上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘要 衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是種通過遠端數(shù)據(jù)采集平臺采集數(shù)據(jù)或是對數(shù)據(jù)采集 、l 臺進行定能的系統(tǒng)。它可以j t 泛成用于地質(zhì)、地震、海洋、氣象、環(huán)保等領(lǐng) 域?！蚌沃Z號”衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是國家計委投巨資研制開發(fā)的國內(nèi)第一個具 有自主知識產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，被列為國家示范工程。 本文首先對衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和工作原理進行了介紹。接下來， 就作者研制開發(fā)的遠端站中頻收發(fā)單元做了詳細地分析和討論。文中提出了一 種新的雙載頻調(diào)制方案，用于解決發(fā)射機中的載波 釷 諞問題。經(jīng)過實驗證明， 該方案能夠在很大程度上消除發(fā)射機的載波泄漏現(xiàn)象大大提高輸出信號的載 波抑制比，是一種簡單有效而且實用的方法。針對“鑫諾號”衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)遠端站中頻發(fā)射機要求為高功率上變頻器( h p c ) 通過根電纜提供：( 1 ) h p c 的電源；( 2 ) l 波段的已調(diào)信號；( 3 ) h p c 中頻練的參考頻率，為此設(shè)計 了獨特的耦合方案，實踐證明該方案是確實可行的。 文章詳細分析了研制“鑫諾號”衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)遠端站中頻接收機中所 遇到的技術(shù)難點和關(guān)鍵技術(shù)，其中最主要的就是出于衛(wèi)星攝動和前端低噪聲下 變頻器( l n b ) 的本振頻率穩(wěn)定度不夠高而引起的+ 3 0 k t - i z 的頻率漂移問題。 為此，我們提出了三種不同的設(shè)計方案根據(jù)每一種方案的實驗調(diào)試結(jié)果給出 了原因分析和問題討論。論文還提出了一種載波恢復(fù)電路的實現(xiàn)方法，用于恢 復(fù)q p s k 已調(diào)信號的載波，并且研究了該電路的優(yōu)缺點。 論文其余都分是“鑫諾號”衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)遠端站中頻收發(fā)單元的硬件 實現(xiàn)和調(diào)試過程，具體論述了中頻收發(fā)機的功能、構(gòu)成、芯片選用，并給出了 上星( “鑫諾號”衛(wèi)星) 聯(lián)試的現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)資料。咀及硬件實現(xiàn)的原理圖e 關(guān)鍵字：衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集，中頻收發(fā)，載波= f + 渴特沛辛由制他動蜜檸j 炳 率漂移，栽波恢復(fù) 上拇大學(xué)碩士學(xué)位詫立 a b s t r a e t s a t e l l i t ed a t ae n l l e c l i o ns y s t e m ，w h i c hc o l l e c t sd a t am r d u g l ld a t ac o l l e c t i o n p l a t f o r m ，c a l lb ew i d e l yu s e di ni n v e s t i g a t i o no fg e o l o g y ，s e i s m ，o c e a n ，m e t e o r o l o g y e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na n do t h e rf i e l d s s i n o s a t ”d a t ac o l l e c t i o n s y s t e m s u p p o r t e db yt h es t a t ep l a n n i n gc o m m i s s i o ni st h ef i r s ts a t e l l i t ed a t ac o l l e c t i o n s y s t e mw i t hi n d e p e n d e n ti z t e l l e o t u a op r o p e r l yr i g h i nc h i n a t h i sp a p e rf i r s t l yi n t r o d u c e st h ee n t i r es t r u c t u r ea n dw o r kp r i n c i p l eo ft h e s a t e l l i t ed a t ac o l l e c t i o ns y s t e ms e c o n d l y , t h er e m o t es t a t i o ni fl r a n s c e i v e ru n i tw i l l b ea n a l y z e da n dd i s c u s s e di nd e t a i l w eb r i n gf o r w a r dan o v e ld u a lc a r r i e rf r e q u e n c y m o d u l a t i o ns c h e m el os u p p r e s st h ee a r t i e tl e a k a g ei nt r a n s m i l t e r i t 沁p r o v e db y 也e e x p e r i m e n tt h a tt h i sm e t h o dc a l lg r e a t l ye l i m i n a t et h ec a r r i e rl e a k a g ep h e n o m e n o n ， a n di m p r o v et h ec a r r i e r s u p p r e s s i o nr a d i oo ft h eo u t p u ts i g n a le n o r m o u s l y a d d i t i o n a l l y , t h ei ft r a n s m i t t e rs h o u l dp r o v i d ep o w e rs u p p l y , m o d u l a t e dlb a n d s i g n a la n d 童r e f e r e n c ef r e q u e n c yo fs y n t h e s i z e ro fu p 二c o d v 嘲阱f o rh p ct h r o u g h o n l yo r t ec a b l e ，w ed e s i g nau n i q u ec o u p l i n gs c h e m et os o l v et h e s ep r o b l e m s i nt h ep r o e e s so ft h e “s i n o s a t d a t ac o n e c t i o ns y s t e ml e m o t es l a t i o ni f r e c e i v e rd e v e l o p m e n t ，w eh a v es u m m a r i z e ds o m et e c h n o l o g i c a ld i f f i c u l tp o i n t sa n d k e yt e c h n o l o g y , s u c ha st h ef r e q u e n c yd r i f tc a u s e db yt h ea a t e l l i t et 3 e r t u r b a t o na n d l n b t h e n ，t h r e ek i n d so fd i f f e r e n ts c h e m e sa r ed e s i g n e d a c c o r d i n gt o t h et e s t r e s u l t sn f e a c hs c h e m e w m a k e 甜a n a ! y s i s a n d d i c u s s l o r , e l a b o r a t d l ，m o r e n q e r ，a c a r r i e rr e c o v e r yc i r c u i ta p p l i e dt or e t r i e v eq p s km o d u l a t e ds i g r a li ss t u d i e d r e s e a r c ho nt h eh a r d w a r er e a l i z a t i o na | l d 喇a(chǎn) s t i n go ft h e “s i n o s a t d a t a c o l l e c t i n gs y s t e mr e m o t es t a t i o ni ft r a n s c e i v e ru n i t i sa l s oi n c l u d e di nt h i sp a p e r t b ef u n c t i o n ，c o m p o s i n g ，a n dc h i ps e l e c t i u go f t h ai ft r a n s c e i v e ri sf o r w a r d e d 、t h e t e s td a t aa n dh a r d w a r es c h e m a t i c sa r ea l lp r e s e n t e d k e y w o r d s ：s a t e l l i t ed a t ac o n e e t i o n ，i ft r a n s c e i v e r , c a r r i e rl e a k a g e ，c a r r i e r s u p p r e s s i o nr a d i o ，p o w e rc o r v t r o l ，f r e q u e n c y s h i f t ，c a r r i e rr e c u v e r y l i 原創(chuàng)性聲明 本人聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作。 除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已發(fā)表 或撰寫過的研究成果。參與同一工作的其他同志對本研究所做的任何 貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 簽名： 本論文使用授權(quán)說明 本人完全了解上海大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定， 即：學(xué)校有權(quán)保留論文及送交論文復(fù)印件，允許論文被查閱和 借閱；學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容。 ( 保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定) 簽名：互豇一導(dǎo)師簽名- 、j 童逛 日期：塑! ：壘蘭：多 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 1 引言 第一章緒論 在當今這個商速發(fā)展的信息社會里，信息采集是一個重要的通信需求，特 別在地質(zhì)、地震、海洋、氣象、環(huán)保等領(lǐng)域，高效、迅速、準確、廉價地獲取 信息對于預(yù)防、預(yù)報災(zāi)害，評估客觀條件，幫助政府正確決策、制定規(guī)劃起著 至關(guān)重要的作用。利用現(xiàn)有的她面有線或無線通信手段，可以方便地建立起覆 蓋一個城市或一個小區(qū)域的信息采集系統(tǒng)；但是由于地質(zhì)、地震、海洋、氣象、 環(huán)保等領(lǐng)域的監(jiān)測點大多數(shù)位于農(nóng)村地區(qū)或邊遠地區(qū)，考慮到經(jīng)濟因素，只依 靠地面通信手段建立一個覆蓋全國的信息采集系統(tǒng)是難以實現(xiàn)的。而衛(wèi)星通信 具有無縫隙覆蓋、受地理條件限制小、建立通信鏈路快、通信費用與地面站間 地面距離無關(guān)等特點，非常適用于信息采集系統(tǒng)這樣通信區(qū)域廣、遠端站數(shù)量 眾多、一點到多點的通信系統(tǒng)。因此便出現(xiàn)了通信衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它是一 個以地球同步通信衛(wèi)星為通信平臺進行遠程數(shù)據(jù)采集的通信系統(tǒng)，主要用于地 質(zhì)、地震、海洋、氣象、環(huán)保等領(lǐng)域的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送。 1 2 衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的幾種可選擇的設(shè)計方案 小l e o 系統(tǒng)是種可能選擇的方案。所謂小l e o 系統(tǒng)通常包含十幾顆到 幾十顆低軌道小衛(wèi)星，構(gòu)成覆蓋全球的星窿系統(tǒng)，地面終端可以通過過頂釣衛(wèi) 星發(fā)送或收取信息。典型的小l e o 系統(tǒng)有美國、加拿大合作的o r b c o m m 系 統(tǒng)和美國的l e o o n e 系統(tǒng)。小l e o 系統(tǒng)有如下一些特點：( 1 ) 小l e o 系統(tǒng) 軌道低，傳輸損耗小，要求地面通信終端發(fā)射的功率小，有利于終端設(shè)備的小 型化。( 2 ) 小l e o 系統(tǒng)使用v h f 或u h f 頻段，用戶終端設(shè)備可使用全向天線， 用戶終端可以在運動中進行通信。( 3 ) 小l e o 系統(tǒng)的地面用戶終端可以利用星 座發(fā)出的信標進行定位。但是在運行過程中，小l e o 系統(tǒng)也暴露出一些弱點： ( 1 ) 受地殛無線通信干擾影響大。小l e o 系統(tǒng)工 乍在v h f 、u h f 頻段，同許 多地面無線通信系統(tǒng)所用的頻段相同或耜近，因此易受干擾，在某些地區(qū)幾乎 無法通信。( 2 ) 傳輸信息量少。小l e o 系統(tǒng)的工作頻段窄，傳輸速率低，只適 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 用于傳輸短信息，以o r b c o m m 為例，信息長度一般小于6 個字節(jié)，最長不 能超過2 k 字節(jié)；信息越長，傳輸?shù)目煽啃栽降?，大量傳輸長報文還會造成系 統(tǒng)效率急劇降低。( 3 ) 傳輸時延長。小l e o 系統(tǒng)的傳輸時延較長，以o r b c o m m 為例，時延可達十幾分鐘，對于實時性強的系統(tǒng)是不適用的。( 4 ) 使用費高。 小l e o 系統(tǒng)投資大，而業(yè)務(wù)量相對小，因而收費很高，以o r b c o m m 為例， 每千字節(jié)收費為5 美元，這對于大多數(shù)國肉用戶來說是難以承受的。 另一種可能的方案是利用同步通信衛(wèi)星。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，同步衛(wèi)星通 信已經(jīng)是- - i 1 成熟的技術(shù)，形成了完整的規(guī)范、協(xié)議、建議。同l e o 系統(tǒng)相比， 同步通信衛(wèi)星有如下優(yōu)勢：( 1 ) 受地面無線系統(tǒng)的干擾影響小。同步通信衛(wèi)星 使用c 頻段或k u 頻段，工作在這些頻段的地面無線系統(tǒng)較少，而且管理嚴格； 同時地面站使用拋物面天線，天線波束很窄，方向性好，因而系統(tǒng)不易受其它 地面無線系統(tǒng)的干擾。( 2 ) 頻率資源豐富。為了滿足世界范圍內(nèi)人們對發(fā)射機 的速率和帶寬的更高要求。k u 波段的衛(wèi)星通信系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，因為它 巨大的帶寬資源【l 】。同步通信衛(wèi)星每個轉(zhuǎn)發(fā)器有3 6 m h z 或7 2 m h z 帶寬，每顆 衛(wèi)星有幾個至幾十個轉(zhuǎn)發(fā)器，近年來我國各衛(wèi)星公司購買了多顆通信衛(wèi)星，轉(zhuǎn) 發(fā)器資源大大增加，同時由于地面光纖電路的迅猛發(fā)展，使用同步通信衛(wèi)星干 線電路減少，通信衛(wèi)星資源己由若干年前的賣方市場轉(zhuǎn)變?yōu)橘I方市場，通信費 用也大大降低。( 3 ) 傳輸信息量大。同步衛(wèi)星工作頻帶寬，用戶能夠快速傳輸 大量信息。( 4 ) 組網(wǎng)靈活。同步通信衛(wèi)星是一個透明轉(zhuǎn)發(fā)器，用戶可以根據(jù)自 己的要求構(gòu)成各種通信網(wǎng)絡(luò)( 星狀網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)、電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、單向通信網(wǎng)、 雙向通信網(wǎng)、廣播網(wǎng)等) 。同小l e o 系統(tǒng)相比同步通信衛(wèi)星系統(tǒng)也有它的的 弱點：( 1 ) 同步通信衛(wèi)星軌道高，信號傳輸損耗大，為了保證通信質(zhì)量要求 地面站有足夠的發(fā)射功率和天線增益，地面站設(shè)備比較負責(zé)，價格也較高。( 2 ) 同步通信衛(wèi)星工作在c 頻段和k u 頻段，天線波束很窄，地面站通信時應(yīng)處于 靜止狀態(tài)。( 3 ) k u 頻段雨衰很大地面站功放需有較大的備余量( 2 j 。根據(jù)上述 分析，采用同步通信衛(wèi)星建立數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是一個適宜的方案。 1 3 研制衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的意義 2 0 世紀8 0 年代中期以來，隨著微波集成電路技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 糾錯編碼技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，衛(wèi)星通信設(shè)備的性能大大提 高，體積大大縮小，出現(xiàn)了被稱為v s a t 的小型地球通信站。v s a t 系統(tǒng)具有 天線口徑小、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、安裝調(diào)試方便、價格較低、組網(wǎng)靈活等特點，在 地面通信不發(fā)達的邊遠地區(qū)和某些特殊領(lǐng)域( 如銀行、新聞、證券交易、交通、 水利、電力、環(huán)保等) 得到了較為廣泛的應(yīng)用【卦，出現(xiàn)了一些基于v s a t 系統(tǒng) 的專用通信網(wǎng)。 但是，目前國外推出的v s a t 系統(tǒng)大都是為話音傳輸、數(shù)據(jù)廣播、較高速 率的雙向數(shù)據(jù)傳輸而設(shè)計的。從遠端站方面來看，由于傳輸速率較高，要求配 備較大功率的功率放大器，因而遠端站價格較高，對于具有成千上萬遠端站的 信息采集系統(tǒng)來說，系統(tǒng)成本太高。從網(wǎng)絡(luò)管理方面來看，由于這些系統(tǒng)不是 針對數(shù)據(jù)采集而設(shè)計的，如果用于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、通信協(xié)議、 通信接口等都要重新設(shè)計。所以現(xiàn)有的v s a t 系統(tǒng)不適用于該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)， 針對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點，盡快開發(fā)出通信衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，填補v s a t 系 統(tǒng)在這一領(lǐng)域的空白，不僅能為我國通信事業(yè)的發(fā)展作出貢獻，同時也蘊涵著 巨大的商機。 迄今為止，我國已經(jīng)初步建成了一些衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集平臺系統(tǒng)，但是其中的 通信單元模塊還是依靠購買國外的產(chǎn)品來實現(xiàn)的，在我國航天事業(yè)已經(jīng)飛速發(fā) 展、載人宇宙飛船成功遨游太空的今天，自主開發(fā)并研制衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對 于建立我們自己的數(shù)據(jù)采集產(chǎn)業(yè)，為我國建設(shè)中的信息高速公路提供信息資料 將具有深遠的意義【4 j 。 1 4 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 早盔2 0 雌紀7 0 年代，圖外一些衛(wèi)星就刀始搭載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有效載荷。 它們主竣用于海洋嘛測和氣象預(yù)報。比如1 9 7 8 年開始，美國的a r g o s 系統(tǒng)就為 每一個主要的海洋檢測站提供基于衛(wèi)星的數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)，用于未來觀測海洋的 系統(tǒng)外。美豳的靜止業(yè)務(wù)環(huán)境衛(wèi)星( g o e s ) 中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)收集和中繼來自 遠端臼動采集的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)q 1 的數(shù)據(jù)采集平臺r u 以采用定時報告、潮問應(yīng)鑄、 緊急方式和自適應(yīng)隨即報告等多種方式發(fā)送數(shù)據(jù)。平臺測量并報告的數(shù)據(jù)包括 大氣狀態(tài)、海洋狀態(tài)、河流水位、土質(zhì)溫度和地震指數(shù)籌。數(shù)據(jù)聚集平臺采集 h 海大學(xué)碩士學(xué)位論文 糾錯編碼技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，衛(wèi)星通信設(shè)備的性能大大提 高，體積大大縮小，出現(xiàn)了被稱為v s a t 的小型地球通信站。v s a t 系統(tǒng)具有 天線口徑小、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、安裝調(diào)試方便、價格較低、組網(wǎng)靈活等特點，在 地面通信不發(fā)達的邊遠地區(qū)和某些特殊領(lǐng)域( 如銀行、新聞、證券交易、交通、 水利、電力、環(huán)保等) 得到了較為。泛的應(yīng)用1 3 1 ，出現(xiàn)了些基于v s a t 系統(tǒng) 的專用通信網(wǎng)。 但是，目前國外推出的v s a t 系統(tǒng)大都是為話音傳輸、數(shù)據(jù)廣播、較高速 率的雙向數(shù)據(jù)傳輸而設(shè)計的。從遠端站方面來看，由于傳輸速率較高，要求配 備較大功率的功率放大器，因而遠端站價格較高，對于具有成千上萬遠端站的 信息采集系統(tǒng)來說，系統(tǒng)成本太高。從網(wǎng)絡(luò)管理方面來看，由于這些系統(tǒng)不是 針對數(shù)據(jù)采集而設(shè)計的，如果用于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、通信協(xié)議、 通信接口等都要重新設(shè)計。所以現(xiàn)有的v s a t 系統(tǒng)不適用于該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)， 針對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點，盡快開發(fā)出通信衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，填補v s a t 系 統(tǒng)在這一領(lǐng)域的空白，不僅能為我國通信事業(yè)的發(fā)展作出貢獻，同時也蘊涵著 巨大的商機。 迄今為止，我國已經(jīng)初步建成了一些衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集平臺系統(tǒng)，但是其中的 通信單元模塊還是依靠購買國外的產(chǎn)品來實現(xiàn)的，在我國航天事業(yè)已經(jīng)飛速發(fā) 展、載人宇宙飛船成功遞游太空的今天，自主開發(fā)并研制衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對 于建立我們自己的數(shù)據(jù)采集產(chǎn)業(yè)，為我國建設(shè)中的信息高速公路提供信息資料 將具有深遠的意義【4 】。 1 4 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 早往2 ( 1i ! l t 47 0 年代，圍外一些衛(wèi)星槐開始搭戡數(shù)捌采集系統(tǒng)有效載荷。 g 4 f 卜要用于海洋躲測和氣象預(yù)報。比如1 9 7 8 年開始，美國的a r g o s 系統(tǒng)就為 每一個主要的海洋檢測站提供基于衛(wèi)星的數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)，用于未來觀測海洋的 系統(tǒng)”。美圍的靜止、i k 秀環(huán)境衛(wèi)星( c , 0 b s ) 中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)收集和中繼來自 遠端自動采集的數(shù)描。法系統(tǒng)巾的數(shù)據(jù)采集平臺r q 以采用定州報告、渤問府禱、 緊急，式和自適應(yīng)隨即報告等多種方式發(fā)送數(shù)據(jù)。平臺測量并報告的數(shù)螺包括 火氣狀態(tài)、海洋狀態(tài)、河流水位、土質(zhì)瀨度和地震指數(shù)等。數(shù)據(jù)采集平臺聚集 火氣狀態(tài)、海洋狀卷、河流水位、土質(zhì)祜矗度和地震指數(shù)等。數(shù)據(jù)采集平臺采集 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 的數(shù)擲j 通過星上的數(shù)據(jù)采巢系統(tǒng)中繼到數(shù)捌接收站，然后準實時地傳送到中央 數(shù)據(jù)分發(fā)中心。 日本的6 m s 對地靜止氣象衛(wèi)星也搭載有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)將數(shù)據(jù)采集 p 臺安裝在海洋中的浮標、船舶或飛機l 收集氣象資料。該系統(tǒng)還收懿遠距離 自動氣象站觀測的資料，并將這燎數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)粥處理中心，以便氣象學(xué)家對 它們體進步的處理稚分析。 湖際海洋組織臼1 9 7 9 年以來發(fā)射了三顆海搴衛(wèi)星，它們都裝載有數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)柯效馘倚。該系統(tǒng)的數(shù)掘采集平臺有a 、b 、c 、m 、a e r o 、p 等多種形式， 其中c 型通過只有幾十穗米的全向天線，以存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方式提供電傳和低速數(shù) 據(jù)( 6 0 0 b it s ) 通信。該系統(tǒng)刁i 儀可以用于數(shù)據(jù)采集，還可與6 p s 綜合在一起， 作為定時和位鬣報告。 列目前為l | 二美國、俄羅斯、莢圖、德網(wǎng)、f j 本、印度、巴兩等圍緣和一些 幽際編織都在積極地發(fā)勝和應(yīng)用哩星數(shù)拱呈采集系統(tǒng)。隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的不斷 發(fā)展，新葉的數(shù)據(jù)聚集系統(tǒng)帶給用戶更多更好的服務(wù)，它的應(yīng)用范嘲也在不 斷擴大。 我網(wǎng)從2 0 毗紀8 0 年代起也，f ：始了對衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究工作。目前 我閉裟載有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有效載荷的衛(wèi)星包括：風(fēng)云號氣象衛(wèi)腮、風(fēng)云二弓 氣象衛(wèi)星、資源號衛(wèi)星等。數(shù)據(jù)聚集系統(tǒng)在我幽可以廣。泛地應(yīng)用于環(huán)境保護、 災(zāi)害預(yù)報、海洋監(jiān)測、森林防火和氣象監(jiān)測等多個方麗“】。 1 5 論文主要內(nèi)容 本論文研究的主要內(nèi)容是“鑫諾號”衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)遠端站中頻收發(fā)單 元的原理和硬件實現(xiàn)方法。隨著通信衛(wèi)星技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟。國外許多國 家都在積極地發(fā)展衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其應(yīng)用前景一片廣闊。國內(nèi)的起步較晚， 但是國家計委在二十一世紀初投巨資研制開發(fā)“鑫諾號”衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)， 旨在發(fā)展我國的數(shù)據(jù)采集產(chǎn)業(yè)，它也是國內(nèi)第一個開發(fā)k u 波段的具有自主知 識產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，而中頻收發(fā)單元又是“鑫諾號”衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)遠端站的核心組成部分之一，該系統(tǒng)還沒有形成標準的技術(shù)規(guī)范和結(jié)構(gòu)體系， 尚處于摸索階段，因此具有廣泛的研究價值和深遠的開發(fā)意義， 上海大學(xué)順士學(xué)位論文 本文的研究工作主要集中在以下幾個方面： ( 1 ) 廣泛收集國內(nèi)外的參考文獻和技術(shù)資料，掌握衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在國 內(nèi)外的發(fā)展情況，并對衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研制意義和國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀做了介 紹。 ( 2 ) 對“鑫諾號”衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和工作原理進行了介紹， 詳細地分析和討論了在遠端站中頻收發(fā)單元的研制開發(fā)過程中所遇到的技術(shù)難 點和關(guān)鍵技術(shù)，并給出了相應(yīng)地解決方法。 ( 3 ) 提出了一種新的雙載頻調(diào)制方案，用于解決發(fā)射機中的載波泄漏問題。 實驗證明，該方案能夠在很大程度上消除發(fā)射機的載波泄漏現(xiàn)象，大大提高輸 出信號的載波抑制比，是一種簡單有效而且實用的方法。設(shè)計了一種獨特的耦 合方案用于解決“鑫諾號”衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)遠端站中頻發(fā)射機要求通過一根 電纜為高功率上變頻器( h p c ) 提供：( 1 ) h p c 的電源：( 2 ) l 波段的已調(diào)信 號i ( 3 ) h p c 中頻綜的參考頻率，實踐證明該方案是確實可行的。 ( 4 ) 詳細分析了研制“鑫諾號”衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)遠端站中頻接收機中所 遇到的技術(shù)難點，并就其中最關(guān)鍵的+ 3 0 k h z 的頻率漂移問題提出了三種不同 的設(shè)計方案，并且根據(jù)每一種方案的實驗調(diào)試結(jié)果給出了原因分析和問題討論。 ( 5 ) 提出了一種載波恢復(fù)電路的設(shè)計方法，用于恢復(fù)q p s k 己調(diào)信號的載 波，并具體闡述了該電路的優(yōu)缺點。 ( 6 ) 對整個中頻收發(fā)單元進行了實驗室調(diào)試和上星( “鑫諾號”衛(wèi)星) 聯(lián) 試，制定了詳細的調(diào)試步驟并給出了具體的鍘試數(shù)據(jù)。 全文的具體內(nèi)容安排如下： 第一章對衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計方案、研制意義和國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀做了 簡要的介紹。 第二章對“鑫諾號”衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和工作原理進行了詳細 地說明。 第三章深入地分析了遠端站中頻發(fā)射機的設(shè)計思想、系統(tǒng)框圖和鏈路計算， 并且具體地闡述了中頻發(fā)射機的技術(shù)難點和關(guān)鍵技術(shù)，并給出了相應(yīng)的解決方 案。 第四章詳細地介紹了遠端站中頻接收機的設(shè)計思想、系統(tǒng)框圖和鏈路計算， 上海人學(xué)壩”l 學(xué)位論文 同時深入地闡述了中頻接收機的技術(shù)難點和關(guān)鍵技術(shù)，并就作者所提出的三種 設(shè)計方案進行了具體的分析和討論。 第五章對整個遠端站中頻收發(fā)單元進行了實驗室調(diào)試和上星( “鑫諾號”衛(wèi) 星) 聯(lián)試，并給出了現(xiàn)場測試的第一手數(shù)據(jù)資料。 第六章是對前述內(nèi)容的總結(jié)并對衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的未來做了展望。 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)介紹 2 1 衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即系統(tǒng)由一個作為數(shù)據(jù)采集中心和 網(wǎng)絡(luò)管理中心的主站和為數(shù)眾多的作為數(shù)據(jù)采集點的遠端站組成。主站通過通 信衛(wèi)星可以同系統(tǒng)內(nèi)任意一個遠端站進行通信，通信時數(shù)據(jù)采集衛(wèi)星獲得信息、 存儲起來，并且過一段時間將它發(fā)送到地面 ，該系統(tǒng)中所使用的通信衛(wèi)星是 鑫諾星( s i n o s a t ) ：遠端站之間通常沒有直接通信鏈路，必要時，遠端站也可 以通過主站轉(zhuǎn)發(fā)，同系統(tǒng)內(nèi)的另一個遠端站進行通信。 書 鑫諾衛(wèi)星 ：孫9 糾4 。i 二 遠端囂髻 圖2 1 一l “鑫諾號”衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 主站由3 7 米天線、k u 波段射頻單元( 包括上下變頻器、功放、低噪聲放 大器) 、衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器、以及網(wǎng)管系統(tǒng)組成。它是系統(tǒng)通信、管理的樞紐。 遠端站由1 2 米( 或1 8 米) 天線、k u 波段射頻室外單元( 包括l n b 和 h p c ) 、衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器組成。遠端站通過異步通信口同數(shù)據(jù)采集終端相連接， 將數(shù)據(jù)采集終端采集的數(shù)據(jù)信息組成文件，然后在主站的控制下將信息傳送到 主站。遠端站應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、價格便宣；在安裝、調(diào)試、入網(wǎng)之后， 當正常運行時，無需人員操作、維護。 ：海大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 2 系統(tǒng)工作原理 2 2 1 通信體制 根據(jù)衛(wèi)星信息采集系統(tǒng)地球站為數(shù)眾多、而每個站通信業(yè)務(wù)量較小，且系 統(tǒng)能夠逐步擴容的要求，系統(tǒng)采用頻分多址( f d m a ) 體制。系統(tǒng)可以根據(jù)業(yè) 務(wù)量的大小和遠端站的多少設(shè)置信道數(shù)，每條信道可以根據(jù)業(yè)務(wù)的性質(zhì)設(shè)置成 輪詢、按需分配、隨機接入等工作狀態(tài)，從而可以充分秘用衛(wèi)星頻率資源，降 低系統(tǒng)運行費用。 2 2 2 信道設(shè)置 由于采用頻分多址( f d m a ) 體制，在通信衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，通信信 道是指用于傳送一定數(shù)據(jù)信息的射頻頻段。按信息傳輸方向定義，信道可分為 前向信道和反向信道；而按信道傳輸信息的性質(zhì)定義，信道可分為公務(wù)信道和 業(yè)務(wù)信道。各類信道的定義如下： 前向信道：前向信道是指主站到遠端站方向的通信鏈路；前向信道傳輸 的信息速率為6 4 k b s 。 反向信道：反向信道是指遠端站到主站方向的通信鏈路；反向信道傳輸 的信息速率為9 6 k b s 。 公務(wù)信道：公務(wù)信道由一條前向信道和一條反向信道組成。其中反向信 道用于遠端站向主站申請信道，報告遠端站的工作狀態(tài)等，通信采用隨 機發(fā)送方式( a l o h a ) 方式；前向信道用于主站向遠端站分配信道， 向遠端站發(fā)送監(jiān)控指令等，通信方式采用t d m 方式，系統(tǒng)中各遠端站 都有獨一無二的地址，遠端站根據(jù)信息地址從數(shù)據(jù)流中提取發(fā)送給本站 的信息。當系統(tǒng)通信業(yè)務(wù)增加( 遠端站數(shù)目增加或遠端站通信次數(shù)增 加) ，可以相應(yīng)增加公務(wù)信道數(shù)目，以增強系統(tǒng)管理通信的能力。 業(yè)務(wù)信道：業(yè)務(wù)信道由數(shù)條反向信道組成，遠端站使用主站指定的業(yè)務(wù) 信道將數(shù)據(jù)采集信息傳送給主站。按照傳輸信息的方式，業(yè)務(wù)信道又可 以分為輪詢、按需分配、隨機接入三種模式， j - 海大學(xué)碩士學(xué)位論文 考慮到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點，在本示范系統(tǒng)中以輪詢?yōu)橹饕ぷ髂Ｊ?，?按需分配和隨機接入為輔助工作模式。示范系統(tǒng)設(shè)置1 0 條業(yè)務(wù)信道。其中：7 條業(yè)務(wù)信道工作于輪詢方式，2 條業(yè)務(wù)信道工作于按需分配方式，1 條業(yè)務(wù)信道 工作于隨機接入方式。 業(yè)務(wù)信道的工作模式不是一成不變的，可以根據(jù)業(yè)務(wù)性質(zhì)的變化而調(diào)整( 如 減少輪詢模式的業(yè)務(wù)信道、增加按需分配的業(yè)務(wù)信道等) 。當系統(tǒng)業(yè)務(wù)囊增長時， 可以相應(yīng)增加業(yè)務(wù)信道的數(shù)量，以提高系統(tǒng)的通信能力。 2 2 3 系統(tǒng)頻譜計劃 l i 二；_ 蔓強二二盟 j 一一竺扛m l 唑如x 豎- = b d 竺l j 2 2 4 功率控制 由于k u 頻段衛(wèi)星通信鏈路中雨衰較大嘲，為了減小雨衰對通信的影響，本 系統(tǒng)中主站、遠端站分別采用閉環(huán)、開環(huán)控制方式，控制地面站發(fā)射功率。當 地面站所在區(qū)域降雨時，可在一定范圍內(nèi)增加發(fā)射功率，以補償上行鏈路的雨 衰：下行鏈路的可靠性主要依靠設(shè)置定的系統(tǒng)備余量來保證， 4 1 主站功率控制 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 主站采用閉環(huán)功率控制方式。主站中配置1 臺接收前向信道信號的解調(diào)器， 主站設(shè)備監(jiān)控計算機根據(jù)該解調(diào)器檢測到的e b n o 值，控制前向信道調(diào)制器的 輸出電平。當主站所處區(qū)域降雨，導(dǎo)致解調(diào)器檢測到的e b n o 值降低，主站監(jiān) 控計算機就相應(yīng)增加前向信道調(diào)制器的輸出電平，補償雨衰的影響。主站功率 控制的原理框圖見圖2 2 2 。 中頻輸入 中頻輸出 設(shè)備管理計算機 + j斟k 吖s 調(diào)制器【望蘭笙型 【，。，。j 圖2 2 2 主站功率控制原理框圖 遠端站功率控制 遠端站采用開環(huán)功率控制方式。遠端站控制器根據(jù)解調(diào)器檢測到的前向信 號的e b n o 值控制反向信道的輸出電平。當遠端站所處地域降雨，導(dǎo)致接收信 號的e b f n o 值低于某個門限時，遠端站控制器就相應(yīng)增加反向信道調(diào)制器的輸 出電平，以補償雨衰的影響。遠端站功率控制的原理框圖見圖2 2 3 。 。p 額輸入 巾頻輸出 2 2 5 鏈路計算 圖2 - 2 3 遠端站功率控制原理框圖 本方案提出的通信衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是一個非對稱星狀結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)通信系 統(tǒng)。它由一個主站和眾多的遠端站組成。由于遠端站的數(shù)量眾多，為了降低系 統(tǒng)總價，主站采用大口徑天線( 3 7 米) 和大功率功放( 8 瓦) ；遠端站采用小 口徑天線( 1 2 米或1 8 米) 和小功率功放( 0 5 瓦) 。在衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器占用頻段的 功率分配方面，前向信道鏈路多占用4 d b 衛(wèi)星功率( 輸入附加回退為一d b ) ， 衛(wèi)星下行e i r p 增加4 d b ，使得小口徑天線的遠端站仍然有足夠的接收信噪比； 1 0 一 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 反向信道鏈路少占用3 d b 衛(wèi)星功率( 輸入附加回退為3 d b ) ，遠端站上行e i r p 減少3 d b ，減小了遠端站輸出功率，由于主站采用大口徑天線，保證了主站也 有足夠的信噪比；同時，在整個衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器占用頻段上，系統(tǒng)占用功率分配平 衡。 k u 波段衛(wèi)星通信系統(tǒng)受地面微波干擾的影響較小，但是傳輸雨衰相當嚴 重。本系統(tǒng)中，采用自動功率控制方法彌補鏈路上行雨衰；鏈路下行雨衰采用 設(shè)置一定的鏈路信噪比備余量來彌補。從而在不改變遠端站小口徑天線、小功 率功放配置的情況下保證系統(tǒng)仍有較高的可靠性。 本系統(tǒng)設(shè)置主站功率控制范圍為1 0 d b ，遠端站功率控制范圍為8 d b 。這樣 的設(shè)置能夠保證在大雨情況下，雙向通信正常進行。對于包括北京、上海在內(nèi) 的我國絕大多數(shù)地區(qū)，系統(tǒng)鏈路設(shè)計滿足前向信道全年因雨衰中斷通信的時間 為 5 1 7 發(fā)射波束- 3 d b 寬度 0 3 8蝎4 7 ( o ) 2 0 度仰角噪聲溫度 8 5 駐波比 4 1 9 發(fā)射波束3 d b 寬度 1 2 。 1 4 。 ( o ) 上海大學(xué)碩士學(xué)位論義 2 0 度仰角噪聲溫度 8 5 駐波比 1 2 5 ：1 第一旁瓣衰減( d b i ) - 1 4 廣角旁瓣特性( d b i )2 9 2 5 1 0 90 接口 w r 7 5 2 4 3 射頻單元 遠端站室外射頻單元的功能是實現(xiàn)數(shù)字衛(wèi)星調(diào)制器、數(shù)字衛(wèi)星解調(diào)器輸入、 輸出的l 頻段中頻信號和射頻信號之聞的頻率積電平轉(zhuǎn)換，它由低噪聲下變頻 器( l n b ) 和高功率上變頻器( h p c ) 組成。其中，l n b 包括一個增益級、下變 頻模塊和中頻輸出級1 9 】。室外射頻單元是體積小、重量輕的封閉式獨立部件， 分別安裝在饋源的接收、發(fā)送波導(dǎo)口上。遠端站射頻設(shè)備安裝在室外，因此必 須能在高溫、低溫、潮濕、降雨、腐蝕等惡劣的室外環(huán)境中長期穩(wěn)定工作。其 主要技術(shù)指標見表2 - 4 - 2 ，表2 - 4 3 。 袁2 4 2 低噪聲下變頻器( l n b ) 工作頻段k h 頻段 輸入頻率范圍1 2 2 5 1 2 7 5 g h z 本振頻率1 1 3 g h z 輸出頻率范國 9 5 0 1 4 5 0 m h z 噪聲溫度 1 0 0 k 本振頻率穩(wěn)定度 士2 5 l h z 3 0 + 5 5 本振相位噪聲 一7 5 d b c h z l k h z 圭塑查堂堡主蘭焦堡蘭 一 轉(zhuǎn)換增益 6 0 2 d b 增益穩(wěn)定度 3 d b ，3 0 + 5 5 增益平坦度 2 d b 3 6 m h z + 1 0 d b m 雜散輸出 8 0 d b m 輸入連接器 波導(dǎo)w r 7 5 輸入駐波比 2 2 ：l5 0 q 輸出連接器 同軸f - 5 0 k f e m a l e 輸出駐波比 4 9 d b 增益穩(wěn)定度 l d b d a y 、2 5 3 d b ，3 0 + 5 5 增益平坦度 l d b p p 3 6 m h z 3 d b p p 5 0 0 m h z 7 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 三階交調(diào)失真 一3 3 d b cf s c lp i d b 一1 0 d b ) 諧波輸出 一5 0 d b c ( c lp i d b l o d b ) 雜散輸出 - 6 0 d b c ( c lp i d b - i o d b ) 輸入本振參考頻率及其電平1 0 m h z 、0 3 d b m 輸入本振參考頻率穩(wěn)定度 5 x 1 0 。8 ( 年) 本振參考頻率相位噪聲 一1 3 5 d b c h z 0 1 k h z 一1 5 0 d b c h z 1 0k h z 本振頻率糨位噪聲 - 6 0 d b c h z 0 1 k h z 一7 0 d b c h z 1 0 k h z 一8 0 d b c h z 1 0 k h z 一9 0 d b c h z 10 0 k h z 輸出連接器 波導(dǎo)w r 一7 5 輸出駐波比 1 5 ：i5 0 q 輸入連接器 同軸f 5 0 kf e m a l e 輸入駐波比 2 5 d b ( 數(shù)據(jù)流為不編碼的1 0 1 0 序列) 相位不平衡3 。 工作溫度o 5 0 。c 表2 - 4 5 數(shù)字衛(wèi)星解調(diào)器技術(shù)指標 調(diào)制方式q p s k 輸入中頻 9 5 0 1 4 5 0 m h z 頻率合成器步級 2 5 k h z 步級 輸入電平( 5 0 - 8 0 d b r n 信道) 信息速率 6 4 k b s 傳輸速率 1 2 8 k b s f e c 譯碼方式 v i t e r b i 譯碼( r = l 2 ，k = 7 ) 解擾 c c i t tv 3 5 差分譯碼 二相 e b n ob e r 誤碼率 5 ，5 1 0 5 6 7 1 0 7 頻率捕獲、跟蹤范圍 5 0 k h z 數(shù)據(jù)接口 r $ 2 3 2 數(shù)據(jù)接口波特率 5 7 6 0 0 b s 工作溫度 0 5 0 。c 海大學(xué)碩士學(xué)位論文 第三章衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)遠端站 中頻發(fā)射機的硬件設(shè)計 3 1 發(fā)射機概述 通常，在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，地球發(fā)射站將視頻、音頻或者數(shù)據(jù)信息調(diào)制到 商頻載波并發(fā)射到指定的衛(wèi)星信道上 川。發(fā)射機射頻部分的任務(wù)就是完成基帶 信號對載波的調(diào)制，將其變?yōu)橥◣盘柌嵋频剿璧念l段上且有足夠的功率 發(fā)射，其結(jié)構(gòu)框圖如圖3 1 1 所示c h 。發(fā)射機發(fā)射的信號是處于某一信道內(nèi)的 高頻大功率信號，應(yīng)盡量減少它對其他相鄰信道的干擾。發(fā)射機的主要指標是 頻譜、功率和效率。 基帶信號本振信號 圖3 1 1 發(fā)射機的射頻方框圖 3 2 發(fā)射機可選擇的方案以及應(yīng)解決的關(guān)鍵問題 3 。2 1 發(fā)射機可選擇的方案 無論是固定還是移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，在技術(shù)的可行性和可靠性上，發(fā)射 部分都占據(jù)了相當重要的地位1 2 】。它完成的主要功能是調(diào)制、上變頻、功率放 大和濾波。發(fā)射機的方案比較簡單，大致可以分為兩神：一是姆調(diào)制和上變頻 合二為一，在一個電路里完成，這稱為直接變換法。二是將調(diào)制和上變頻分開， 先在較低的中頻上進行調(diào)制，然后將已調(diào)信號上變頻搬移劉發(fā)射韻載頻上，這 稱為兩步法。 圖3 2 1 和圖3 2 2 分別畫出了直接變換的正交調(diào)制發(fā)射機方案和兩步變換 的正交調(diào)制發(fā)射機方案。 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 基帶q 基帶i 基帶q 基帶i 圖3 2 1 _ 直接變換正交調(diào)制發(fā)射機 圖3 2 2 兩步變換正交調(diào)制發(fā)射機 直接變換法雖然簡單，但它有明顯的缺點，由于發(fā)射信號是以載波頻率為 中心的通帶信號，經(jīng)功率放大或發(fā)射后的強信號會泄漏或發(fā)射回來影響本振， 牽引載波頻率。特別是在為了節(jié)省能源，需要頻繁的接通斷開功率放大器時， 產(chǎn)生的干擾更大，載波頻率不穩(wěn)，則直接影響發(fā)射機的各項性能指標。改進的 方法可以讓載波頻率和調(diào)制的載頻( 即發(fā)射的頻率) 不同，如圖3 2 - 3 所示， 兩個較低的載波頻率( o i 和2 合成為l + ( 0 2 ，以此新的頻率作為載頻，這樣，由 于發(fā)射的頻率和載波頻率相差很遠，不易發(fā)生強信號對載波頻率的牽引。 圖3 2 3 帶有兩個偏置本振的直接變換發(fā)射機 上海大學(xué)碩士學(xué)位論文 兩次變換法明顯地可以減弱直接變換法的缺點，而且由于調(diào)制是在較低的 中頻上進行，正交的兩支路容易一致。其缺點是第二次上變頻后必須采用濾波 器濾除另一個不要的邊帶，為了達到發(fā)射機的性能指標，對這個濾波器的要求 是比較高的。 3 2 2 發(fā)射機射頻部分應(yīng)解決的關(guān)鍵問題 在設(shè)計發(fā)射機的射頻部分時應(yīng)解決的關(guān)鍵問題是： ( 1 ) 選擇合適的調(diào)制方法。一般應(yīng)選擇抗干擾性能好、頻帶利用率高及功 率有效性好的調(diào)制方式。p s k 信號的抗干擾能力比較強，所以常常被用于衛(wèi)星 通信鏈路中。 ( 2 ) 高效率的不失真的功率放大器。高效率的功率放大器往往是非線性的， 當它放大變包絡(luò)的已調(diào)信號時會產(chǎn)生失真，因此高效率和失真小在功率放大器 中是一對矛盾。所以在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，人們通常使用恒包絡(luò)或者近似恒包絡(luò) 的調(diào)制信號來最小化由于高功放引入的非線性失真 13 1 。 ( 3 ) 發(fā)射信號對相鄰信道的干擾。 3 3 中頻發(fā)射機的設(shè)計思想和系統(tǒng)框圖 中頻發(fā)射機是衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)遠端站衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器的核心組成部分之 一，它的功能是完成將兩路差分( i 、i ) 基帶信號( 數(shù)據(jù)速率9 6 k b p s ) 經(jīng)過 d b p s k 調(diào)制到l 波段的中頻信號輸出，該中頻輸出信號要求覆蓋的頻率范圍是 9 5 0 m 1 4 5 0 m h z ( 2 5 k h z 步級) 、阻抗5 0 q ，電平一3 6 d b m 一5 d b m ( 1 d b 步 級) ，該輸出信號的功率所覆蓋的范圍比較大是因為該系統(tǒng)所采用的k u 頻段衛(wèi) 星通信鏈路中的雨衰較大，為了減小雨衰對通信的影響，當?shù)孛嬲舅趨^(qū)域降 雨時，可在一定范圍內(nèi)增加發(fā)射功率，以補償上行鏈路的雨衰。它主要由調(diào)制 模塊、中頻放大、中頻濾波、自動增益控制電路、