扰技术性能研究

44、数能一体化无线通信网络

45、无线通信系统中的协同传输技术

46、无线通信技术发展分析

47、实时网络通信系统的分析和设计

48、浅析通信工程项目管理系统集成服务

49、通信网络中的安全分层及关键技术论述

50、电力通信光缆运行外力破坏与预防 措施

51、电力通信运维体系建设研究

52、电力配网通信设备空间信息采集方法的应用与研究

53、长途光缆通信线路的防雷及防强电设计

54、电网近场无线通信技术研究及实例测试

55、气象气球应急通信系统设计

56、卫星量子通信的光子偏振误差影响与补偿研究

57、基于信道加密的量子安全直接通信

58、量子照明及其在安全通信上的应用

59、一款用于4G通信的水平极化全向LTE天线

60、面向无线通信的双频带平面缝隙天线设计

通信技术毕业论文题目

1、基于OFDM的电力线通信技术研究

2、基于专利信息分析的我国4G移动通信技术发展研究

3、基于无线通信技术的智能电表研制

4、基于Android手机摄像头的可见光通信技术研究

5、基于激光二极管的可见光通信技术研究和硬件设计

6、智能家居系统安全通信技术的研究与实现

7、基于DVB-S2的宽带卫星通信技术应用研究

8、基于近场通信技术的蓝牙 配对 模块的研发

9、多点协作通信系统的关键技术研究

10、无线通信抗干扰技术性能研究

11、水下无线通信网络安全关键技术研究

12、水声扩频通信关键技术研究

13、基于协作分集的无线通信技术研究

14、数字集群通信网络架构和多天线技术的研究

15、通信网络恶意代码及其应急响应关键技术研究

16、基于压缩感知的超宽带通信技术研究

17、大气激光通信中光强闪烁及其抑制技术的研究

18、卫星通信系统跨层带宽分配及多媒体通信技术研究

19、星间/星内无线通信技术研究

20、量子通信中的精密时间测量技术研究

21、无线传感器网络多信道通信技术的研究

22、宽带电力线通信技术工程应用研究

23、可见光双层成像通信技术研究与应用

24、基于可见光与电力载波的无线通信技术研究

25、车联网环境下的交通信息采集与通信技术研究

26、室内高速可调光VLC通信技术研究

27、面向5G通信的射频关键技术研究

28、基于AMPSK调制的无线携能通信技术研究

29、车联网V2I通信媒体接入控制技术研究

30、下一代卫星移动通信系统关键技术研究

31、物联网节点隐匿通信模型及关键技术研究

32、高速可见光通信的调制关键技术研究

33、无线通信系统中的大规模MIMO关键理论及技术研究

34、OQAM-OFDM无线通信系统关键技术研究

35、基于LED的可见光无线通信关键技术研究

36、CDMA扩频通信技术多用户检测器的应用

37、基于GPRS的嵌入式系统无线通信技术的研究

38、近距离低功耗无线通信技术的研究

39、矿山井下人员定位系统中无线通信技术研究与开发

40、基于信息隐藏的隐蔽通信技术研究

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卫星通信与导航论文

近年来,随着美国新经济的疲软,学术界对高技术产业也颇多微辞。有学者认为高技术产业并没有从根本上改变我们的生产方式和经济活动方式,个别学者甚至提出“不管是土豆片还是芯片,能赚钱就是好片”的极端见解,并主张中国应该根据比较优势理论大力发展劳动密集型产业。那么,事实究竟如何?未来的高技术产业究竟将向何处发展?这里不妨从技术—经济范式变迁的角度出发,就这个问题提出几个基本判断。 判断之一,从大的背景来看,以信息技术为代表的高技术产业正在成为一个新的主导产业群,这样一个基本趋势并没有改变。自上世纪80年代以来,世界经济一直处在向新的技术—经济范式转变的过程之中,信息通讯技术在这个过程中扮演了关键的角色,个人计算机和网络是两大核心技术突破。迄今为止,高技术产业所涵盖的信息、生物、新材料、能源、海洋、宇航等六大技术产业部门都已经出现了重大的技术突破,并且正处于大规模商业化应用的过程之中或者正在孕育着大规模的商业化应用。可以预期,在未来的30—50年里,这样一些高技术产业将日益成熟,并成为各国经济发展的新一代主导产业群。 由于高技术产业均为知识密集型产业,而且具有强大的向下兼容能力即改造传统产业的能力,因此,高技术产业的发展导致发达国家的产业结构出现了明显的软化趋势,制造业所占比重越来越低,而服务业特别是知识密集型的金融服务业与高技术服务业所占比重越来越高。在发达国家,服务业所占比重一般都在60%以上,美国和瑞士甚至超过70%。1987—2000年间,美国制造业占GDP的比重下降了个百分点,而金融保险与房地产等服务业部门所占比重却从将近73%提高到77%以上。可以肯定地说,发达国家产业结构的软化趋势将会越来越明显,而且会越来越普遍。 高技术产业发展所带来的另一巨大变化就是国际竞争空前激烈,竞争的战线进一步前移。这主要表现在两个方面:其一,市场竞争的焦点已经不仅仅是最终产品的竞争,而是研究开发方向选择与速度的竞争。谁能够抓住正确的研发方向,并以最快的速度开发出新产品,谁就能够在市场上立于不败之地。正因为此,美国工业界的研发支出在1992—2002年间翻了一番,从950亿美元增加到1900亿美元。其二,研发国际化趋势日益明显。根据美国《工程与技术指标》(2002)的数据,1998年有375家外国公司在美国经营着715家研发机构,其中日本251家,德国107家,英国103家;美国公司1997年在国外建立了186家研发机构,其研发支出在1997—1998年从170亿美元增加到220亿美元;如果再加上美国母公司在国外的150亿美元研发支出的话,这个数字就更为可观了。 判断之二,信息技术产业的未来发展方向是:在近期(半年到一年),信息技术产业仍然需要一段调整期,以消化上世纪90年代在信息技术领域大量投资所形成的生产能力;在中长期,信息技术产业将在既有的大规模信息处理技术的基础上,进一步向网络化、服务化的方向发展,以进一步改善人们的生活质量,使人们的生活更加方便。 据国际半导体工业产能统计协会(SICAS)统计,目前集成电路晶圆的全球生产能力利用率为:1999年第四季度为年四季度平均为年四季度平均为年前三个季度平均为。由此可见,晶圆工业的生产已经走出低谷,超过了2001年上半年的水平。但是,按美国全国电子制造商协会(NEMA)统计,美国电子制造工业设备生产能力利用率在2002年8月、9月、10月分别只有、、,基本维持在接近75%左右的水平上。据此判断,目前的信息技术产业还处于调整过程之中,复苏乏力,但这一过程应该不会持续很长时间。 从中长期的发展趋势来看�由于目前利用硅晶体制造芯片的最新技术已经达到微米,估计在2015年前后硅基芯片技术将达到技术上的极限�而新的芯片材料技术——砷化镓,在技术上还不成熟,因此�未来信息技术产业的发展方向不在信息技术产品的制造方面,而在于如何利用现有的技术进行集成创新。美林公司分析师认为�信息技术产业的赢利点将由目前越来越趋于饱和的硬件部门转向软件、服务以及咨询部门。对于企业来说,现在的问题不是是否应用信息技术,而是如何探索利用信息技术的新的盈利模式;对于普通消费者来说,目前的普遍感觉是信息技术产业中的技术供应已经足够多、足够好了,未来的关键是扩大应用,进一步大众化,摆脱购买—升级的恶性循环。 判断之三,生物技术产业在未来的10—15年左右将有可能替代信息技术成为新的主导产业。2000年提前完成的人类基因组测序工作,使人们对生物技术的发展前景有了新的认识和判断,目前国内外学术界已经在对其他一些复杂物种的基因排序进行测定。因此,生物技术的产业发展前景无疑是非常可观的。从目前情况来看,生物技术产业已经达到了相当的规模。在美国,2001年共有1457家生物技术公司,其中342家是上市公司;这些上市公司按市场价格计算的市场资本总额在2002年5月为2240亿美元;生物技术工业的规模自1992年以来扩大了三倍多,收入从1992年的80亿美元增加到2001年的276亿美元;生物技术工业目前雇佣着万人。根据生物技术工业组织(BIO)的数字,1999年,生物技术产业的直接活动、间接活动和诱致活动就为美国经济贡献了437400个工作岗位和470亿美元的商业收入,联邦、州和地方政府来自生物技术产业的税收估计在100亿美元左右。 但是,另一方面,生物技术又是世界上研究密集程度最高的产业之一,技术创新周期较长。美国生物技术工业在2001年用于研发的支出达到156亿美元;2000年五家最大生物技术公司平均每个雇员的研发支出是89400美元。不仅如此,美国政府也大力支持生物技术研究。在2002财政年度的美国政府亿美元研发支出中,非国防支出为亿美元,其中一半以上投入卫生保健研究,特别是生物技术研究,约占美国政府研发支出总额的。据测算,一种生物技术药品的研发周期为2—10年,此后要经过实验室和动物测试、三期临床试验、美国食品和药品管理局(FDA)评审和进入市场后的检测等,而这又需要6年左右的时间。因此,一种生物技术药品的平均上市时间为8—16年左右。据此判断,即使是目前正在进行临床试验的生物技术药品,进入市场至少还需要5年以上的时间。因此,至少从中短期来看,生物技术还不可能完全替代信息技术产业的主导地位。 判断之四,以纳米技术为代表的新材料技术在未来的20年内还不可能成为新的主导产业。虽然早在1998年美国总统科技顾问尼尔·雷恩曾这样说,“如果有人问我哪一个科学与工程领域最有可能在明天发生技术突破的话,我会告诉他,那就是纳米层次上的科学与工程”,而且美国政府2000年2月发表的“全国纳米技术倡议”即以“导向下一次产业革命”作为它的副标题,但是,在未来的20年内,真正意义上的纳米技术还不可能成为新的主导产业。事实上,各国对于纳米科学技术的研发投资状况也充分说明了纳米科技的研究成果距离实际应用还存在着相当大的差距。1997年,世界各国政府对于纳米技术研究开发的资助总额不足5亿美元。其中,西欧为亿美元,日本为亿美元,美国为亿美元,其他国家或地区共计投资7000万美元左右。2000年美国政府预算中用于纳米技术研究的政府投资只有亿美元,2001年也仅为亿美元。这样的增长幅度虽然惊人,但与美国每年投放在信息技术研发方面的448亿美元、生物技术领域的300多亿美元相比,这点经费投入简直是微不足道的。很显然,如此之小的研发规模不可能支撑起一个主导产业技术的形成与发展。 判断之五,相比之下,航空航天技术产业化的前景可能更为乐观一些。特别是20世纪90年代卫星通信转向数据传输、移动通信和电视直播方向发展以来,通信卫星技术有了突飞猛进的发展。联合国和平利用外层空间委员会统计,到1996年底已经形成了一个年产值770亿美元、年增长率20%以上的新型空间技术开发与应用产业。目前,新型空间技术开发与应用产业规模近1200亿美元,到2005年其规模将超过2000亿美元。如果再加上关联产业如航天保险、全球卫星导航系统应用、地理信息系统应用等,航空航天技术产业的规模还要大一些。美国国家安全空间管理与机构评估委员会2001年发表的一份研究报告声称,国际空间工业2000年的利润已经超过了800亿美元,预计今后10年利润还将增加两倍多;有的学者甚至预计到2010年全球商业性航天活动的收入将达到5000亿—6000亿美元的规模。

卫星通信双线极化天线馈源阵列分析的论文

摘要 :本文介绍了一种用于Ku频段卫星通信的双线极化天线馈源阵列,该馈源阵列可应用于单反射面或双反射面的卫星通信天线中,实现对通信卫星的小角度、高速、高精度电子波束扫描和跟踪,降低卫星天线对机械伺服结构精度和动态跟踪的要求,从而大幅降低伺服系统成本,拓展动中通卫星天线在民用领域的应用。

关键词 :馈源阵列;动中通;微带天线

1引言

星地动中通天线系统满足了用户通过卫星在动态移动中传输宽带数据信息的需求,使车辆、轮船、飞机等移动载体在运动过程中可实时跟踪卫星,不间断传送语音、数据、图像等信息[1][2]。目前,动中通天线主要用Ku频段与固定轨道卫星进行通信[3],需同时覆盖上行/下行频段,其中上行频段为,下行频段、,上行和下行频段为双正交的线极化。为保证卫星与地面移动设备间的流畅通信,动中通天线要实时指向通信卫星,同时为避免天线发射时对邻近卫星的干扰,移动设备在运动中天线的跟踪误差要小于°,并且馈源也要进行旋转跟踪,接收和发射间的极化隔离度要大于30dB[4][5]。国内外已有多家企业推出了动中通天线产品,如以色列RaySat公司的多组片天线、美国TracStar的IMVS450M产品等[6]。为满足天线对卫星的高精度实时跟踪对准的要求,上述动中通天线中均包含有自动跟踪系统,在初始静态情况下,由GPS、经纬仪、捷联惯导系统测量出航向角、载体所在位置的经度和纬度及相对水平面的初始角,然后根据其姿态及地理位置、卫星经度自动确定以水平面为基准的天线仰角,在保持仰角对水平面不变的前提下转动方位,并以信号极大值方式自动对准卫星。在载体运动过程中,测量出载体姿态的变化,通过数学运算变换为天线的误差角,通过伺服机构调整天线方位角、俯仰角、极化角,保证载体在变化过程中天线对星保持在规定范围内,使卫星发射天线在载体运动中实时跟踪地球同步卫星。高精度的伺服系统始终是传统动中通天线系统的关键部分。通常情况下,由于动中通天线具有较大的口径(一般约为)及重量,造成了高精度伺服系统具有较高的成本。目前,应用于动中通天线的高精度伺服系统成本动辄数万、甚至超过十万,占整个动中通天线系统成本的很大部分,限制了动中通卫星天线在民用领域的广泛应用[5]。

2双线极化天线馈源阵列

为了克服现有的动中通天线跟踪伺服系统所需精度高、成本高等缺点,我们开发了一种双线极化天线馈源阵列,可应用于单反射式或卡塞格伦式卫星通信天线中,结合后端的多通道数字波束形成(DigitalBeamForming,DBF)技术实现天线系统的机电融合跟踪,最终通过“大角度低精度机械跟踪”与“小角度多通道DBF精确跟踪”相结合,在实现天线系统对卫星的高精度跟踪对准的同时,降低对伺服系统的精度要求,从而降低伺服系统的成本。此馈源阵列为中心对称式结构,阵列的中心放置在单反射式或卡塞格伦式天线的焦点处,当对阵列中不同单元进行馈电时天线将辐射不同指向的高增益波束,此时再结合后端的高精度DBF技术可实现小角度范围内高精度的波束指向控制。馈源阵列采用基于微带印刷电路板的“法布里-帕罗”天线形式,阵列由三层结构组成,其中底层为带金属地板的微带反射板,中间层为微带形式的天线结构,顶层为一块起增强定向性作用的纯介质板。

底层结构

馈源阵列的底层为一侧附铜并开有8个馈电孔的介质板,SSMA以及空心铜柱通过馈电孔焊接在底层介质板上,发射天线馈口和接收天线馈口分别有4个馈电孔。图2为底层电路板结构示意图。

顶层结构

顶层介质板是将覆铜板全部刻蚀掉的介质板,构成了“法布里-帕罗”的上层结构。图3为顶层电路板结构示意图。

中间层结构

中间层电路板两侧分别刻蚀了发射天线、接收天线及其附属馈电线路,其中,为焊接方便,焊盘均在一侧。为隔绝表面波对天线方向图的影响,天线阵列由格状金属条带分割,电路板两侧均有金属条带,并由金属化通孔相互导通。图4为中间层电路板结构示意图。中间层电路板上的微带阵列单元采用一对交叉的金属偶极子结构分别实现收/发的功能,两金属偶极子分别印刷于中间层微带介质板的正面与背面,分别工作于收/发(下行/上行)频段,并且交叉偶极子结构可对应实现收/发所要求的两正交线极化。阵列单元通过同轴底馈的方式实现馈电,其中偶极子的两臂分别与同轴接口的内芯以及外壁通过一段印刷细导线相连,这里采用细导线以减小馈电结构对收/发间隔离的影响。为进一步减小馈电结构对收/发间隔离所带来的影响,在设计中将同一位置处的两偶极子结构通过一段印刷细导线相连,通过其长度、粗细等参数可利用合适的对消手段来实现收/发之间的高隔离。通过在阵列单元周围引入一圈密集的金属化通孔结构,并且在电路板上设计金属附加结构以隔离介质中的表面波,从而降低阵列单元间的互耦。

馈源阵列的装配

馈源阵列的三层电路板由数个尼龙螺柱进行固定,图5是馈源阵列的立体分解及整体装配示意图。在馈源阵列结构中,通过调节金属偶极子的'臂长,可调节天线的工作频率。通过调节顶层介质基板与中间层电路板间的距离,可方便地调节辐射增益以适应不同反射面尺寸及焦距的需求。

3仿真及实测效果

馈源阵列的端口1、端口3、端口5、端口7为接收端口,端口2、端口4、端口6、端口8为发射端口。图6是馈源阵列的仿真和测试回波损耗结果图。由图6可见,接收端口和发射端口回波分别在和范围内小于-10dB,达到了良好匹配。图7是馈源阵列在工作频点的仿真及实测接收方向图。由图7可见,工作于时,天线在天顶方向的增益为15dB,副瓣比主瓣低10dB(仿真)/18dB(实测)。图8是馈源阵列在工作频点的仿真及实测发射方向图。由图8可见,工作于时,天线在天顶方向的增益为15dB,副瓣比主瓣低11dB(仿真)/10dB(实测)。

4结束语

本馈源阵列采用微带印刷电路板结构,简单紧凑、工艺成熟、加工简单、成本较低且适用于大规模生产。相比于传统的波导口、波导喇叭等馈源结构,可在较小的面积内实现多个单元以及收/发通道,从而利于实现更高精度的波束指向控制。同时,馈源阵列采用的对消技术可在天线结构端实现同一位置处接收/发射通道之间30dB的隔离度,减轻了后端器件的压力。从实际应用来看,天线馈源阵列与主反射面配合,实现了动中通卫星天线对Ku频段通信卫星的小角度、高速、高精度电子波束扫描和跟踪。采用这种技术,大幅降低了天线对伺服系统精度和动态反应速度的要求,把伺服系统的成本降低了一个数量级,有助于推动卫星天线在天地一体化通信中的规模应用。

参考文献

[1]徐烨烽.创新引领、精进发展、规模应用-谈动中通天线发展新趋势[J].卫星与网络,2013,09:39-40.

[2]LouisJ.,IppolitoJr著.孙宝升译.卫星通信系统工程[M].北京:国防工业出版社,2012,3.

[3]MiuraA.,Yamamotos,Huan-bangLi,[J].,2002,51(5):1153-1164.

[4]刘昌华.移动载体卫星通信系统天线跟踪技术的研究[硕士学位论文].西安电子科技大学,2009,3-4.

[5]汤铭.动中通伺服系统的设计[J].现代雷达,2003,25(4):51-54.

[6]阮晓刚,汪宏武.动中通卫星天线技术及产品的应用[J].卫星与网络,2006,3:34-37.

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