VSAT卫星地面站电磁环境测试详解
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VSAT建站中常遇到的几个问题VSAT(Very Small Aperture Terminal)是一种近十年来兴起的卫星通信应用技术,它具有投资少、组网灵活、设备体积小、安装容易等特点,可以直接安装到用户,广泛应用于卫星寻呼、金融系统、证券业、企业专网等领域,为之提供数据、语音、图象和多媒体综合业务.在卫星通信向灵活性、小型化方向发展的今天,VSAT卫星通信系统具有广阔的应用前景。
安装VSAT设备不是很难,但以下几个方面的问题经常被忽视,使安装过程不顺利。
选址和电磁环境测量在大多数情况下VSAT站天线直接安装在用户的楼房房顶,城市的电磁环境比较复杂,很容易受到如地面微波等无线电信号的影响。
如果对电磁环境测量的工作不细致,测量的时间短,记录的密度不够,就会遗漏干扰。
例:建某VSAT小站过程中,中午进行的电磁环境测量,无线电干扰和电磁干扰都在允许范围内,于是进行设备的安装工作。
第二天上午,设备安装完成,开始调试,在找星的过程中发现不明干扰,经一整天的环境电测,此干扰只有在上午出现。
由于VSAT天线的指向和楼顶环境所限制,不能采取屏蔽的方法来解决,只好拆下天线另选它址。
此例可见建站前期的准备工作的重要性。
接地接地工作看似简单,通常认为将设备的火线、零线、保护地相应地接到UPS的输出端就可以了,而忽视零线和保护地之间的电压,系统要求零地电压必须小于2Vac,否则很易击坏精密的通信设备,特别是高频头。
解决零地电压过大(大于2V)的问题分以下两种情况处理:一.为了减少重复投资,VSAT设备通常同其他设备共使用一台三相UPS供电,如图1。
由于A、B两相使用的是其他设备,三相不平衡的情况很容易发生,I大,接地线长且截面积细,线路上的压降大,致使零线G 点电压对地大于2V。
解决的方法在零线G点就近重复接地(如虚线所示)。
二.同其它电气设备共用接地线也是造成零地电压高的主要原因,如图2如第一种情况所述,接地线上的压降大造成零线电位提高。
电磁环境测试本实例是在机场预设站址,判断是否适合建盲降系统。
盲降系统(仪表着陆系统):由机载航向、下滑、指点信标接收机和地面航向、下滑、指点信标发射机组成,它为飞机提供航向道、下滑道和距跑道着陆端的距离信息,用于复杂气象条件下,按仪表指示引导飞机进场着陆。
一、时间:连续24小时的测试二、地点:实地确定(测试)三、人物:省站监测人员四、流程如下:(一)测试前的数据准备工作工作:1、预定工作参数:包括待测频段、频率间隔以及调制方式。
如:2、测试标准:参照有关国标文件及gb/t14431-93《无线电业务建议的信号/阻碍维护比和最轻需用场强》得有关信号强度值。
计算公式:最大允许干扰场强=最低信号场强(db)-对干扰的保护率如:机场中的航向信标台:3、测试仪器标准:参照gb6113-85《电磁干扰测量仪》,标明采用仪器的主要指标(场强测量误差:±3db,输入阻抗:50欧姆)。
4、测试点的地理参数:包括台址的经度(东经)、纬度(北纬)以及海拔高度。
测试地点地理坐标(二)测试系统:1、测试系统所须要仪表:例如接收机、天线、馈线2、根据仪表的测试范围进行相应的参数设置,同时记录系数,以待计算使用。
(三)场强计算:公式:场强e=vi+k+lc参数含义:vi是接收机射频输入口端电压,k是天线系数,lc是电缆损耗(四)测试结果分析:检测到的频点的占用度情况,以(%)记录,并给出相应频段范围内的三维瀑布图。
(五)结论:即为经过实地核实数据之后,得出电磁环境的评价。
该初选站址,电磁环境都较好。
每个频段都存有满足用户国标gb6346-86《航空无线电导航台电磁环境建议》和gb/t14431-93《无线电业务建议的信号/阻碍维护比和最轻需用场强》建议的频段,适宜建好盲降系统。
但是在指配频率时,应当躲避已挤占的频率108~117.975mhz航向信标频段频率占用度mhz%108.275000095.79328.6mhz~335.4mhz大幅下滑信标台频段均未挤占电磁环境兼容测试的流程框架必须测试一个地方的电磁环境,必须介绍该地方预设站址的目的。
图1民航台站测试原理对民航台站的电磁环境干扰评估涉及的范围比较广,括调频广播的干扰、工科、医疗设备、高压电网和电气化铁路的干扰等。
干扰民航导航通信业务的主要因素有广播、射设备的杂散辐射干扰和互调产物干扰,造成这2个干扰的根源是调频广播台站设置不合理,比如电视11频道的图像频表1民航台站对应测试频率测试系统(1)测试系统组成①频谱仪:频谱仪能够测定所观察频段内信号的频率、幅度。
②测试天线:环形天线(20Hz~2MHz)、有源单极子天线kHz~60MHz)、双锥天线(20~330MHz)、对数周期天线MHz~2GHz)。
③LNA或LNB:通常要求噪声温度尽可能低、增益尽可能高。
天线增益、LNA或LNB的噪声温度及增益决定了测试系统灵敏度,使用的LNB应具有镜频抑制能力[4]。
④衰减器:在满足测试系统灵敏度要求且干扰信号过大的情况下使用,保护测试系统不被烧坏。
表2民航台站测试对应基准带宽使用测量接收机测试时,测试采用的中频带宽宜不小于中所列基准带宽,最终测试结果应换算到基准带宽。
使用频谱分析仪时,测试采用的分辨率带宽宜小于表中所列基准带宽的1/2,最终测试结果应换算到基准带宽。
测试方法测试方法如下:①选择符合MH/T4046—2017《民用机场与地面航空无线电台(站)电磁环境测试规范》(以下简称《规范》)中要求的测试位置。
②预判干扰源发射功率量级,按照图1正确连接测试系。
测试天线距离地面高度不小于1.5m[6]。
③调整频谱仪的分辨率带宽(RBW),RBW不宜小于表中所列基准带宽的1/2。
调整视频带宽(VBW)与RBW 不应出现“Uncal”告警,扫描时间不宜过慢。
如扫描时间短,表3测试系统参数表4最大允许干扰场强或功率表5台站天线工作方式通过电磁环境测试,具体频谱监测图如图2所示。
图2早上9:00对117.975~137MHz的监测《规范》中要求对同一频段的测试至少应包含7:00—19:00时段,前后2次测试之间的间隔应不大于2h,在这里只选取测试中的一个时间节点来做分析。
本文针对交通应急行业的特点论述了VSAT卫星通信技术在交通应急系统上应用的必要性和未来发展前景,并制定最佳的实施方案,使之具有科技含量高、性能高、成本低的特点。
1 交通应急通信的需求我国幅员辽阔,地理条件复杂,人员流动性很大。
这就对水陆交通的安全性提出了很大的要求。
自然灾害的发生对交通安全性影响甚大,并且交通重大、特大事故和交通道路塌方等突发事件也时有发生。
这些突发的灾难已经严重威胁到人民群众的生命财产安全和国家的经济建设。
重大交通事故也不仅仅发生在陆上城市人口密集区。
在远洋、内陆江河以及一些偏远地区,塌方、洪水、地震或沉船等事故发生频率也不断增加。
在这些远离人群的特殊地理环境下,地面线路(PSTN、GSM等)没有办法进行覆盖或是在重大事故发生的同时已经完全被破坏掉了。
现场到指挥中心的全部通信都要依赖于应急通信。
应急响应,速度是关键。
在交通应急中采用交通应急通信车、安全搜救船和单兵的应急通信设备,可以在最短的时间内将应急通信设备带入突发事件的发生地点,从而将交通现场的灾难情况、人员伤亡情况以语音甚至动态图像的方式汇报指挥中心,迅速确定灾难级别,有效的调动救援物资及医疗救援力量,在最短时间内挽救伤者生命、挽回经济损失、恢复交通畅通。
2 VSAT概述卫星通信自60年代开始商用以来,获得了迅速的发展,现已成为不可缺少的现代通信手段之一。
80年代,随着卫星技术和计算机技术的发展,卫星通信领域出现了VSAT卫星系统。
VSAT直译为“甚小口径终端”,指天线直径小于2.4m,G/T值低于19.7DB/K,是由大量地面站构成的卫星传输系统。
由于VSAT系统可以直接安装到客户端,使用户、家庭和个人可以直接利用卫星通讯;同时,系统能提供高品质的数据、语音、图像,较能满足现代通讯发展的需要,是传统卫星通讯方式的重大突破和发展。
VSAT系统已成为现代卫星通讯的一个重要分支,是21世纪初卫星通讯三大重要发展方向(包括VSAT、行动卫星通讯、直播卫星)之一。
甚小天线地面站(VSAT)卫星通信系统高频本振信号源设计范爱锋;张宏伟【摘要】为满足甚小口径天线地面站(Very Small Aperture Terminal,VSAT)卫星通信系统对低噪声高频信号源(10.7~14.5GHz)的要求,分析了当前频率合成的各种方法,提出了利用Zarlink公司的高频分频器ZL40813和低噪声的单芯片锁相环(PLL)频率合成器SP5769构建一种便宜的低噪声高频信号源方案.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2006(029)021【总页数】3页(P40-41,44)【关键词】VSAT;频率合成;PLL;高频信号源【作者】范爱锋;张宏伟【作者单位】军械工程学院,河北,石家庄,050003;军械工程学院,河北,石家庄,050003【正文语种】中文【中图分类】TN921 引言甚小口径天线地面站(Very Small Aperture Terminal,VSAT)卫星通信系统可为边远地区的家庭和商业用户提供可靠的、低成本的声音、图像和宽带数据业务等,因而拥有潜在的巨大需求。
由于其工作于10.7~14.5 GHz的频段,因而VSAT的设计者需要一个稳定的低噪声高频信号源,而且从商业普及的角度出发,其设计体积和成本也是必须考虑的因素。
欧洲电信标准协会已将高频的Ku频段分配给VSAT 上行链路。
上行链路工作于14~14.5 GHz之间,下行链路则工作于12.5~12.75 GHz或10.7~11.7 GHz之间。
其它国家的频段分配情况大致相同。
VSAT中的中频(IF)频段通常为950~1 450 MHz,所以VSAT的设计者需要一个工作频率为13.05 GHz的本地振荡器。
本文对此问题进行讨论,并给出一个基于高频分频器的锁相环(PLL)频率合成方案。
2 频率合成原理频率合成的方法主要有3种:直接频率合成、应用锁相环路的间接频率合成和直接数字频率合成。
2.1 直接频率合成直接频率合成是最早的频率合成方法。
研究Technology StudyDI G I T C W 技术14DIGITCW2020.021 系统组成电磁环境测试系统由硬件和软件组成。
硬件是指频谱仪、天线、同轴电缆等硬件设施;软件是指频谱分析、场强测试、信号分析、驻波比测试等功能单元,以及最终呈现的电磁环境测试报告。
硬件设备连接关系如图1所示,由于测试目标频段需涵盖卫星通信UHF 、C 、Ku 、Ka 等多个频段,跨度较大,1副测试天线难以满足要求,需多副天线分频段实现。
不同天线的接口不同,需采用连接器进行转换。
天馈系统接收到的微弱信号,利用低损耗同轴电缆,经低噪声放大器,传送至频谱仪。
当周围有明显大功率干扰时,为防止大功率信号损伤器件,需加装衰减器。
频谱仪分析处理完毕后,通过数据线将数据导入电脑软件中,频谱仪软件可实现对频谱仪的访问和控制,对获得的数据和图片进行校准、对比、编辑形成电磁环境测试报告。
电脑中安装转台控制软件,通过控制线与全转台三角架连接,可以控制定向天线的方位角和转动速度。
图1 电磁环境测试系统设备连接关系图2 指标分析系统整体灵敏度(天线接收口面处)指标应优于相关标准中给出的卫星地球站接收机输入端允许干扰信号电平值(将馈线忽略,也描述为接受天线输出端允许干扰电平)。
其中[1]:(1)对来自雷达系统的干扰信号,规定落入同步卫星地球站接收机输入端的干扰信号峰值电平应比正常接收信号电平低10dB 。
(2)来自中波(300k-3MHz )、调频广播(88-108MHz )和1~5频道电视广播的发射干扰,在卫星通信系统地球站的电场强度应不大于125dB (μV/m )。
(3)来自短波广播的发射干扰,在卫星通信系统地球站的电场强度应不大于105dB (μV/m )。
(4)来自移动通信系统的谐波发射干扰,落入同步气象卫星地球站接收机输入端的干扰信号电平应比正常接收信号低25dB 。
(5)来自频段为1GHz-18GHz 的工业、科学和医疗设备的辐射干扰,落入地球站接收机输入端的干扰信号电平应比正常按收信号电平低30dB 。
VSAT卫星通信网络系统的研究分析【摘要】本篇文章主要围绕VSAT卫星通信网络系统展开研究分析。
引言部分介绍了背景、研究意义和研究目的。
接着,在正文部分详细介绍了VSAT卫星通信网络系统的基本原理、关键技术、应用领域、发展趋势和案例分析。
最后在结论部分总结了VSAT卫星通信网络系统的研究成果、发展前景以及提出建议和展望。
通过对VSAT卫星通信网络系统的研究分析,可以更好地了解其在通信领域的重要性和发展趋势,为相关领域的研究和应用提供参考。
【关键词】VSAT卫星通信网络系统、基本原理、关键技术、应用领域、发展趋势、案例分析、研究成果、发展前景、建议和展望。
1. 引言1.1 背景介绍VSAT(Very Small Aperture Terminal)是一种通过卫星通信技术进行数据传输的系统,其主要特点是使用较小的天线接收和发送信号。
随着信息技术的发展和应用需求的增加,VSAT卫星通信网络系统在各个领域得到了广泛应用。
背景介绍中,我们将探讨VSAT卫星通信技术的起源和发展历程,以及其在现代通信网络中的地位和作用。
VSAT技术最早起源于20世纪70年代,当时主要用于企业的远程通信和数据传输。
随着通信技术的不断进步和卫星通信网络的发展,VSAT系统逐渐普及,并被应用于军事、能源、金融、教育、医疗等各个领域。
在全球化和信息化的大背景下,VSAT卫星通信网络系统具有高效、可靠、灵活等优势,受到越来越多企业和机构的青睐。
随着科技的不断进步和市场需求的不断增长,VSAT卫星通信网络系统也在不断发展和完善。
未来,随着5G技术、物联网和人工智能的兴起,VSAT系统将迎来更广阔的发展空间和更多的应用场景。
通过对VSAT卫星通信技术的深入研究和探讨,可以更好地了解其在通信领域的优势和局限,为未来的发展提供有益的借鉴和指导。
1.2 研究意义VSAT卫星通信网络系统的研究意义还在于其在军事、航空航天、海洋等领域的广泛应用。
在军事领域,VSAT卫星通信网络系统可以提供高度加密和安全性的通信方式,保障国家安全。