通信卫星有效载荷技术52页PPT

低噪声放大器， 噪声系数很低的放大器。通常使用FET(场效应管)，
增益温度补偿电路，属于电子线路技术领域，
包括电路中采用的稳压二极管，热敏电阻。PN 结导通后的压降基本不变，但不是不变，PN结 两端的压降随温度升高而略有下降
变频
混频器是输出信号频率等于两输入信号频率之和、差或为两者其他组
合的电路。混频器通常由非线性元件和选频回路构成。
射频入 射频出
(1)电子枪; (2)微波输入; (3)磁铁;(4)衰 减器; (5)螺旋线; (6)微波输出; (7)真空 管; (8)收集极
微波固态放大器是半导体器件制成的功率放大器。晶体管 功率放大器、场效应管功放、体效应管功放等都属于这个范畴。
在转发器系统中，需要配置输入多工器和输出多工器对频率不同 的信号进行分路和合成，实现通信通道化。输入多工器有单一输入端 口和多个输出端口。多工器是一组非叠加的滤波器，这些滤波器在组 合方式上确保不相互加载，并且输出之间高度隔离。
RinTex-WBR 宽带信号记录回放仪
☆ 支持MIMO ☆ 高达600MHZ 实时宽带 ☆ 支持长时间连续采集记录 ☆ 支持长时间连续回放 ☆ 自主知识产权，可以根据用户 需求定制特殊功能
RinTex-WBR 宽带信号记录仪，是一款超宽带信号记录回放设备， 支持实时信号记录、记录信号回放和实时信号记录转发功能。信号范围 覆盖DC~2400MHz，连续模式下带宽高达600MHz，分段模式带宽高达 2400MHz。经过系统架构优化和小型化设计，具有高集成度、高扩展性、 强集成度的宽带信号记录仪，支持MIMO， 可以满足宽带信号处理系统 在信号体制验证、设备研制、分系统测试、集成装配、外场检验等各阶 段测试需求。
RinTex-CHSim 宽带信道模拟器

辑错误
2.4 航天器研制对空间环境的需求
1、可行性阶段 2、方案设计阶段 3、生产阶段 4、发射阶段 5、运行阶段
对总体方案选择和决策 空间环境因数是航天器设计的重要因数 选择合适元器件 选择空间环境稳定期 监视空间环境变化
6、发生异常及故障阶段 及时收集分析环境数据以判定或排除
2.5 空间环境预报与监测
析
卫星轨道类型和选择 约束条件确定 提出总体方案设想 关键技术分析
卫星研制 技术流程 初步制定
3.3 卫星可行性总体方案论证
方案分析和综合
分系统组成、论证实现卫星技术的途 径、卫星构型初步设计
卫星与卫星工程 接口
不同分系统与大系统接口协调
卫星总体性能指 标分析
明确指标内容及分析方法论
方案优选
满足条件下选择合理方案
变轨策略
4.4 几种常用轨道
太阳同步轨道
常 回归轨道 用 轨 冻结轨道 道
地球静止轨道
4.5 轨道确定
初轨确定概况 利用少量测量数据计算轨道根数，必 须具备三个地理位置时间点
利用卡尔曼滤波的轨道改进方法 用大量观测数据来优化轨道，最常用 的为最小二乘法和卡尔曼滤波方法
4.5 轨道确定
第五章 卫星有效载荷 5.1 概述 5.2 通信微信有效载荷 5.3 地球卫星有效载荷 5.4 气象卫星有效载荷 5.5 海洋卫星有效载荷 5.6 导航卫星有效载荷 5.7 侦查微信有效载荷 5.8 科学卫星有效载荷
对轨道的影响 对姿态的影响
高层大气、电离气体、太阳辐射、日月 摄动、地球非球形
地球磁场、高层大气阻力矩负三次方影 响
对材料表面的影响
机构和化学损伤
高能带电粒子 充电效应
对温度的影响 单粒子事件

空间飞行器总体设计
§5.1 概述
1. 卫星有效载荷的分类
1）科学探测和实验类
用于探测空间环境、观测天体和空间科学实验的各种仪器、设备和系 统等。 （1）可以专门装载于科学卫星上，如：“实践”卫星上的宇宙射线 计、单粒子监测仪；如天文卫星上的各类可见光和红外天文望远镜等。 （2）可以搭载于某些应用卫星上，如：“风云二号”卫星上的质子 和电子探测器、X射线探测器等。
2）信息获取类
用于对地观测的各种遥感器，如：“风云一号”上的10波段扫描辐 射计，“风云二号”上的多通道自旋扫描辐射计，“资源一号”上的 多光谱CCD相机和红外多光谱扫描仪，返回式遥感卫星上的胶片相 机。
空间飞行器总体设计
§5.1 概述
1. 卫星有效载荷的分类
3）信息传输类 用于中继通信或单向信息传输的仪器、设备和系统，
“闪电”Ⅰ号通信卫星
苏联“静止”T号广播卫星
空间飞行器总体设计
§5.2 通信卫星的有效载荷
1. 基本组成和工作原理
1）基本组成 转发器：实质是一台宽频带的收发信机。 天线：用于卫星通信信号收发。有时可完成测控信号
的收发。通信天线可分为：全球波束、半球波束、区 域波束、点波束、多波束以及赋形可变波束天线等。 2）工作原理
有效载荷要满足与卫星平台的接口关系，包括设备尺寸和 安装尺寸、质心、转动惯量、功耗、供电电压，以及其它机 械接口、热接口、电接口等。
空间飞行器总体设计
§5.1 概述
3. 卫星有效载荷设计的一般技术要求
4）必须满足与应用系统之间的特定关系 有效载荷的功能和性能技术指标是由应用的需求决
定的。有效载荷的设计必须符合卫星应用系统顶层设 计的要求必须与地面应用系统设计综合考虑；星、地 设备间应合理分配指标，尽量达到系统设计整体优化。

分类
根据用途和轨道高度，卫星可分 为地球同步轨道卫星、中地球轨 道卫星、低地球轨道卫星等。
卫星的结构与功能
结构
卫星由推进系统、控制系统、能源系统、有效载荷等组成。
功能
卫星的主要功能包括观测地球、传输信号、导航定位等。
卫星的发展历程
起源
卫星的起源可以追溯到20世纪初， 最早的卫星是苏联于1957年发射的 “斯普特尼克”号。
REPORT
卫星ppt课件
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
目录
CONTENTS
• 卫星概述 • 卫星的应用 • 卫星的发射与运行 • 卫星技术的前沿与挑战 • 案例分析
REPORT
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ANALYSIS
SUMMAR Y
01
卫星概述
卫星的定义与分类
定义
卫星是指围绕行星运行的天体， 通常用于观测、通讯、科学实验 等领域。
总结词
遥感卫星用于获取地球表面信息，广泛 应用于资源调查、环境监测等领域。
VS
详细描述
遥感卫星搭载多种传感器，可对地球表面 进行光学或微波遥感观测。通过分析遥感 数据，可以了解地球资源分布、环境变化 等信息，为资源开发、环境保护等方面提 供决策支持。
科学实验卫星
总结词
科学实验卫星用于进行空间科学实验 ，研究宇宙射线、微重力条件下的物 理化学现象等。
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感谢观看
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SUMMAR Y
未来卫星技术的发展趋势
微型化与智能化
随着微电子技术和人工智能技术的不断发展，未来卫星将更加微 型化和智能化，具有更强的自主控制能力。

NI总部设于美国德克萨斯州的奥斯汀市，在40个国家中设有分支机构，共拥
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的100家公司之一。作为最大的海外分支机构之一，NI中国拥有完善的产品销售、
技术支持、售后服务和强大的研发团队。
TestStand​是​一​款​旨​在​帮​助​测​试​和​验​证​工​程​师​快​速​
通信卫星有效载荷技术
汇报人：薛梦轩
目
录 1 电源概述 2 主要内容
3 工作映射
1 概述
通信卫星
通信卫星是在地球上，包括地面、水面和大气层中的无线电通 信站之间，利用人造卫星作为中继站进行通信，用于这一目的卫星 叫通信卫星。 通信距离远、覆盖面积大 灵活性和普遍性强 卫星通信的特点 宽域复杂网络构成能力 移动性好 安全可靠性高 通信容量大、建设成本低、能传递业务种类多
最低仅售 RMB 17,735.00
验证系统集成，包括铁鸟
对物理系统执行基于模型的测试
DIAdem​是​一​款​应​用​软​件，​可​帮​助​您​快​速​查​ 找、​检​查、​分​析​和​报​告​测​量​数据。 DIAdem是一个统一的软件环境，可提高 测量数据的后期处理效率。 DIAdem针对大型 数据集进行了优化，内含的工具可帮助您快速 搜索所需的数据，查看和研究数据，使用特定
术。
通信卫星有效载荷主要技术指标—通信天线设计技术
喇叭天线 结构简单、早期广泛 使用但增益很小，十 几分贝，难以缩小覆 盖区域，辐射能量分 散，不利于通信容量 的提高 抛物面天线 使用抛物面天线，大 大提高了通信天线的 增益，覆盖区域也因 此减小，但重量有所 增加。 多馈源赋形天线
实质是将各溃源对应 的覆盖区域在地面上

小行星探测
中国计划开展小行星探测任务，研究近地小行星的轨道和物理特性 。
未来深空探测计划与目标设定
月球科研站
01
计划在月球建立科研站，开展月球资源利用、宇宙观测等科学
实验和技术验证。
火星取样返回
02
计划开展火星取样返回任务，实现火星样品的地球返回和科学
研究。
木星系统探测
03
计划对木星系统进行探测，研究木星及其卫星的构成、环境和
可重复使用火箭
研发可重复使用火箭技术，降低发射成本，提高发射频率 。
绿色发射
推动环保发射技术发展，减少火箭发射对环境的影响。
智能发射
引入人工智能、大数据等技术，实现火箭发射过程的智能 化控制与管理。
06
空间科学与教育推广活动 介绍
空间科学实验项目设计与实践经验分享
实验项目设计
介绍空间科学实验项目的设计思路，如微重力实验、空间辐射实验等。
演化。
05
火箭发射技术与挑战分析
火箭发射原理及过程剖析
火箭发射原理
基于牛顿第三定律，通过高速喷射燃料产生反作用力推动火箭升 空。
发射过程
包括点火、升空、分离、进入轨道等阶段，每个阶段都需要精确 控制以确保成功发射。
关键技术
涉及推进系统、导航系统、载荷等关键技术，对火箭发射成功与 否至关重要。
火箭发射面临挑战及解决方案探讨
援工作顺利进行。
广播电视
卫星广播和卫星电视利用卫星通 信实现广播电视节目传输，覆盖
范围广，质量高。
企业网络
大型企业可利用卫星通信构建内 部通信网络，实现分支机构间高
效信息传输。
04
载人航天与深空探测技术 进展
载人航天发展历程及现状

卫星通信设备讲解
1 微波天线
1、1喇叭天线
可参照声学喇叭理解其工作原理
结构：横截面可为圆形或矩形，有的内部为波纹结构。从波导到开 口面横截面尺寸逐渐变大。口面越大，方向性越强。
1 微波天线
1、2抛物面天线
抛物面天线是指带有旋转抛物面作为反射面的微波天线。反射 面由金属板或金属网制成。初级辐射器放在抛物面的焦点上。 由此辐射的射线到达抛物面后经反射形成平行射线，即定向辐 射。
3 应急通信天线
3、5可拆卸“静中通”车载卫星通信天线
可拆卸“静中通”车载卫星通信天线，即便安装在不同车辆的、可以方 便拆卸的卫星通天线。可以根据执行任务的公路等级不同，换不同的车型。 像“静中通”车载卫通天线一样，可以快速地开赴现场，投入工作。如下图 所示：
3 应急通信天线
3、6便携式卫通天线
结构举例:平面型,微带贴片 6、4卫星通信设备 网状网VSAT设备 4 天线性能与主要指标 3、7背负式/箱式卫通天线 F为焦点，从F发出的射线，到达抛物面上任一点，理想情况下，反射线均与Z-Z’轴平行，从而构成沿Z-Z’轴向的定向辐射。 4 天线性能与主要指标 结构举例:平面型,微带贴片 利用多馈源构成的多波束天线 1、3抛物面天线原理 接收滤波器：就是一个低通滤波器，就是要有足够大的衰减，因为发射假 2 卫星通信天线的波束覆盖 作用是要阻掉携带的其它噪声，否则 该型天线没有自动跟踪及伺服装置，其使用前需对用户进行培训。
2 卫星通信天线的波束覆盖
采用不同射频产生点波束所需天线口径
2 卫星通信天线的波束覆盖
多波束覆盖
2 卫星通信天线的波束覆盖
2、4赋形波束覆盖
所谓赋形波束覆盖，是指卫星天线系统通过波束形成网络产生与地面通信 区域形状相匹配的天线波束，即该波束在地球表面上的“足印”恰好重合覆 盖在一定表面形状的通信区域上。

装。
WW系列产品
PV系列产品
环测公司的PV系列试验箱是专为满足所有的太阳 能/光伏测试要求而设计和生产，致力于提供最佳性 能。 PV 系列环测试验箱的可靠性、耐用性和优越性 能比较好。PV系列可以满足太阳能/光伏产品在严酷 温度湿度测试条件而设计的专用试验箱。
PV系列产品
THANKS
2018 2018
通信卫星有效载荷技术
汇报人：杨学
目录
Contents
1 2 3 4
概论 转发器分系统
天线分系统 工作映射
1、概论
卫星通信系统基本概念
卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站，转发或反射无线电波，在两个或多个地球站之间进 行的通信。
卫星通信示意图
卫星通信系统
卫星通信系统由卫星、通信地球站、监控管理和测控网站四部分组成。
电源
电子枪
慢波电路
聚束系统
输入与输出耦合电 路
收集极
行波管
行波管是行波管放大器将微弱的微波输入信号放大到规定功率电平的部件。
行波管工作原理图
晶体管放大器
固态功率放大器由微波晶体管放大器和专用电源变换器两大部分组成。
固态功率放大器
晶体管放 大器
专用电源 变换器
小信号放大段
激励放大段
功率放大级
晶体管放大器工作原理
18
19 20 21 22 23 24
输入功率范围内的最大相移
36MHz，54MHz，76MHz内群时延变化 电磁兼容性要求 鉴定温度范围 直流功耗 质量 寿命
功率放大器
通信卫星的功率放大器是通信卫星转发器末级的有源设备，它对通信转发信号做最后的功率放 大。通信卫星用功率放大器大致分两类，行波管放大器（TWTA）和半导体型的固态放大器（

件下，对确定 的与通信容量和通信品质有关的指标进行科学合理的分配。
4.3 地球资源卫星有效载荷
地球资源卫星是用于地球资源探测和环境监 测的遥感卫星。 地球资源卫星的有效载荷主要是各类遥感器 以及遥感传输设备。 遥感器大致可分为：多光谱类、成像光谱仪 类、高空间分辨率类和合成孔径雷达类。
3.信息传输类
用于中继通信或单向信息传输的仪器、设备 和系统 如：各种通信卫星上的转发器和天线，遥感 卫星上的遥感数据传输设备
4.信息基准类
用于提供空间基准和时间基准信息的各种仪 器、设备和系统。 如：导航卫星的高稳定频标，重力场测量卫 星上的激光角反射器等。
4.1.2 卫星有效载荷设计的一般原则
1、空间带电粒子探测器 2、空间辐射效应探测器 3、太阳辐射探测器
4.8.2 科学试验有效载荷及有关试验 结果
1、空间材料科学试验的有效载荷及试验结果 2、空间生命科学试验的有效载荷及试验结果
思考题
卫星有效载荷的分类 卫星有效载荷设计的一般原则 卫星有效载荷设计的一般技术要求 各种卫星有效载荷的基本组成和工作原理
“北斗”导航卫星系统
地面中心通过两颗卫星上的C/S转发器向用户发送谁要定位 的询问信号，需要定位的用户接收到任一颗卫星的询问信号 后，即可响应询问，发出定位申请；地面中心站收到来自两 颗卫星L/C转发器发的应答信号，即可测定地面中心站分别 经两颗卫星到用户的距离和。由于卫星位置可通过测轨获得， 便可导出用户至每颗卫星的距离；利用存储在地面中心站数 据库中的地形数字高程，算出用户所在的位置，通过其中一 颗卫星通知用户，完成定位。
1.科学探测和实验类
用于探测空间环境、观测天体和空间科学实 验的各种仪器、设备和系统等。 1）可以专门装载于科学卫星上 如：“实践”卫星上的宇宙射线计 2）可以搭载于某些应用卫星上 如：“风云二号”卫星上的质子和电子探测 器