微波与卫星通信——罗辰
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挺起民族卫星光通信的脊梁作者:暂无来源:《科学中国人》 2014年第6期20载时光流转、20年风雨兼程。
起步之初的迂回、曲折,攻关当中的浓墨重彩,发展进程的节节跨越,试验成功的画龙点睛……当年,两位正值风华正茂的普通大学教师,如今,已经两鬓斑白。
他们用20年的无私付出与艰苦奋斗,勾勒出中国卫星激光通信研究的大写意。
本刊记者黄健2011年8月16日6时57分,我国“海洋二号”卫星在太原卫星发射中心成功升空。
这是我国第一颗海洋动力环境监测卫星。
它与我国以前发射的人造卫星的最大的与众不同之处,在于它搭载了一个特殊的乘客,就是我国第一台星地激光通信设备。
“海洋二号”在轨运行期间,搭载在“海洋二号”上的星地激光通信终端成功进行了我国首次星地激光通信链路数据传输试验,成为我国卫星通信技术发展史上的一个重要里程碑,标志着我国在空间高速信息传输这一航天高技术尖端领域走在了世界前列。
令人意想不到的是,这项伟大而艰巨的任务,是由哈尔滨工业大学两位不为人知的基础课教师以极强的使命感、勇敢地承担起来的,他们就是马晶、谭立英夫妇。
开拓中国卫星光通信马晶和谭立英二人承担这个课题的过程,其中充满了戏剧性。
而这一切,都是由一篇不知天高地厚的硕士论文开始的。
时光倒流到1991年,当时,谭立英正在准备硕士论文的选题。
为了选择一个有创意的课题,她专门去北京图书馆查阅相关资料,其中有一篇关于卫星激光通信资料的论文让她眼前一亮,凭着职业的敏感,她预测出这个领域潜在的价值。
并且这个领域在国内是空白,要是选择这个课题,其价值与意义可想而知。
得知谭立英的选题,导师大摇其头,他们不相信一个在职硕士研究生能够驾驭如此尖端的课题。
哈工大物理系几位资深的“老先生”均表示:“方向虽好,但难度太大了。
”老师们委婉地劝说:“你能否换一个方向,这个方向很难毕业。
”这些好心人的劝阻,反倒激起了她的斗志,天性倔强的她,选择这个课题的念头却更加坚定,“中国需要卫星激光通信,我要做卫星激光通信。
揭开通讯卫星的神秘面纱
佚名
【期刊名称】《中国科技奖励》
【年(卷),期】2006(000)012
【摘要】近年来,通讯卫星技术在世界各个国家各个领域内扮演着重要的角色,
它发挥的作用也渐渐变的不可替代。
对于我们来说,通信卫星到底是怎样工作的呢?它的分类又有哪些呢?现在就让我们带着这些问题来简单了解一下这个离我们既遥远又贴近的“神秘家伙”。
【总页数】2页(P61-62)
【正文语种】中文
【中图分类】V474.21
【相关文献】
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动物与古人类研究所研究员付巧妹4.揭开柴窑之谜之三:揭开柴窑千年的神秘面
纱5.揭开渔船的神秘面纱
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一种WCDMA基带发送的实现方案
罗翔
【期刊名称】《移动通信》
【年(卷),期】2003(27)1
【摘要】本文详细阐述了流水线操作的DSP与FPGA不同处理模块的功能划分,着重介绍了各功能模块和模块之间数据接口的设计,并给出了相应的硬件实现框图.【总页数】3页(P90-92)
【作者】罗翔
【作者单位】解放军信息工程大学
【正文语种】中文
【中图分类】TN92
【相关文献】
1.WCDMA基站下行专用信道基带处理模块的一种三阶段前向流水式实现方案研究 [J], 杨洪生;宋国文;李娟;员艳荣
2.一种高效的WCDMA系统基带数据处理实现方案 [J], 李明;胡捍英
3.WCDMA基带发送单元的实现 [J], 江玲;郭佳
4.一种WCDMA基带发送的实现方案 [J], 罗翔
5.WCDMA基站下行专用信道基带处理模块的一种实现方案 [J], 杨洪生;李娟;员艳容
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国外Q/V频段通信卫星发展态势分析原晋谦1 罗一丹2 高薇薇1(1 中国空间技术研究院通信卫星事业部,2中国长城工业集团有限公司)近年来,大容量、高速率的服务需求牵引着通信卫星系统与技术的快速发展,Q/V束定向性好、干扰源少等特性,发展前景被广泛看好,从军事领域逐渐向商业应用转移,技术试验、产品研发步伐加快,已成为下一代超高通量卫星系统的重要使能技术,引发了激烈的国际竞争。
1 Q/V频段通信概述Q/V频段位于无线电频谱的极高频(EHF)30~300GHz区域,工作于该频段的电磁波属于毫米波的范畴,其中Q频段对应则对应50~75GHz,是卫星通信领域有待开发的一段频谱资源[1]。
技术优势一是与传统卫星通信频段相比,Q/V频段波长短(4~9.1mm),在相同增益要求条件下更易于实现星上载荷设备的小型、轻量化与高密度设计[2],从而节省星上质量和空间资源,并降低系统成本。
二是在相同发射功率下,Q/V频段波束较窄、增益高,利于在高通量卫星系统的用户链路进行多波束设计、实现较高的频率复用因子,以提升容量;波束旁瓣小、定向性强,被截听概率低、保密性高。
三是Q/V频段可用带宽超过10GHz,远超C、Ku、Ka等传统频段,利于开展宽带通信业务;且由于频段高、干扰源少,信号传输更加稳定可靠。
四是相对于特高频(UHF)和超高频(SHF)频段,电离层闪烁和多径衰落对Q/V频段的电磁波影响小,近地/低空核爆炸的大气离子化、折射率变化、尘埃、污染等虽然会引起短暂衰减,但很快可恢复通信。
技术劣势一是相对于低频段,Q/V频段面临大气衰减严重,因此在星地链路设计中,必须避开60GHz的衰减峰(可达15dB/km),35GHz、45GHz等衰减效应小的“大气窗口”可作首选。
二是雨衰效应显著,决定了系统所需的功率余量大,可用仰角小,可用性及建设成本高等。
雨衰抑制技术制约了星地链路的连续可用性,有待深入研究,这是Q/V频段投入商业应用的重要前提。
第 37 卷第 2 期2024 年2 月振 动 工 程 学 报Journal of Vibration EngineeringVol. 37 No. 2Feb. 2024采用电磁分流阻尼的反作用飞轮隔振方法设计与分析张涵,罗青(国防科技大学空天科学学院,湖南长沙 410073)摘要: 反作用飞轮是重要的卫星姿态控制执行机构,也是星上最主要的微振动源。
针对反作用飞轮转速范围宽的工作特点,本文提出采用六脚隔振装置结合电磁分流阻尼技术的隔振方法。
考虑陀螺效应的耦合作用,建立了反作用飞轮与隔振装置的一体化动力学模型。
通过理论分析和数值仿真,研究了陀螺效应对系统的模态、固有频率以及隔振性能的影响,并分析了关键参数对系统隔振性能的影响。
开展了隔振优化设计,对优化后的隔振性能进行分析,并对隔振装置中的单个隔振单元进行实验验证,验证了电磁分流阻尼和弹簧刚度对隔振性能的影响。
关键词: 微振动;隔振;反作用飞轮;电磁分流阻尼中图分类号: V414.3+3;TB535 文献标志码: A 文章编号: 1004-4523(2024)02-0247-11DOI: 10.16385/ki.issn.1004-4523.2024.02.007引言高精度观测航天器是世界各国航天领域争相发展的重要装备。
然而,在轨运行期间,航天器载荷的工作性能极易受到航天器平台上活动部件在工作时产生的微振动的干扰。
已有研究表明[1],作为姿态控制执行机构的飞轮系统,是目前最主要的微振动扰动源。
目前,如何降低飞轮微振动扰动,进而保证航天器敏感载荷的安静工作环境已成为发展高精度航天器装备的关键技术之一[2⁃3]。
针对航天器飞轮微振动扰动问题,在不改变飞轮内部结构的前提下,国内外研究人员设计并研制了多种隔振装置。
按照结构形式,这些隔振装置总体上可以分为两大类:①基于折叠梁结构的隔振装置。
该技术最早由Kamesh等[4]提出。
它利用多段连续短梁,通过降低飞轮与航天器平台之间的安装刚度实现扰动隔离。
首次火星探测任务的科技与管理创新
耿言;张荣桥;赫荣伟;周继时
【期刊名称】《工程管理科技前沿》
【年(卷),期】2022(41)1
【摘要】我国首次火星探测任务,是迄今为止我国在深空探测领域技术跨度最大、创新性最强的一项航天系统工程。
本文概要介绍了该任务工程目标和飞行过程,凝练了工程的特点、难点以及取得的创新成就,总结了工程组织实施和项目管理的一些创新做法和经验,对工程实施整体情况进行全景式描述。
【总页数】6页(P3-8)
【作者】耿言;张荣桥;赫荣伟;周继时
【作者单位】探月与航天工程中心;中国空间技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】V57
【相关文献】
1.火星探测,中国从此出发
——从认识火星到中国首次火星探测任务立项2.中国首次火星探测任务环绕火星获得成功3.我国首次火星探测任务天问一号探测器成功着陆火星4.我国首次火星探测任务着陆火星成功5.中国首次火星探测任务天问一号探测器成功着陆火星
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北斗卫星研发过程中的小故事在北斗卫星研发过程中,有许多令人感动的小故事。
其中之一是关于一位年轻科学家的故事。
这位年轻科学家叫李明,他一直对卫星导航技术充满了热情。
他参加了北斗卫星研发团队,并致力于改进卫星导航技术以提高精确度和可靠性。
一天,李明发现了一个潜在的问题,可能会影响卫星导航系统的性能。
他决定亲自去解决这个问题,即使它远远超过了他的职责范围。
他利用自己的休息时间进行了大量的研究和试验,最终找到了一个解决方案。
李明带着这个解决方案去找研发团队的领导,将问题和解决方案向他们展示。
团队的领导对他的努力和成果印象深刻,决定将他的方案纳入研发计划中。
他们还给予了李明更多的资源和支持,以让他继续深入研究和实践。
经过一段时间的努力,李明成功地解决了这个问题,并提出了一种新的卫星导航技术,可以显著提高北斗系统的精确度和可靠性。
这项技术被成功应用于北斗卫星系统中,并得到了全球用户的认可和赞扬。
李明的故事不仅仅是一个个人的成功,也代表着北斗卫星研发过程中团队合作和创新精神的重要性。
每个人都可以贡献自己的力量,为卫星导航技术的发展做出贡献。
北斗卫星导航系统的研发过程中还有许多其他的小故事,比如无私的合作、团队间的友谊和激励等等。
这些故事都展示了科技人员的奋斗和努力,以及他们对于国家科技进步的无私贡献。
北斗卫星导航系统的成功不仅仅是一项科技的突破,更是中国科技实力的体现。
这个全球性的导航系统为中国带来了巨大的发展机会,同时也为全球提供了更准确、可靠的导航服务。
这背后离不开无数科学家和工程师的辛勤努力和不懈追求。
正是他们的付出和努力,让北斗卫星导航系统成为了中国的骄傲。
这个小故事也提醒我们,只要我们坚持不懈,追求科技的创新和进步,我们就能够创造出更多的奇迹。
微波与卫星通信
微波不能沿着地球的曲面传播,因此需要视距传输与接收设备。
视线可覆盖的距离在很大程度上取决于天线的高度:天线越高,视距越远。
高度越高,则信号传送越远,因为它不会被地球的曲面挡住,同时也高于许多地球上的障碍物,比如像小山或高的建筑物,不然这些东西将阻止信号的传输。
典型地,天线经常安装在山顶的高塔上。
微波信号每次只能在一个方向上传播,这就意味着对于诸如电话类的双向通信,需要两组频率。
一组频率用来传输一个方向,另一组频率用来传输另一个方向。
每种频率都需要它自己的发送器和接收器。
今天,这两部分设备合成为一个被称为收发信机的设备,该设备使一付天线能处理双向的频率和功能。
为了增加地面微波传输的距离,还安装了中继器系统,该系统与天线装在一起。
一个天线所收到的信号可被转换成可发送的形式,并被再传到下一个天线。
中继器之间的距离随着信号的频率和天线安装的环境而变化。
中继器可以以原频率或用新的频率来广播再生的信号,这由系统决定。
带有中继器的地面微波为大多数当代全球电话系统提供了基础。
抛物碟面天线是基于抛物线的几何形状制造的:每一条平行于对称轴的直线以某种角度经曲面反射,它们都聚焦在一个被称为焦点的共同点上。
抛物碟面的作用像一个漏斗,将分布很广的微波集中起来并把它们引向公共点。
用这种方式比用单点接收机可恢复更多的信号。
卫星传输很像微波的视距传输,区别只是地球轨道卫星作为它的一个中继站。
其原理如同地面微波,而卫星起着超高天线和中继器的作用。
尽管卫星传输信号仍然必须直线传送,但地面曲线对传输距离上的限制却被削弱了。
这样,卫星中继允许微波信号只用一个反射回合就跨越了大陆和海洋。
卫星的微波可以提供与地球上任何位置进行通信的能力,而不论该地方有多么遥远。
这种优点使得世界上欠发达地区不需要在地面设施上进行巨额投入,也可得到高质量的通信。
当然,卫星本身极度昂贵,但在卫星上租用时间或频率却相对便宜。
视距传输要求在所有的时间里,发送和接收天线的位置必须相互锁定(一个天线总要在另一个天线的视野之中)。
因此,运行速度大于或小于地球转动速度的卫星只会在短时间中有用(这正如停止的钟表在每天只有两次是准确的一样)。
为了确保稳定持续的通信,卫星的运行速度必须和地球的运行速度一致,使得就像固定在天空上的某一点一样。
这种卫星被称为地球同步卫星。
由于轨道速度由卫星离地面的距离来决定,因而只有一个轨道才是对地球同步的。
该轨道发生在赤道平面上大约离地面22000英里。
但是,一个地球同步卫星不可能覆盖整个地球。
在轨道上运行的一个卫星可以与大量的地面站保持视距接触,但由于地球曲面的缘故,大量的地面仍在视野之外。
在同步轨道上至少要等距离分布三个卫星,才能提供全球通信。
图11-4表示了绕着赤道的三个同步卫星,相互夹角为120度。
这里,所取的观测点是北极。