[00707728]动中通卫星通信系统

　　项目概述：

　　动中通天线在车辆、船舶、飞机等移动载体运动过程中，可实时跟踪同步轨道卫星，通过卫星转发信号，实现不间断的语音、数据、图像等信息传输，可满足移动条件下宽带卫星通信的需要，可广泛应用于军用指挥通信、应急通信保障、远洋船舶等领域。

　　自动化所从2015年底开始开发动中通产品，先后完成了SW-P800U-I和SW-P800U-II两型产品开发，其中SW-P800U-I型动中通主要面向公安、应急保障等民用市场，SW-P800U-II主要瞄准军品市场。

　　图1 SW-P800U-II型动中通

　　一、系统组成

　　动中通主要由射频分系统、伺服分系统和天线控制单元组成，射频分系统和天线转台为外购件，其余部件自主研发，其中BUC（功放）为用户选配件，一般由用户自行配置，不属于本系统研制范畴。射频分系统主要完成射频信号的接收、低噪放大、下变频，以及中频信号的上变频、功率放大和射频信号反射等功能。伺服分系统主要实现天线姿态信息的采集、载体扰动角速率的测量、控制天线的方位角和俯仰角对卫星进行稳定跟踪。天线控制单元为系统进行供电，同时可以对系统状态进行监控，操作人员通过天线控制单元键盘可以修改卫星参数、对惯导进行标定等。

　　图2 系统组成

　　二、工作原理

　　射频分系统主要由天馈、OMT、双路旋转关节、BUC（用户选配）、LNB、功分器、信标接收机等组成。天馈是射频分系统的核心部分，主要由主反射面、副反射面和馈源喇叭三部分组成。接收过程：卫星发射的射频信号经主、副反射面两次反射后，汇聚到馈源处，馈源将射频信号馈送到正交模耦合器（OMT），经LNB 进行低噪声放大和下变频，变为中频信号（950MHz~1450MHz），中频信号进入调制解调器，解调为数字信号，供业务端进行数据处理。发射过程：业务端数字信号进入调制解调器，进行射频调试，转化为中频信号，经过BUC上变频和功率放大处理后，通过馈源辐射，经过天馈副反射面和主反射面反射，向目标卫星辐射。

　　天线伺服分系统为两轴捷联稳定系统，主要器件包括执行传动器件和敏感传感器件，执行传动器件包括：控制箱和三个直流电机，其中三个直流电机分别控制天线的俯仰、方位和极化角。敏感传感器件主要包括惯导和电机编码器。天线伺服分系统采用三环稳定工作方式，控制箱接收惯导测量的扰动角速率，经过坐标变换，将扰动角速率映射到天线的方位、俯仰和极化角速率，通过控制三个直流电机的转速，补偿扰动角速率，实现速度开环稳定；另一方面，利用惯导测量的天线姿态数据，可实时计算天线的理论指向角，作为天线的预置指向，控制天线的指向，实现位置开环稳定；最后，利用圆锥扫描方式，测量天线的指向误差，控制天线消除误差角，实现信标信号闭环稳定跟踪。

　　天线控制单元具有人机交互功能，对整个系统进行监测和控制，并为系统供电。

　　图3系统工作流程

　　三、主要技术指标

　　（一）伺服跟踪性能

　　1. 跟踪方式：自动跟踪、信标跟踪与惯导三环跟踪；

　　2. 跟踪精度：≤0.2°；

　　3. 天线初始对星时间：≤3分钟（静态或运动中）；

　　4. 丢失再捕获时间：≤1秒（目标遮挡20分钟内）；

　　（二）跟踪性能：

　　1. 方位：速度≥100°/s ，加速度≥800°/s2；

　　2. 俯仰：速度≥100°/s ，加速度≥800°/s2；

　　3. 极化：速度≥100°/s ，加速度≥800°/s2。

　　（三）射频性能指标

　　1. 工作频率范围：发射：14.00~14.50GHz；接收：12.25~12.75GHz；

　　2. 天线等效口径：≥0.8m；

　　3. 天线增益：发射:≥38 20lg(f/14.25)dBi；接收:≥37 20lg(f/12.50)dBi；

　　4. 交叉极化隔离度：≥35dB；

　　5. 收发端口隔离度：≥85dB；

　　6. 极化方式：线极化（自动调整）；

　　7. 第一旁瓣：方位≤-14dB；俯仰≤-12dB；

　　8. 功率容量：≥100W。

　　（四）环境适应性指标

　　1. 工作温度：-45℃～ 65℃；

　　2. 储存温度：-55℃～ 70℃；

　　3. 工作湿度：0~100% ；

　　4. 供电：220V（1±15%）。

　　图4 动中通使用模式

　　应用范围：

　　1. 动中通天线安装到车、船、飞机等载体上，载体在运动过程中，天线可以稳定指向卫星，通过地球静止轨道卫星将图像、话音、数据连接到指挥中心地面主站，并具有现场指挥、远程移动指挥、视频信息采集、无线摄像视频信息采集、移动电话电台调度、移动视频会议、实时图像切换、智能保护等多项功能，使事件现场情况及时传送到指挥中心，便于指挥员实时掌握现场情况，进行正确决策，具有不受时间、地域、距离的限制、实现动态和静态条件下的实时双向传输等特点，可以广泛应用于应急保障、军事远程指挥等领域。

　　2. 民用领域。

　　3. 应急保障。为突发事件、自然灾害事故、反恐等各种现场提供图像、话音、传真、数据等多种通信业务服务，提高指挥调度通信能力。

　　4. 远洋船舶。

　　5. 远航飞机。

　　6. 偏远地区、山区、海岛接入互联网，为用户提供宽带移动通信服务。

　　7. 军用领域。

　　8. 提供大跨度、大范围、远距离的机动、灵活的军用移动通信链路，实现部队远程指挥，提升部队远程指挥调度和信息传输能力，广泛用于装甲指挥车、轮式指挥车、舰载指挥系统、机载指挥系统等。

　　技术优势：

　　1. 精通伺服稳控技术。自动化所在自动控制领域具有扎实的技术积累，针对动中通特点，团队自主开发了伺服驱动系统，系统响应速度快，在颠簸路面下，能够稳定跟踪卫星。

　　2. 独有的惯导数据融合算法。惯导能够快速完成初始对准，精确估计零偏传感器零偏，采用卫星信标信号与惯导融合算法，提高惯导航向精度。

　　3. 先进的稳控方案。惯导系统与伺服稳定系统融合设计，提升系统性能。

　　4. 天线高增益、低旁瓣，具有优良的电性能。

　　产品特色：

　　1. "快"--初始捕获时间短。可在静态、高动态下，快速捕星，寻星时间小于60s。

　　2. "准"--跟踪精度高。采用速度、位置、信标三级反馈稳定，颠簸路面下，稳定跟踪精度小于0.5dB（0.2°）。

　　3. "稳"--系统可靠性高、稳定性好。高集成度、高等级防护，满足军民用装备使用要求。

　　项目所处阶段：

　　目前，产品完成了研制，开始小批量试制。产品各项指标均经过了严格的测试，测试项目包括：射频性能测试、伺服稳定性能测试、高低温试验、冲击振动试验、跑车试验、寒区试验等。