卫星通信系统论文摘要

The satellite antenna is a major component of the satellite communication system.Due to interference of satellite offsets, and climatic factors, satellite antennas often need to adjust the position and attitude, and target tracking to accurately align the satellite, to provide reliable data transmission.This complete set first set up a satellite antenna position control system mathematical model, the system model of the open-loop system, a simple analysis, to discriminant its steady-state performance. Then, then added to the speed loop and position loop to form a closed loop control system, the position feedback and velocity feedback in the time domain and frequency domain analysis of dynamic performance and steady-state performance of the antenna control system. Finally, the analysis methods of using the root locus analysis of the step disturbance generated by the system, and by setting the controller to suppress the error caused by the disturbance. MATLAB and SIMULINK as a tool for dynamic simulation model of the antenna position control system in accordance with the mathematical model, simulation and verification of all of the above analysis and system design process, confirmed the validity of the design process.

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卫星通信系统论文3000字

一是自己写,二是花钱找人写!

工程机械是这些工程建设的施工机械总称,工程机械的种类繁多,而且绝大多数的工程机械都在野外作业,对于工程机械的管理与维修工作是一系列项目工程的重点工作内容,只有保障好工程机械的正常运作,才能提高工程的施工效率。下面是我为大家整理的工程机械毕业论文，供大家参考。

摘要：随着社会的不断发展，工程建设逐渐增多，工程机械的应用渐渐广泛，在工程机械的不断发展中，其自身的的功能也增加了信息执行、信息传递、信息处理、信息转换、信息检出的部分。而在远程操作系统中GPRS又有着重要的作用，对工程机械提供了重要的解决方案。本文主要对工程机械与GPRS无线通信进行了概述，分析了GPRS无线通信在工程机械中的应用情况。

关键词：工程机械;GPRS无线通信;远程操作系统

GPRS无线通信在快速发展的背景下，被广泛应用到各个领域中，社会发展也渐渐步入无线电时代，工程机械领域在应用信息技术的同时也向着信息化、智能化趋势发展。

1工程机械与GPRS无线通信概述

1.1工程机械

在机械中工程机械是比较特殊的种类，和普通机械相比，工程机械没有固定的工作场所，工作对象是地球，即使是在恶劣的环境下、复杂的地形下也要进行工作。目前，信息化发展是工程机械的发展方向，在这种趋势下工程机械远程操作系统主要是实现远程维修、远程管理、远程控制、远程监视等方面的工作。其中远程保险防盗系统、远程使用管理系统、远程故障诊断系统是在工程机械中应用较为普遍的远程操作系统[1]。

1.2GPRS无线通信

GPRS是指通用分组无线业务，该无线通信技术处在第二代和第三代通信技术之间。目前GSM手机网络上能够实现数据、语音无线承载的技术。可以说在GSM手机平台上GPRS提供无线数据传输服务，而这种服务也是相对稳定、经济、高速的。GPRS有很多优点，对数据传输有重要意义。如用户在使用GPRS时可同时进行上网、通话等活动;同时有高速的数据传输功能、计费方式是由流量计算的、始终在线的特点。另外GPRS的使用范围较广，在少量的、频繁的、突发性的、间断的数据传输中比较适用，而对偶尔的大数据量传输也同样适用[2]。

2GPRS无线通信在工程机械中的应用

远程通信是远程操作系统的主要任务，工作地点较多、需进行大范围的移动、工作地点在野外等特点决定了工程机械要使用无线通信。通过无线的方式将国际互联网Internet与终端设备相连是远程无线通信系统普遍采用的方法，传递远程异地信息由在全球范围内覆盖的Internet完成。卫星通信系统、移动通信系统等是无线接入的方式，工程机械在野外进行作业的时候适合用卫星通信，但是这种通信方式具有较高的成本、较差的双向实时通讯性能，所以在实际应用中更多的是使用方便、成本较低的移动通信系统。而移动通信系统中接入Internet无线时采用GPRS方式是相对高速稳定、经济简单的[3]。随着机电一体化的逐渐深入，对工程机械的要求不断提高，而工程机械传统的信息传输和管理技术也呈现出难以满足新时期的需求的特点。要及时将GPRS应用到工程机械的信息传输中。如在单片机的信号控制方面，GPRS可以对IPM发出的报警信号、故障信号进行远程的感知，当接收到这些信号的时候，就可以及时的传送到相应的检修部门，然后相关指导人员就可以通过远程通信对操作人员进行技术指导，及时的消除故障。从而保证工程机械的安全运行。GPRS模块在工程机械中的应用主要是对信息的收发进行处理，在连接GPRS网络的时候利用GSM基站进行连接，然后再和Internet相连。但在海域、大山、沙漠等地区没覆盖GPRS无线通信，所以会选择备用的无线通信方式，如卫星通信方式。从而为工程机械在任何地方的通信、数据传输提供安全保障。另外对卫星进行GPS定位，还可为系统发挥重要的定位功能。可以将工程机械位置信息及时、准确的发布到Internet上。在连接Internet时利用远程通信系统，对工程机械的维护程序、操作程序等可以到系统的服务器上进行直接、定制的下载，为管理使用人员带来了极大的便利，同时也可以实现对工程机械的使用情况进行及时的监视，遥控管理工程机械。而在诊断工程机械的故障时，工程机械的专家可以直接的对维修人员进行远程指导，从而将工程机械的故障有效的排除，实现工程机械的安全运行。另外在维护远程操作系统数据库的时候，使用GPRS无线通信，可以使制造商服务支持人员进行及时的维护，还可以将更新升级的相关软件及时的发布到工程机械用户手中，促进工程机械的更新升级[4]。

3结束语

综上所述，通过对GPRS无线通信在工程机械中的应用的深入分析，从中可以了解到目前工程机械中在数据信息传输中，使用GPRS无线通信具有重要意义，不但可以实现远程的数据传输，还能够打破空间、时间的局限等，另外还能够为工程机械的使用降低成本，为工程机械的数据传输提供安全保障，从而推动工程机械的健康发展，促进科学技术的进步。

参考文献：

[1]肖巍.基于GPRS的远程数据传输系统[D].太原：太原科技大学，2012.

[2]李晓海，南新元.GPRS无线通信在油井集中监控系统中的应用研究[J].化工自动化及仪表，2012，(1):130-132.

[3]何寿福.无线通信技术在测绘工程中的应用研究[J].通信技术，2012，(7):94-96.

[4]刘长征，赵卫国，武中强，等.GPRS无线通信技术在长距离管道输水实时监测系统中的应用[J].地下水，2013，(6):93-94+112.

摘要：要合理选用工程机械，不仅要符合经济性、适应性、先进性、安全性等原则，而且要结合施工现场具体情况，选用适宜的机种、机型，有时还需要不同机械的合理组合，再辅之以科学的管理方式，对于各种因素要全面兼顾，突出重点，灵活运用，只有这样才能达到良好的效果。

关键词：工程机械;基本原则

1工程机械合理选用的基本原则

1.1优先选用经济性好的工程机械

选择工程机械的依据应当是首先能保证优质高效地完成工程任务，同时又能保证经济实用的使用效果。所选用的工程机械的作业特点和性能完全满足工程需要，作业质量稳定，不误工、不浪费，这就是最大的经济性。另外提高施工效率和工程质量，减轻工人劳动强度，是机械施工的必然选择。在机械化施工中以最少的资源消耗取得最大的成果就是经济性的集中体现，不仅如此，经济性还与下列指标密切相关。(1)生产量是工程机械的重要指标，它标志着生产能力的大小，一定要选择与工程量相适应的生产量参数，避免造成生产能力不足和生产能力过剩的两极化错误;(2)机械功率是工程机械的动力性指标，它随着生产量的增大而增大，同时也随着功率自身的增大带来油消耗等成本的增加;(3)较大的耗油量和较大的整机重量也导致成本费用上升;(4)市场价格因素更与经济性直接相关，无论购买还是租凭工程机械，价格因素都影响经济性，另外，易损件的消耗量也影响经济性;(5)对于同类机型的优化选择，可以在满足生产能力的前提下采用生产量指标与消耗量指标的比值，在合理区间内决定取舍，采用定量选择的方法。

1.2要选择具有较高选进性和可靠性的工程机械

随着科技发展和技术进步和制造水平的提高，设备先进性和可靠性在不断提升，从过去的机电液一体化技术上升为智能化控制，新技术、新材料、新工艺的使用给这些先进工程机械带来高效能、低消耗、安全可靠等优点，尽管这种先进新产品的价格可能有所提高，但其总的综合性价比仍然较好，那些配置较低的工程机械因效率低、故障高、可靠性差，安全隐患多，在结构调整中正逐步被改造或淘汰。所以要顺应发展趋势，选用先进性、可靠性好的工程机械，在市场竞争中保持优势和主动，成为机械化施工的先进引领者和行业标杆，为优质高效完成工程任务提供硬件保证。

1.3要选用适应性强、耐久性好的工程机械

我国是一个幅员辽阔的国家，在工程建设中，工程机械使用地区跨度广，从南到北方，从沼泽到高原，这就要求工程机械既要适应一般的施工环境，还要适应特殊的施工环境，不因地理位置和自然条件变化而使其效能大打折扣。工程机械工况复杂，作业对象多变，常常在变载荷情况下工作，对机器的可靠性和适应能力要求较高，这就要求施工机械的工作容量、生产率、机械功率等技术参数有较大的弹性和兼容性，作业能力有较高的储备系数，能更好适应复杂多变的工况要求。工程机械多在自然条件比较恶劣的地方使用，且常年在野外露天工作，因此必须具备良好的防尘和耐腐蚀性，加之常出现超负荷工况，所以一定要选用经久耐用的工程机械。

1.4要选用具有较强通用性，较强的专业性的工程机械

在保证工程质量和满足施工进度的前提下，根据工程项目的具体内容和项目所处的阶段，灵活选用具有通用性或专业性的施工设备，在工程建设中，由于作业场地的限制，或作业工序的简化与合并，需要减少机械种类和数量，扩大某种机械的使用范围，尽可能实现一机多用、一专多能，提高机械利用率的同时，也便于机械的维修与管理工作。也有些工程项目必须使用专业设备才能达到工程质量要求，如摊铺机等，或者某些通用设备虽可使用，但采用专业设备后施工效率会成倍增加，如平地机等。

1.5要选用安全性能和环保性能优良的工程机械

安全性能是指机械在运输、装卸、安装、调试、使用、维修时不产生损伤或危害健康的能力，而环保性能是指机械在使用过程中不会对周围环境及大气产生严重污染及其它有害影响，符合国家环保政策对机械设备的规范要求，做到低噪音、低污染、低能耗。

2结合施工实际情况合理选用工程机械

2.1结合工程内容选用

(1)路基及土石方工程中，经常面临场地平整，土方开挖，需要选用推土机，挖掘机、装载机、平地机等类机械，在工程量不大或适中的情况下可优先选用挖掘装载机。在工程量很大时，可以选用平地机，效率很高。(2)在运输土石方时，要选用重型卡车，此时除考虑载重量和经济运距外，还要注意选用行驶稳定性好，刹车可靠性好，带有落体保护及防尘装置等。

2.2结合土质情况及天气季节情况选用

土质和天气晴雨状况常对施工机械的选用施加影响，土质含水量高的粘土和多雨季节，可以考虑选用履带式等作业机械。

2.3结合自然条件和施工环境选用

(1)在自然条件恶劣、交通路况差、施工场地受限的情况下，应优先选用小型工程机械，在管理使用和维修方面采用个人承包方式，实行费用包干，经济性更好。(2)对于在高原地区施工的工程机械，其发动机须选用带有涡轮增压的柴油发动机，以克服因缺氧、空气稀薄等客观因素带来的动力不足现象。

2.4结合专业施工队伍和专业性较强的工程项目选用

(1)在路面施工中必须选用专业的摊铺机、压路机，对于生产铺路用的沥青混凝土，必须使用专业的拌合站成套设备。(2)工程隧道专业的盾构机，桥梁建设用的架桥机、起重机，地基处理用的钻孔机，打桩机等都要结合工程项目的具体要求选用。

3结束语

要合理选用工程机械，不仅要符合经济性、适应性、先进性、安全性等原则，而且要结合施工现场具体情况，选用适宜的机种、机型，有时还需要不同机械的合理组合，再辅之以科学的管理方式，对于各种因素要全面兼顾，突出重点，灵活运用，只有这样才能达到良好的效果。

参考文献

1、建设项目全过程工程造价控制研究王政宇湖南大学2005-11-1828

2、基于工程量清单计价模式的工程造价控制方法研究周景阳西安建筑科技大学2006-04-0128

3、工程量清单计价模式下的工程造价管理研究路晓庆西南大学2007-04-2028

在信息社会中,航天技术的作用将变得更巨大,终将彻底改变地球上的面貌。下面是由我整理的航天技术论文2000字，谢谢你的阅读。

航天技术与信息现代化

摘要介绍了空间信息高速公路的概念、特征,及其对应用卫星的需求,并论述了空间信息高速公路对社会经济发展的巨大推动作用。

经由卫星实况转播这个短语是航天技术取得巨大成就的象征,随着卫星通信广播事业的快速发展,这个短语已逐渐被人们省略,而成为日常生活中普遍公认的传播方式。卫星通信用电波把整个世界既快又准确地联系在一起,这种联系一旦中断,经济发展的速度将会大大放慢。

人类社会正进入信息社会,信息已成为世界上最重要的战略资源。信息技术是当代最为活跃的生产力。应用信息技术可提高工农业和服务行业的效益及竞争能力,促进管理和决策的科学化, 推动国民经济各部门逐步转移到新的技术基础上来。大力发展信息产业,加速国民经济信息化,是建立和发展我国社会主义市场经济,保持国民经济持续、快速、健康发展的客观要求。

在信息社会中,航天技术的作用将变得更巨大,进一步丰富其内涵,扩展其外延,最终将彻底改变地球上的面貌。航天技术与计算机的融合,形成了在地球上跨越时间和空间的信息基础结构,它将逐步进入千家万户,从根本上改变人们的生产、生活和相互交往的方式,并加速人类文明和文化的传播,增进互相理解和全球意识。因此,加速发展航天技术,从多方面、高效率地利用航天技术, 特别是充分利用空间信息资源,以促进社会生产力的发展,提高人流、物流和能量流的利用率,增进文化交流和人民间的理解和信任,已成为当今世界各国的共识。

一、空间信息高速公路

世上本没有路,路是人走出来的。我国汉朝开辟了经西域通往西方的道路,沟通了我国同西方许多国家在经济和文化方面的联系,被后人称之为“丝绸之路”。1855年德国机械工程师卡尔·本茨发明了世界上第一辆实用的内燃机汽车。当他驾驶这辆木制的三轮汽车,在自己的院子里行走撞到墙上的时候,还没有想到路。7年之后,福特发明了汽车,并于10年后形成产业的时候,人们开始把目光盯在汽车的跑道上,于是1913年柏林西南部出现了世界上第一条高速公路。在此后的数年中,高速公路这种具有魔力的通道,使世界发生了神奇的变化。

信息高速公路作为信息革命的基础设施和通向21世纪的神奇通道,已成为世界各国争夺信息资源,确保竞争优势的筹码。1993年,在美国政府报告中,对信息高速公路给出了明确的概念:它是一个能够向用户提供大量信息,由通信网、计算机、数据库,以及日用电子产品组成的完备网络。具体地说,就是在全国范围内,铺设新型光缆作为信息流通的干线,通过光缆和多媒体向全国提供教育、科研、卫生、商务、金融、文化娱乐等颇为广泛的服务。

所谓空间信息高速公路,可形象地将它理解为以卫星——光纤为主体,再辅之以其它通信手段作为“公路”,并利用集电脑、电话、电报、传真等为一体的多媒体,使信息能够高速传递并可共享的通信网络。这种网络可遍布全国乃至全球。在中国,则将它称之为国家经济信息化基础设施, 其内涵包括4项要素:网络与通信、计算机与信息化设备、信息资源与服务、人与信息化环境。

空间信息高速公路有两个特征:第一个特征是利用通信卫星群和光导纤维网组成混合型全球通信网,实现计算机网络化和信息双向交流;另一个特征就是用多媒体技术普及计算机的使用。卫星通信和数字网络光缆就像高速公路一样,是促进社会经济发展的基础设施。它不仅指地面光缆数字通信网络系统,而且还包括通信卫星、卫星定位和导航、环境和灾害监测信息系统。此外,还应包含社会、经济统计数据库和自然资源数据库系列,以及宏观调控、规划决策和工程设计服务、知识库、逻辑推理人工专家系统。这样就能有效地实现以信息流代替人流、物流与能量流。

在空间信息高速公路中,卫星无线电通信频带宽,极容易实现双向高速率的数据传输和可视电话业务,并且适用于单向多路的电视节目传输,也非常适合于大型跨国企业间的业务联系。由于地面信息高速公路的成本昂贵,需要10～15年甚至更长的时间才能建成,是一个无法在短期内普及服务的巨额投资项目。对于发展中国家来说,空间信息高速公路的建设,可弥补通信基础设施差, 以及区域性通信空缺的不足。

地面信息高速公路的全球化和用户的移动化都十分困难,而空间信息高速公路的全球网络却很容易实现,因此,用它进行全球移动通信,在数率不特别高的情况下,便能实现诸如可视电话之类的双向传输。

空间信息高速公路,更具有能适应现阶段经济发展中所出现的各地区差别悬殊的特点。在中国地广人稀的西部地区,加强卫星远距离教育和电视广播,对于提高西部地区的文化素质,普及科学技术知识,消灭贫困愚昧落后现象无疑有着重大的意义。

因此,空间信息高速公路,一方面利用了光导纤维传送信息量大、信号几乎不失真、速度快而且保密性强的特点;另一方面,又利用了通信卫星的通信方式极其方便、覆盖面十分宽广、特别适合于移动终端和全球个人通信的特点。这两者组合,形成了优势互补,可以认为是最佳的方案。

二、信息社会对应用卫星的需求

1?静止通信卫星网

美国休斯空间通信公司提出了建设全美卫星通信网络的计划。建设投资6?6亿美元,计划发射2颗静止通信卫星,从1998年开始以无线形式向美国用户提供高速双向数据传输和可视电话业务,在美国电信业务中,率先开发频率宽度可根据用户需要而变化的传输业务项目。最近又提出, 到2000年,将美国全国性的卫星通信网络,扩大成全球通信网络,最终发展成全球性空间信息高速公路,设计总投资约32亿美元,由9颗静止通信卫星组成可覆盖全球的通信网络。

2?低轨道卫星群移动通信系统

在通信方面除可利用静止通信卫星网以外,还可利用低轨道上位于不同轨道面的多颗卫星,来转发地面用户的信号。目前全世界已出现了十几种较为有名的方案,有些方案正在付诸实施。例如,美国摩托罗拉公司提出的“铱”卫星系统,由6个极地、近地、近圆轨道面上运行的66颗小型通信卫星组成,每个轨道面均匀分布着11颗卫星。由于这一卫星系统中的卫星轨道距地球表面较低,只有400～500公里,所以无线电信号很强,个人手持式无线电话机很容易获得清晰的信号和语音。“铱”卫星系统的地面设备则由系统控制中心,以及分布在世界各用户国家和地区的关口站和终端设备等组成。又如,美国呼叫公司与其它有关公司创建的全球无线通信网,也称之为全球通信系统。由于以宽带传送,因而能传送电视及高速数据。这一耗资90亿美元的庞大通信网络,将由 840颗低轨道(700公里高度)现代小型通信卫星来覆盖地球95%的地区,它可以双向传输包括电视图象在内的各种信号,以及个人语音通信,具有数据、传真、寻呼和定位功能。该系统的主要特征, 是利用通信卫星群和光纤网实现计算机网络化和信息双向交流,并将成为二次信息革命的主要物质基础与保障。

3?大容量激光卫星通信

激光与普通光源相比,具有很多特殊的性质,譬如激光辐射在“时间”上高度集中,很适合用于快速保密通信。激光辐射在“空间”上高度集中,方向性很强,而且具有高增益,因而用于通信可以传递得非常之远。激光辐射在“波长”上高度集中,因此波长分布范围很窄。激光的相干性、单色性和方向性,使它成为通信的理想载体。在理论上,光的频段宽度达到10?13～10?15赫,这样大的带宽,对每路仅4千赫的电话,可容纳100亿路之多;对带宽为10兆赫的彩色电视,也可同时传输1000万套电视节目而不相互干扰。由此可见,一旦激光卫星通信投入实际应用之后,由于其具有容量大和抗干扰性强等特点,不仅能扩大通信容量,缓和通信频段拥挤的局面,而且可避免洲际通信时的时延现象发生,是实现空间通信和准确快速、保密性强的军事卫星通信的重要途径。卫星激光通信技术无论是在静止轨道上的卫星,还是低轨道的卫星、飞船、航天飞机、空间站,以及深空探测器,都可以利用激光通信技术将它们连接在一起,形成一条无形的光学链路,使信息畅通无阻,因而空间信息高速公路成为名符其实的高速公路。

中国重视信息通信技术的发展,而且已经列入国家计划。面对世界高科技领域的挑战,为加快发展具有中国特色的信息高速公路,而不失时机地推动信息化,中国以“金字”工程为生长点,与卫星通信相结合,逐步形成信息产业。通过“金字”工程的实施,建立国家数据通信基干网和一系列专用网,为发展信息产业奠定基础。根据宏观分析预测,中国目前使用的卫星转发器不到50个,到 2000年中国大约需要145～150个卫星转发器,到2010年,将需要588～837个卫星转发器。

三、空间信息高速公路将推动社会经济发展

随着空间信息高速公路的建成,将使工商企业和整个社会处于一场革命之中,而这场革命的规模和效果是难以预测的。对其发展前景,现初步分析如下:

1?巨大的商业利益

为了建设信息高速公路,美国政府和企业界计划共同投资400多亿美元。根据预测,2010年, 信息高速公路产业所创造的市*2?改变人类生产和生活方式伴随着社会信息化和信息高速公路的建设,人们便能充分利用信息,大大提高物质生产的效率,提高原材料和能源利用率,有可能改变人类的生活方式,并终将从传统的生产和生活中解放出来。将出现电视电话、可视电话会议、电视购物、电视教学、家庭影视室、家庭图书馆、家庭数据库、在家中办公等等一系列新生事物。随之而来的将会给教育、卫生,保健等部门带来一场革命,无论在何时何地,都可向所有图书馆要求检索所需资料,浏览有关图书;随时随地可通过联机方式,立即获得最好的医疗保健服务和其它社会需求服务,医院遇到疑难病症时,可以向远距离的医学专家请教,以求得正确的诊断和治疗。以美国为例,仅医疗支出这一项,每年可节省1000亿美元。此外,可为能源、交通、环境等问题提供一种新的缓解方法。

3?推动高新技术发展

建设空间信息高速公路和国家信息基础结构的计划,将成为发展各种高新技术的驱动力。美国认为,在执行“国家信息基础结构”行动计划中,应优先发展的技术包括:半导体与微电子学、计算机、通信、高速网络、多媒体技术、光电子、高清晰电视、应用软件等。比如计算机,必定要向功能更多、性能更优、速度更快、容量更大、体积更小的方向发展,这就对超高速集成电路,新的计算机体系结构与微电子系统集成技术提出了新的要求。而多媒体技术的发展,将采用大量的专用集成电路,对高速信号处理器、视听信号压缩与解压缩、调制解调器、数据存贮器、图象识别、语音识别等器件提出了新的要求。

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卫星通信系统的运用论文开题报告

社会信息化浪潮与知识经济浪潮推动我们进入了21世纪新的历史进程，对于21世纪人类社会将具有什么样的经济和时代特征?人们已经进行了各种分析，提出了种种看法，如信息社会、信息经济、知识经济时代、全球信息社会、全球一体化经济、比特时代、数字经济、数字时代、网络时代、网络经济等等。虽然众说纷纭，但信息化、数字化、全球化、网络化应是21新世纪人类社会的重要特征，似已成为人们共识。其中，以计算机网络迅猛发展而形成的网络化则是推动信息化、数字化和全球化的基础和核心，因为计算机网络系统正是一种全球开放的，数字化的综合信息系统，基于计算机网络的各种网络应用系统通过在网络中对数字信息的综合采集、存储、传输、处理和利用而在全球范围把人类社会更紧密地联系起来，并以不可抗拒之势影响和冲击着人类社会政治、经济、军事和日常工作、生活的各个方面。因此，计算机网络将注定成为21世纪全球信息社会最重要的基础设施。计算机网络技术的发展也将以其融合一切现代先进信息技术的特殊优势而在21世纪形成一场崭新的信息技术革命，并进一步推动社会信息化和知识经济的发展。而计算机网络系统和相关技术也必将在21世纪社会信息化和知识经济浪潮中更快更大的发展。根据以上对现代计算机网络在全球社会信息化进程中特殊重要作用的认识，对于计算机网络技术的研究和发展趋势的分析，也应提高到系统的高度来认识，用系统观点来分析。人们常用C&C来描述计算机网络，从系统观点看，这已很不够了(C+C>2C)，虽然计算机和通信系统在计算机网络系统中都是非常重要的基本要素，但计算机网络并不是计算机和通信系统的简单结合，也不是计算机或通信系统的简单扩展或延伸，而是融合了信息采集、存储、传输、处理和利用等一切先进信息技术的，具有新质和新功能的新系统。人们也常用OSI分层通信体系模型及相应的通信协议来描述计算机网络，从系统观点看，这同样也已很不够了，网络分层通信体系对于计算机网络系统来说，确实非常重要，但它基本上只是用以解决网络系统中计算机之间如何通信问题，远不能代表计算机网络系统更广泛和丰富的内涵，它也只能是计算机网络系统的一个基本要素，这如同指令系统对于计算机系统一样。因此，对于现代计算机网络的研究和分析，应该特别强调计算机网络是系统（The Network is the System）的观点，并用系统科学和信息科学的理论和方法来指导，才有可能使我们能够站在一个较高的高度来重新认识计算机网络系统结构、性能及网络工程技术和网络实际应用中的许多重要问题，也更便于把握计算机网络系统的发展趋向。这对研究网络新技术、开发网络新应用和设计制造网络新产品都具有重要意义。下面我们试用系统观点对21世纪现代计算机网络系统的基本发展方向作一些分析：开放和大容量的发展方向系统开放性是任何系统保持旺盛生命力和能够持续发展的重要系统特性，因此也应是计算机网络系统发展的一个重要方向。基于统一网络通信协议标准的互联网结构，正是计算机网络系统开放性的体现。统一网络分层体系结构标准是互联异种机的基本条件，Internet所以能风靡全球，正是它所依据的TCP/IP协议栈已逐步成为事实上的计算机网络通信体系结构的国际标准。各种不同类型的巨、大、中、小、微型机及其它网络设备，只要所装网络软件遵循TCP/IP协议栈的标准，都可联入Internet中协同工作。早期那种各大公司专用网络体系结构群雄竞争的局面正逐步被TCP/CP一统天下的形势取代，这是计算机网络系统开放性大趋势所决定的。互联网结构是指在网络通信体系第三层路由交换功能统一管理下，实现不同通信子网互联的结构，它体现了网络分层体系中支持多种通信协议的低层开放性，因为这种互联网结构可以把高速局域通信网、广域公众通信网、光纤通信、卫星通信及无线移动通信等各种不同通信技术和通信系统有机地联入到计算机网络这个大系统中，构成覆盖全球、支持数亿人灵活、方便上网的大通信平台。近几年来，各种互联设备和互联技术的蓬勃发展，也体现了网络这种低层开放性的发展趋势。统一协议标准和互联网结构形成了以Internet为代表的全球开放的计算机网络系统。标准化始终是发展计算机网络开放性的一项基本措施，除了网络通信协议的标准，还有许多其它有关标准，如应用系统编程接口标准、数据库接口标准、计算机OS接口标准及应用系统与用户使用的接口标准等，也都与计算机网络系统更方便地融入新的信息技术，更大范围的开放性有关。计算机网络的这种全球开放性不仅使它要面向数十亿的全球用户，而且也将迅速增加更大量的资源，这必将引起网络系统容量需求的极大增长而推动计算机网络系统向广域的大容量方向发展，这里大容量包括网络中大容量的高速信息传输能力、高速信息处理能力、大容量信息存储访问能力，以及大容量信息采集控制的吞吐能力等，对网络系统的大容量需求又将推动网络通信体系结构、通信系统、计算机和互联技术也向高速、宽带、大容量方向发展。网络宽带、高速和大容量方向是与网络开放性方向密切联系的，21世纪的现代计算机网络将是不断融入各种新信息技术、具有极大丰富资源和进一步面向全球开放的广域、宽带、高速网络。一体化和方便使用的发展方向一体化是一个系统优化的概念，其基本含义是：从系统整体性出发对系统重新设计、构建，以达到进一步增强系统功能、提高系统性能、降低系统成本和方便系统使用的目的。一体化结构就是一种系统优化的结构。计算机网络发展初期确是由计算机之间通过通信系统简单互联而实现的，这种初期的网络功能比较简单（主要是远程计算机资源共享），联网后的计算机和通信系统基本上仍保持着联网前的基本结构。随着计算机网络应用范围的不断扩大和对网络系统功能、性能要求的不断提高，网络中的许多成分必将根据系统整体优化的要求重新分工、重新组合，甚至可能产生新的成分。例如客户 / 服务器结构就是一种网络系统内部的计算机分工协同关系：客户机面向客户被设计的更简单和方便使用，如各种专用浏览器、瘦客户机、网络计算机、无盘工作站等；服务器面向网络共享的服务，被设计得更专门化、更高效，如各种web服务器、计算服务器、文件服务器、磁盘服务器、数据库服务器、视像服务器、邮箱服务器、访问服务器、打印服务器等。C/S分工协同实际上已成为计算机网络系统的一种基本结构和工作模式。另外，网络中通信功能从计算机结点中分离出来形成各种专用的网络互联通信设备，如各种路由器、桥接器、交换机、集线器等，也是网络系统一体化分工协同的体现。国际互联网中骨干网与接入网的分工，ISP、ASP、IPP、ICP及IDC等各种网络服务提供商的出现，也是互联网更大范围、更高层次的系统分工与协同。系统一体化的另一条路径是基于虚拟技术，通过硬件的重新组织和软件的重新包装来构造各种网络虚拟系统以优化系统性能。网络上各种透明结点的分布应用服务，如分布文件系统、分布数据库系统、分布超文本查询系统等，用户看到的是一个虚拟文件系统、虚拟数据库系统和虚拟信息查询系统，他们可以方便地使用这些虚拟系统而不必关心网络内部结构和操作细节。进而，网络的各种具体应用系统，如办公自动化系统、银行自动汇兑系统、自动售票系统、指挥自动控制系统、生产过程自动化系统等等，实际上都是更高层次的网络虚拟系统，它适应更广泛的用户，更方便地使用网络，用户从网络得到的服务更体现了网络内部各种信息技术的综合结果。虚拟技术实际上也是一种系统的黑盒子方法。21世纪的现代计算机网络将是网络内部进一步优化分工，而网络外部用户可以更方便、更透明使用的网络。多媒体网络的发展方向被称为多媒体的文字、话音、图像等，实际上并不是物质媒体，而仍是一些信息表现形式。所谓多媒体技术实质上也应是这些多种形式的信息如何进行综合采集、传输、处理、存储和控制利用的技术，也是一种综合信息技术。信息技术是对人自然信息功能进行增强和扩展的技术，人对客观世界的最初认识正是通过眼观（形状、颜色等形象信息）、耳听（声音信息）、手触（物理属性信息）、鼻嗅、舌尝（化学属性信息）而综合形成对某种事物的感性认识的。可见，人对客观世界最基本的认识过程，正是一种多媒体信息的采集过程。因为客观事物的属性是以各种信息形式综合表现出来的，人只有通过综合采集这些不同形式的信息，才能形成对客观事物比较完整和全面的认识。由此可见，人在大脑中存储的对客观世界的认识，实际上也是一种综合的多媒体信息。进而，从感性认识上升到理性认识的处理，也是一种多媒体信息的处理。因此，知识也是一种综合型的多媒体信息。现在，高度综合现代一切先进信息技术的计算机网络应用已越来越广泛的深入到社会生活的各个方面。人们从计算机网络系统得到各种服务，自然希望也能像他们直接观察客观世界以及直接进行人与人之间交往那样，具有文字、图形、图像、和声音等多种信息形式的综合感受。正是人类自然信息器官对多媒体信息的这种自然需求，推动了各种信息技术与多媒体技术的结合，特别是计算机网络这一综合信息技术与多媒体技术的结合。从某种意义上讲，这恰似信息技术发展到一定阶段而呈现的一种返璞归真现象。因此，多媒体技术与计算机网络的结合与融合既是多媒体技术发展的必然趋势，也是计算机网络技术发展的必然趋势。目前，手写输入、语音声控输入、数字摄像输入、大容量光盘、IC卡、扫描仪等各种多媒体采集技术，压缩介压、信道分配、流量控制、时空同步、QoS控制等多媒体信息传输技术，语音存储、视像存储、面向对象数据库、超媒体查询等多媒体存储技术，MMX芯片、Mpact媒体处理器等多媒体处理技术，以及高精度彩显、彩打、虚拟现实VR、机器人等多媒体利用控制技术的蓬勃发展，为多媒体计算机网络的形成和发展提供了有力的技术支持。电信网、电视网与计算机网的三网合一，也是在更高层次上体现了系统一体化和多媒体计算机网络的发展趋势。三网合一虽然还存在技术和体制等方面的不少问题，但大趋势已逐渐明朗，光纤到家、家用信息电器、家庭布线网络、VOD视频点播、IP电话、网络会议、多媒体网络教学、智能大厦等与此有关的技术和产品正在迅猛发展，21世纪的现代计算机网络必定是进一步融合电信、电视等更广泛功能，并且掺入千千万万家庭的多媒体计算机网络。高效、安全的网络管理方向计算机网络是一个系统，而且很多情况下是一个复杂的大系统。它的应用日益广泛、规模日益扩展而结构日益复杂。如同一个国家需要强有力的管理一样，计算机网络这样的大系统，如果没有有效的管理方法、管理体制和管理系统的支撑和配合，就很难使它维持正常的运行，因而也就很难保证它的功能和性能的实现。计算机网络管理的基本任务包括网络系统配置管理、性能管理、故障管理和安全管理等几个主要方面。显然，这些网络管理任务，都涉及计算机网络系统的整体性、协同性、可靠性、可控性、可用性及可维性等重要系统特征。所以，网络管理问题是计算机网络系统的一个重要的全局性问题。任何一个网络系统的设计、规划和工程实施，都必需对网络管理问题作一体化的统盘考虑。系统设计者经常需要在系统安全、可靠性指标和其他质量指标的矛盾中权衡、折衷。采用什么样的网管方法和系统方案，不仅影响网络系统的功能和性能，而且也直接影响网络系统的结构。虽然，计算机网络的基本应用服务功能与网络管理功能有所区别，有所分工，但又是紧密联系的。在网络内部结构中，实现这两部分功能的软、硬件实体也是紧密结合甚至融合在一起的。所以，网络管理系统已成为现代计算机网络系统中不可分割的一部分。网络管理应着眼于网络系统整体功能和性能的管理，趋于采用适应大系统特点的集中与分布相结合的管理体制。在当前网络全球化的大发展的形势下，各种危害网络安全的因素，如病毒、黑客、垃圾邮件，计算机犯罪等也很猖獗，并且也具有全球传播的特点，它们不仅影响网络系统的正常工作和网络应用系统的安全使用，甚至可能威胁网络系统的生存。因此，进一步研究和发展各种先进的访问控制、防火墙、反病毒、数据加密和信息认证等网络系统信息安全技术已成为计算机网络系统发展不可缺少的重要保障。21世纪的现代计算机网络应该是更加高效管理和更加安全可靠的网络。为应用服务的发展方向设计和建造计算机网络系统的根本目的就是为了应用。从系统观点看，网络应用最终体现了网络系统的目的性和系统功能。应用需求始终是推动技术发展的根本动力，技术发展又提供更多、更好的应用服务，这是技术发展与应用需求的基本辩证关系。作为高度综合各种先进信息技术的计算机网络，正是在人类社会信息化应用需求的推动下迅速发展起来的；而计算机网络也正是通过各种具体网络应用系统来体现对社会信息化支持的。国家信息化、领域信息化、区域信息化和企业信息化最后都要落实到建立各行各业、各具体单位的各种具体网络应用系统，如各种管理信息系统、办公自动化系统、决策支持系统、事务处理系统、信息检索系统、远程教育系统、指挥控制系统、异地协同合作系统以及综合的集成制造系统、电子商务系统、交通自动订票系统等，各行各业的不同用户也越来越需要依赖具体应用软件来使用网络。因此，基于基本网络系统平台之上的各种网络应用系统已成为计算机网络系统不可分割的重要组成部分。对具体网络信息系统的系统集成实际上就是用系统工程方法来具体规划、设计和构造一个具体的网络应用系统。目前，网络应用系统体系结构的研究、网络应用软件开发工具的研究、分类应用系统规范和标准化的研究，以及综合应用系统集成方法的研究等都非常活跃，取得了很大进展，也体现了计算机网络系统为应用服务的发展方向。21世纪的现代计算机网络呈现给广大用户面前的将是适应更广泛应用需求的、更方便使用的、但却更看不到网络的各种各样网络应用系统。智能网络的发展方向人工智能技术在传统计算机基础上进一步模拟人脑的思维活动能力，它包括对信息进行分析、归纳、推理、学习等更高级的信息处理能力，所以人工智能技术也是一种更高层次的信息技术。智能计算机使计算机具有更接近人类思维能力的高级智能，是计算机技术的必然发展。但在现代社会信息化进程中，由于计算机网络技术的飞速发展，计算机与计算机技术已越来越多地被融入计算机网络这个大系统中，与其他信息技术一起在全球社会信息网络这个大分布环境中发挥作用。因此，人工智能技术、智能计算机与计算机网络技术的结合与融合，形成具有更多思维能力的智能计算机网络，不仅是人工智能技术和智能计算机发展的必然趋势，也是计算机网络综合信息技术的必然发展趋势。当前，基于计算机网络系统的分布式智能决策系统、分布专家系统、分布知识库系统、分布智能代理技术、分布智能控制系统及智能网络管理技术等的发展，也都明显的体现了这种智能计算机网络的发展趋向。21世纪的现代计算机网络系统将是人工智能技术和计算机网络技术更进一步结合和融合的网络，它将使社会信息网络不仅更有序化，而且也将更智能化。

卫星通信双线极化天线馈源阵列分析的论文

摘要：本文介绍了一种用于Ku频段卫星通信的双线极化天线馈源阵列，该馈源阵列可应用于单反射面或双反射面的卫星通信天线中，实现对通信卫星的小角度、高速、高精度电子波束扫描和跟踪，降低卫星天线对机械伺服结构精度和动态跟踪的要求，从而大幅降低伺服系统成本，拓展动中通卫星天线在民用领域的应用。

关键词：馈源阵列；动中通；微带天线

1引言

星地动中通天线系统满足了用户通过卫星在动态移动中传输宽带数据信息的需求，使车辆、轮船、飞机等移动载体在运动过程中可实时跟踪卫星，不间断传送语音、数据、图像等信息[1][2]。目前，动中通天线主要用Ku频段与固定轨道卫星进行通信[3]，需同时覆盖上行/下行频段，其中上行频段为13.75-14.5GHz，下行频段10.95-11.75GHz、12.25-12.75GHz，上行和下行频段为双正交的线极化。为保证卫星与地面移动设备间的流畅通信，动中通天线要实时指向通信卫星，同时为避免天线发射时对邻近卫星的干扰，移动设备在运动中天线的跟踪误差要小于0.1°，并且馈源也要进行旋转跟踪，接收和发射间的极化隔离度要大于30dB[4][5]。国内外已有多家企业推出了动中通天线产品，如以色列RaySat公司的多组片天线、美国TracStar的IMVS450M产品等[6]。为满足天线对卫星的高精度实时跟踪对准的要求，上述动中通天线中均包含有自动跟踪系统，在初始静态情况下，由GPS、经纬仪、捷联惯导系统测量出航向角、载体所在位置的经度和纬度及相对水平面的初始角，然后根据其姿态及地理位置、卫星经度自动确定以水平面为基准的天线仰角，在保持仰角对水平面不变的前提下转动方位，并以信号极大值方式自动对准卫星。在载体运动过程中，测量出载体姿态的变化，通过数学运算变换为天线的误差角，通过伺服机构调整天线方位角、俯仰角、极化角，保证载体在变化过程中天线对星保持在规定范围内，使卫星发射天线在载体运动中实时跟踪地球同步卫星。高精度的伺服系统始终是传统动中通天线系统的关键部分。通常情况下，由于动中通天线具有较大的口径（一般约为0.8~1.2m）及重量，造成了高精度伺服系统具有较高的成本。目前，应用于动中通天线的高精度伺服系统成本动辄数万、甚至超过十万，占整个动中通天线系统成本的很大部分，限制了动中通卫星天线在民用领域的广泛应用[5]。

2双线极化天线馈源阵列

为了克服现有的动中通天线跟踪伺服系统所需精度高、成本高等缺点，我们开发了一种双线极化天线馈源阵列，可应用于单反射式或卡塞格伦式卫星通信天线中，结合后端的多通道数字波束形成（DigitalBeamForming，DBF）技术实现天线系统的机电融合跟踪，最终通过“大角度低精度机械跟踪”与“小角度多通道DBF精确跟踪”相结合，在实现天线系统对卫星的高精度跟踪对准的同时，降低对伺服系统的精度要求，从而降低伺服系统的成本。此馈源阵列为中心对称式结构，阵列的中心放置在单反射式或卡塞格伦式天线的焦点处，当对阵列中不同单元进行馈电时天线将辐射不同指向的高增益波束，此时再结合后端的高精度DBF技术可实现小角度范围内高精度的波束指向控制。馈源阵列采用基于微带印刷电路板的“法布里-帕罗”天线形式，阵列由三层结构组成，其中底层为带金属地板的微带反射板，中间层为微带形式的天线结构，顶层为一块起增强定向性作用的纯介质板。

2.1底层结构

馈源阵列的底层为一侧附铜并开有8个馈电孔的介质板，SSMA以及空心铜柱通过馈电孔焊接在底层介质板上，发射天线馈口和接收天线馈口分别有4个馈电孔。图2为底层电路板结构示意图。

2.2顶层结构

顶层介质板是将覆铜板全部刻蚀掉的介质板，构成了“法布里-帕罗”的上层结构。图3为顶层电路板结构示意图。

2.3中间层结构

中间层电路板两侧分别刻蚀了发射天线、接收天线及其附属馈电线路，其中，为焊接方便，焊盘均在一侧。为隔绝表面波对天线方向图的影响，天线阵列由格状金属条带分割，电路板两侧均有金属条带，并由金属化通孔相互导通。图4为中间层电路板结构示意图。中间层电路板上的微带阵列单元采用一对交叉的金属偶极子结构分别实现收/发的功能，两金属偶极子分别印刷于中间层微带介质板的正面与背面，分别工作于收/发（下行/上行）频段，并且交叉偶极子结构可对应实现收/发所要求的两正交线极化。阵列单元通过同轴底馈的方式实现馈电，其中偶极子的两臂分别与同轴接口的内芯以及外壁通过一段印刷细导线相连，这里采用细导线以减小馈电结构对收/发间隔离的影响。为进一步减小馈电结构对收/发间隔离所带来的影响，在设计中将同一位置处的两偶极子结构通过一段印刷细导线相连，通过其长度、粗细等参数可利用合适的对消手段来实现收/发之间的高隔离。通过在阵列单元周围引入一圈密集的金属化通孔结构，并且在电路板上设计金属附加结构以隔离介质中的表面波，从而降低阵列单元间的互耦。

2.4馈源阵列的装配

馈源阵列的三层电路板由数个尼龙螺柱进行固定，图5是馈源阵列的立体分解及整体装配示意图。在馈源阵列结构中，通过调节金属偶极子的'臂长，可调节天线的工作频率。通过调节顶层介质基板与中间层电路板间的距离，可方便地调节辐射增益以适应不同反射面尺寸及焦距的需求。

3仿真及实测效果

馈源阵列的端口1、端口3、端口5、端口7为接收端口，端口2、端口4、端口6、端口8为发射端口。图6是馈源阵列的仿真和测试回波损耗结果图。由图6可见，接收端口和发射端口回波分别在12.25-12.75GHz和13.75-14.5GHz范围内小于-10dB，达到了良好匹配。图7是馈源阵列在工作频点12.5GHz的仿真及实测接收方向图。由图7可见，工作于12.5GHz时，天线在天顶方向的增益为15dB，副瓣比主瓣低10dB（仿真）/18dB（实测）。图8是馈源阵列在工作频点14.1GHz的仿真及实测发射方向图。由图8可见，工作于14.1GHz时，天线在天顶方向的增益为15dB，副瓣比主瓣低11dB（仿真）/10dB（实测）。

4结束语

本馈源阵列采用微带印刷电路板结构，简单紧凑、工艺成熟、加工简单、成本较低且适用于大规模生产。相比于传统的波导口、波导喇叭等馈源结构，可在较小的面积内实现多个单元以及收/发通道，从而利于实现更高精度的波束指向控制。同时，馈源阵列采用的对消技术可在天线结构端实现同一位置处接收/发射通道之间30dB的隔离度，减轻了后端器件的压力。从实际应用来看，天线馈源阵列与主反射面配合，实现了动中通卫星天线对Ku频段通信卫星的小角度、高速、高精度电子波束扫描和跟踪。采用这种技术，大幅降低了天线对伺服系统精度和动态反应速度的要求，把伺服系统的成本降低了一个数量级，有助于推动卫星天线在天地一体化通信中的规模应用。

参考文献

[1]徐烨烽.创新引领、精进发展、规模应用-谈动中通天线发展新趋势[J].卫星与网络，2013，09：39-40.

[2]LouisJ.，IppolitoJr著.孙宝升译.卫星通信系统工程[M].北京：国防工业出版社，2012，3.

[3]MiuraA.，Yamamotos，Huan-bangLi，etal.Ka-BandAeronauticalSatelliteCommunicationsExperimentsUsingCOMETS[J].IEEETrans.onVehicularTechnology，2002，51（5）：1153-1164.

[4]刘昌华.移动载体卫星通信系统天线跟踪技术的研究[硕士学位论文].西安电子科技大学，2009，3-4.

[5]汤铭.动中通伺服系统的设计[J].现代雷达，2003，25（4）：51-54.

[6]阮晓刚，汪宏武.动中通卫星天线技术及产品的应用[J].卫星与网络，2006，3：34-37.

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