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.
追求漫游：超文本与通信技术 【内容摘要】漫游是人类渊源有自的追求，其实现有赖于通信技术的支持。上网是人类漫游的新途径，以万维网（WWW）为代表的电子超文本网络为漫游创造了前所未有的可能性。由于移动通信、固定通信与卫星通信等技术的支持，人类正在实现漫游化的追求中阔步迈进。这种漫游将超越物理时空、心理时空和社会时空的限制，获得前所未有的自由。 【关键词】漫游；超文本；通信技术 对于初民来说，自然界中并没有他们固定的家园。当然，我们也可以认为其时是“处处无家处处家”。对后世游牧民族宛如家常便饭的迁徙，初民本是习以为常。为了追踪受伤而逃窜的猎物、寻找食物的来源，或者为了躲避可怖的猛兽、洪水、森林大火，初民不断改变自己的聚居地。直至农业有了一定程度的发展，定居才在人类生存方式中成为寻常事，“家园之思”也是在这样的背景下诞生的。定居固然使人类的生活相对安定，但也在相当大的程度上限制了定居者的眼界。因此，萌生了一种新的倾向，即对漫游的追求。随着人类活动范围的扩大、媒体世界的发展、社会群体的分化，漫游的涵义渐渐扩展为力图获得相对于物理时空、心理时空和社会时空的自由。不论在哪种意义上，它都有赖于通信技术的支持。当今的上网是人类漫游的新途径，漫游的前景则取决于通信技术的新突破。 一、通信技术与漫游 “漫游”指的是随意遨游。元结有诗云：“漫游无远近，漫乐无早晏。”①在我国古代，所谓“游”至少有三种含义，即外游、内游与交游。因此，我们可以从三种不同的角度对漫游加以考察。人类早就有关于扎根和漫游的不同考虑。“根”是血缘的，也是地缘的。扎根的倾向在农业社会中占上风，真正有条件外出漫游的只是有闲、有钱、有权的少数人。为生活所迫而离乡背井者并非从事漫游，而只能说是外出谋生。真正有条件内游天下的也只是少数人，因为大多数人难以接触或者拥有大量文本。至于交游，人们各有各的圈子，这是受一定的身分限制的。在工业化的过程中，电信技术的普及使外游变得便利，报刊、广播、电视的普及使内游平民化了。以计算机网络为代表的当代信息科技循此再进一步，促进了交游的虚拟化。 1.通信技术与外游 刘勰指出：“若乃山林皋壤，实文思之奥府。……然屈平所以能洞监风骚之情者，抑亦江山之助乎!”②古代文论里的“游”，首先是指“外游”，即人相对于自然环境的运动。这种运动对于开阔文艺家的眼界无疑是大有裨益的。古人不乏相关论述，例如，陆游说：“君诗妙处吾能识，正在山程水驿中”③；杨万里也说：“闭门觅句非诗法，只是征行自有诗。”④尽管如此，由于交通不发达等缘故，古人虽有外游之愿，但亦颇觉外游之难，所谓“蜀道之难，难于上青天”，就是因地理障碍而产生的感慨。远游所面临的困难是多种多样的，脱离熟悉的环境、进入陌生的环境就是其中的一种。要想在外游的条件下继续同自己的亲朋好友保持联系，在古代主要靠书信，在现代还有电话、电报等手段。就便利性而言，电报胜于书信，电话又胜于电报。不过，传统意义上的电话属于固定通信范畴，并不能保证当事人随时随地同他人联系。不论是登岳阳楼或大雁塔，还是游西子湖或九曲溪，文人墨客兴之所至，要想同不在现场的亲友沟通，移动电话无疑胜于固定电话。不仅如此，以移动通信为保障，人们还可以源源不断地获得来自出发前所在环境的信息，并从原先的社会关系中寻得支持，产生一种归属感。 2.通信技术与内游 “内游”作为一种提法出现得比较晚。元代郝经著有《内游说》，比较全面地阐述了对内游的观点，只是道学气重了一些。如果说外游是人相对于自然环境的运动的话，内游则是相对于媒体环境的运动。“内游”有助于文艺家形成丰富的知识储备。元代戴表元曾说：“余少时喜学诗，每见山林江湖中有能者，则以问之。其法人人不同。有一老生云：‘子欲学诗乎?则先学游，游成，诗当自异于时。方在父兄旁，游何可得，但时时取陆放翁《入蜀记》、范致能《吴船录》之类，张诸坐间，想像上下，计其往来，何止日行数千万里之为快。”⑤老生之言，为戴表元所服膺，看来绝非偶然。和外游相比，内游的文艺价值在于：其一，接触到现实生活可能不存在（或已经消亡）的描写对象，如通过《史记》了解曾经叱咤风云的历史人物的事迹等。其二，领略到前人作为师法对象所树立的文艺风范，通过揣摩继承与借鉴作为文化遗产的文艺经验。其三，意识到自己的作品的奉献对象的存在，为满足他们的需要而进行创作。但是，内游的可能性受制于媒体。如果没有相关的媒体作为依托，内游就很难实现。 网上冲浪在精神上与古代“内游”相通，特点是将媒体当成现实世界的替代品或信息源。所不同的是：古代“内游”所凭借的是书本，在游历中强调接受道德规范、实现自我完善；而现代意义上的网上冲浪则是人的一种自我开拓。书面媒体主要以线性文本的形式组织信息资源，因此，内游的可能性是相当有限的。网络媒体则以超文本的形式组织信息资源，提供了远非书面媒体所能比拟的“内游”条件。超文本一旦和多媒体技术相结合，则成为超媒体，在内游空间的开拓上更胜一筹。书面媒体是一种等级性媒体，“话语权力”就与此有关。由于出版的可能性有限，能著书立说的人在整个社会中相对占少数，其地位比较优越，因此，阅读本身对于一般读者来说意味着接受支配。考虑到“道沿圣以垂文，圣因文而明道”⑥的古训，阅读时拘谨的心态就不言而喻了。相比之下，网络作为媒体最重要的特点之一是实现传播的平等性，摆脱心理上的束缚。换言之，网络是一种非等级性媒体，因此，网民在漫游的过程中享有更大的自由。 3.通信技术与交游 “交游”，在古代兼指交结人的行为（动词）和所交结之人（名词）。管子有言：“观其交游，则其贤不肖可察也。”⑦物以类聚，人以群分。交游之道，为古人所重；交游之难，亦为古人所叹，难就难在寻找志同道合之友，因此，刘勰说：“知音其难哉!音实难知，知实难逢，逢其知音，千载其一乎!”⑧交游之难，原因之一是社交机遇的有限。在相对固定的环境中，通过常规途径所能接触到的人毕竟不多。借助网络寻找知音，远比常规途径容易。复旦大学的严峰根据自己的亲身体会指出：“互联网是一个狂喜之地。集邮、热带鱼的饲养、非洲面具的收集、MIDI音乐的制作……不管你喜欢玩什么，哪怕它再冷僻古怪，你也一定能在网上找到自己的同好与知音。”⑨此言诚是。当然，这里所说的知音，并不见得就是古人所歆羡的诤友。“管鲍之交”毕竟已成为历史，古人所推崇的终身不渝的纯洁友情早就因为商品化等缘故受到强烈冲击。在网络日益发达的今天，交游的广度正在迅速扩大，而深度却与之不成正比。 以上对于外游、内游和交游的分析，事实上可以结合成整体。对于三者的相互关系，宋代苏辙曾有一段明确的论述：“辙生十有九年矣。其居家所与游者，不过其邻里乡党之人，所见不过数百里之间，无高山大野可登览以自广；百氏之书，虽无所不读，然皆古人之陈迹，不足以激发其志气。恐遂汨没，故决然舍去，求天下奇闻壮观，以知天地之广大。过秦、汉之故都，恣观终南、嵩、华之高，北顾黄河之奔流，慨然想见古之豪杰。至京师，仰观天子宫阙之壮，与仓禀府库、城池苑囿之富且大也，而后知天下之巨丽。见翰林欧阳公，听其议论之宏辩，观其容貌之秀伟，与其门人贤士大夫游，而后知天下之文章聚乎此也。”⑩从与“邻里乡党之人”游，到与欧阳修及其门人贤士大夫游，是交游的扩大；从“所见不过数百里之间”，到颇识“天下奇闻壮观”，是外游的扩大；从读“百氏之书”到知“天下之文章”之所聚，是内游的扩大。从今天的观点看，对于漫游的文艺价值可从三方面加以认识：其一，遍历名山大川，吸纳天地之灵气，了解人情世故，有助于积累创作素材；其二，拜访名人，有助于激发志气、学习技巧；其三，广结友情，有助于寻找自己的知音，学会“有为而发”、“有的放矢”。网络对于漫游的价值相应表现为：提供了通信保障，减少了后顾之忧，从而推动人们更为放心大胆地从事“外游”；提供了取之不尽的信息资源，方便人们采撷，从而促使人们更为积极主动地从事“内游”；提供了平等交往的环境、自由结交的机遇，从而帮助人们开创交游的新局面。
无线移动通信技术快速发展历程和趋向（张煦）
[摘要] 本文内容分三部分：首先说明无线移动通信与有线固定通信一同快速发展的趋势；然后
着重讲述无线动通信蜂窝网从模拟至数字和即将进入第三代系统的快速发展历程和今后趋向；
最后简单说明无线卫星通信微波通信也要加快步伐继续向前发展，以发挥重要作用。
[ 关键词]无线通信；移动通信；蜂窝网；卫星通信
1无线移动通信与有线固定通信一同发展
人们常把有线固定通信和无线移动通信作为信息基础结构（NII/GII）的两大组成部分。近
年来它们都以明显的快速步伐向前推进，而且进入新世纪后将更加快速发展，为兴旺的信息时代
作出贡献。传统的有线固定通信网是“公用交换电话网”PSTN（Public Switched Telephone
Network），长期来一直保持平稳扩大建设，促使人们普遍装用固定终端的电话机。但是，自90
年代中期起，国际互联网Internet兴起，使全世界的传统通信网受到前所未有的巨大冲击。广大
的通信用户开始普遍装用计算机，数据通信的业务量每年急剧上涨，其增长率远远超过传统电话
的每年增长率。按照这样的势头，进入新世纪后的五年左右，全世界的数据信息业务量总数将追
上电话信息业务量总数，而且以后超过的越来越多。因此未来的通信传送网将是以数据信息为重
点的分组交换网（Packet Switching），并且承担电话通信的传送，不再利用原有的电路交换
（ Circuit Switching），但仍保证电话特有的业务质量（QoS）指标。随着计算机技术改进和
功能加多，数据通信将延伸至包含音频、视频信息配合的多媒体通信。这样，未来的有线固定通
信网，将能承担所有信息业务传送的统一通信网，必将是大容量通信网。
无线移动通信网主要是各地城市的蜂窝网（Cellul Network），每一城市分成若干个蜂窝
区，
每区中心设置无线电基台（Base Station），区内所有移动终端和个人无线手机各与基台直接经
由无线线路连通，称为无线接入（Wireless Access）。移动通信原来是只通移动电话，近来也
和有线网一样，容许移动用户于需要时接上Internet,传送数据信息，并且随着计算机的改进，
将来也要传送包含音频、视频信息配合的多媒体通信。移动终端经过无线接入基台又经由基台连
往移动通信交换中心MSC（Mobile-communication Switching Center），除了由无线线路连往
同
一蜂窝网的其它无线电基台外，还连往有线固定通信网的城市交换局。这意味着，无线移动通信
网要与有城固定通信网相连接。移动终端和个人便携手机如欲与同一蜂窝区或同一城市的移动终
端或个人手机直接相互通信，当然可由无线移动通信网来接通。但无线移动通信网仅限于本城市
的蜂窝网，不同城市的蜂窝网仍需由全国性的有线固定通信网来接通。任一无线移动手机如欲实
现国内或国际通信，必须经过无线接入，然后由有城固定网接通。由此可见，有线固定通信网既
承担所有由有线接入的各种各样通信业务，包括原来PSTN用户所需的通信业务，又要承担无线接
入的各种通信业务，所以，固定网的通信业务量总数特大，而且逐年加大，在设计未来的全国有
线固定通信网时，必然要精细测算，考虑大容量而且逐年增加容量的趋势。这就要求传输线路和
通信网内部设备都能方便地按需要加大容量。
鉴于过去数字通信网使用的时分多路TDM虽然作出很大贡献，数字体系从PDH进化为SDH，但
其最高数字速率已难于再提高，因而成为通信网继续加大容量的“电子瓶颈”。可幸，光纤作为
传输线路具有巨大的潜在容量可以发掘利用。而且，从90年代中期起，波分多路／密集波分多路
（ WDM／DWDM）在光纤线路上投入商用，显示出无比优越性。于是，有线通信网中的干线几乎全
部采用光纤并装上波分多路系统，而通信网本身内部，为了便于未来扩大容量，已开始考虑从电
网进化为光网（optical networking），采用以WDM为基的各种光器件／组件，以实现波长路由
和交换等功能，从而可以进一步加大网的容量能力。
对于使用电话通信的人们，虽然过去安装的固定终端电话机运行可靠，但与近年推广的便携
无线手机相比，用户觉得各自随身携带一部手机，一个号码，随时随地可以拨打电话找到对方立
即通话，比过去固定终端灵活方便得多。所以近年来移动通信手机的销售量剧增。国际上推测，
不到2010年，全世界用户拥有移动无线手机总数将与装置固定电话终端机总数相等，而且用户需
要呼叫电话时，更乐于使用手机。现在无线移动通信网不仅提供通电话，还在设法让便携计算机
互通数据信息甚至多媒体通信，仅仅因为无线电频谱资源毕竟有限，无线移动通信能够提供每路
信号的频带宽度没有象有线固定通信那样宽裕。所以，在用户需用带宽很大的通信业务的情形，
例如用户上网需要Internet/WWW长时间提供特别大量数据信息，或者用户需’要在家里收看特定
的高质量文娱电视节目或电影片时利用“点播电视／电影”VOD／MOD业务，就有必要利用“有线
接入”。
概括地说，进入新世纪不到十年，对通信业务的发展有两个极其重要的预测：一是大约2005
年全世界数据信息业务量总数追上与传统电话业务量总数相等，其后逐年超过；二是大约201O年
全世界无线移动通信用户总数增加多至与传统有线固定通信用户总数相等。由此有线固定通信网
的容量将越来越大，而无线移动通信网的手机越来越普遍，今后两类通信网技术必将一同持续地
-快速发展。
2 蜂窝网从模拟至数字、将进入第三代
无线移动通信最基本和最主要的一种是利用蜂窝网方式。它避免了一个城市使用大功率无线
电发射台、覆盖直径40km面积的旧设想，而把一个城市按蜂窝网形状划分为若干互相靠近的六角
形区（cell），每区图形半径可以小于1km.在这样的蜂窝区的中心设立无线电基台BS（base
station），发射功率较小，可与区内所有移动终端MS（mobilestation)或个人随身携带的手机
随时取得联系。当某一MS从一区移动至邻近区，就改与邻近区的BS联系，称这种“交接”为“越
区切换”。某区BS使用的波长与邻近区BS的波长不同，但与隔一、二区的波长可以相同，称为
“频率再利用”，不会引起干扰，这是蜂窝网的优点，节约利用无线电频谱资源。80年代初期，
蜂窝网移动通信开始商用，那时使用模拟电话，由于集成电路进步快，又由于话音编码和数字通
信技术研制都很成功。到了80年代下半期，蜂窝网发展至数字式，称为第二代ZG（second
generation).在过渡时期移动手机可以双模运用，既可用于模拟电话，又可用于数字电话。那时
欧洲有标准组织 GSM（Groupe Special Mo-bile），后来在900MHz频谱普遍运用的第二代称为
GSM（Global System for Mobile Communications）。在开始时数字式移动电话利用“时分多
址”TDMA（Time Division Multiple Access）。90年代中期，又出现“码分多址”CDMA
（Code
Division Multiple Ac- cess），也在90年代中期，美国指定1850－1990MHz的 14OMHz宽度
的
频谱，供“个人通信业务” PCS（Personal Communication Service）使用，这些都一直持续
至90年代后期，保持不断的发展势头。
正在2G系统技术持续蓬勃发展的时期，国际上开始议论第三代移动通信3G（third
generation)的前景，既要尽量采用可预见的先进技术，又要照顾现已装置的系统设备，再要订
定全世界都认可的标准，普遍称为IMT-2000（International MobileTelecommunication),设
备
采用2000MHz频谱，于2000年起开始试用。这种3G系统不仅保持移动电话，还要十分重视开展数
据通信，使无线系统和有线通信网一样重视数据传输，包括Internet/互联网规约IP和宽带业务，
以至数据速率为2Mb／s的多媒体通信。国际标准组织已经评审各国提交的无线电传输方案，包
括我国的方案，有频分双工FDD（Frequency Duplex) CDMA、TDMA,还有时`分双工TDD(Time
Division Duplex)的CDMA。总是没法使无线通信在性能、成本和容量等方面都显出优势。
在无线数字式移动通信，为了充分节约利用频谱，话音编码（Speech Coding）技术非常重
要。这与有线通信大不相同，有线数字电话利用脉码调制PCM, 每路电话64kb/s，或自适应脉码
调制AD－PCM,每路32kb／s，对通信网络容量没有困难。无线通信的话音编码，从早期的“线性
预测编码”LPC(Linear Predictive Coding),至80年代开始的“码激励线性预测” CELP
（Code Excited Linear Pre-diction)，每路话音的数字速率降至 5~13kb／s。同时，在编码
过程中还要考虑克服无线电波传播过程引起损害和背景噪音，保证通话质量。到了3G系统，还
要考虑多媒体通信所需的音频和视频的编码技术，既节约频谱、又保证通信质量。
每一无线电基台一般需要设置几套射频收发信机（RF transceiver).现在从模拟过渡至数
字化，将充分利用数字信号处理DSP和专用大规模集成芯片ASIC，并趋向于使用越来越多的新型
软件，导致可编程（programmable)的基台，容许使用多种空中接口（air interface）标准。
基台将使用宽带线性功率放大和宽带射频器件，便于增加数字内容，使数字处理尽量靠近天线，
使多个射频同时处理，又使软件完成更多的功能。由于数字移动通信支持多个用户利用CDMA或
TDMA多址通信，数字式可比模拟式减少无线电收发信机数，可在较宽频带进行处理，又容许在
较高频率处理，从基带至中频又至射频都利用数字处理。当基台这样充分利用可编程器件时，
它们就称为“软件无线电”（software。Ra-dio),变得相当灵活，而且容许基台设备更容易配
合“智能无线”（smart antenna或intelligent anten-na).移动终端和无线手机也将趋向于
软件无线电。当业务和标准技术有所改变时，软件无线电可以很快适应新技术，不需大量更换
设备，因而投资成本可以降低。
加多利用数字信号处理，可促使无线通信的智能天线技术得到有利的发展。智能天线需要
使用多个天线。基台往往有几个定向天线，各分管一个扇形区，对该区内移动终端的无线接入
特别有利，还可能让多个束射经过自适应过程进行快速换接，以获得最好的孔径增益、分集增
益、和遏止干扰，导致性能改进。接收天线如采用两个天线分支，在空间有足够的隔开，就可
获取空间分集的好处，如只有一个无线，则利用极化分集也可得到好处。在自适应智能天线，
发送装用多个天线，可取得更多好处。对于TDMA系统，智能无线可以加大通信容量，由反向线
路传来的信号进行处理，可使正向线路的束射调整得最好。对于CDMA系统，所有移动终端使用
同一频带，只是编码不同。到了3G系统，用户如使用较高数据速率，可以指定特殊符号（pilot
symbol）以控制自适应天线处理来减小用户间的干扰，从而加大通信容量，即在有几个用户
使用高速数据时仍容许较多用户通电话。
无线移动通信网有时为了公共安全的原因，需要相当精确地测定某一移动终端或个人在某
一时间移动至地理上的位置，称为定位技术（geoloca-tion）。现在已有一种独立的手持机能
够附带设备，利用全球定位系统（GPS,global positioning system），在室外测定移动个人
自己的位置。将来进入3G时代，个人移动无线手机本身可能附有定位功能，它在得到网的协助
下进行定位工作，不必另外携带独立的GPS手持机。就是说，新式的移动通信手机附装协助的
AGPS（assisted GPS), 测定自己在室外，甚至室内的地理位置。通信手机于需要时由网提供
情况，不必由通信手机本身连续跟踪GPS卫星。
蜂窝网3G系统向未来的分组交换有线网看齐，着重于提供尽量高速率的数据通信。蜂窝网
也要提供不对称数字传输。象有线网的不对称数字用户线ADSL那样，无线电基台至用户的方向
提供较高速率的数据传输。有线网是在交换局设置多载波离散多音调（DMF,Discrete
Multi-Tone)装备，而无线网是在基台设置多载波正交频分多路（ OFDM，Orthogonal
Frequency Division Multiplex）装备，这对于移动用户接上Internet索取大量信息时非常需
要。
3卫星通信和微波通信有重要作用
无线移动通信除了大部分依靠城市蜂窝网、如上节所述外，还有卫星通信也非常重要，大
有发展前途。同步卫星对固定通信和广播已经多年实践证明极为可靠，还可有利地提供远程移
动通信、低轨 道、中轨道卫星通信。如在技术、设备、成本各方面深入研究，仍能大有作为，
对全球个人移动通信发挥作用。同温层（平流层）无线通信已有方案提出，如继续具体研究，
对固定通信和移动通信都有独特作用。此外，无线固定通信包括人们熟知的微波数字接力通信
和最近提倡的无线用户环路（WSL,Wireless Subscriber Loop),在人口较少的地区很适用，它
们与建设光纤光缆和有线市内电话用户线相比，有建设较快、投资较少的优点。毫米波无线电
通信和无线红外线通信已在多处安装试验，证明对短距通信有好处。总之，国际上不少实际应
用和试验经验表明，无线通信优点很多，值得扩大实际使用范围。可以断言，在进入新世纪后，
无线通信必将与有线通信一同快速发展和互相配合应用，不愧为信息基础结构的两大组成部分。
同步轨道运行的卫星过去提供可靠的国际通信和电视传播，享有盛誉。近年加强开发，尤
其对卫星内部的转发器(transponder)，放宽传输频带、加大发射功率、改进天线效率，甚至
加装ATM设备，扩大业务功能，以致地面应用越来越增多。一种应用是在地上安装“甚小孔径
天线”的卫星站，称为VSAT，为大企业的广域专用通信提供方便。同步卫星也可能对地面提供
远距移动通信，但地面移动 终端需装较大的对星天线，而且在高楼林立的城市 中心电波传
播有困难。为此，对地面的全球移动通信，曾另行研制发射低轨道、离地面几百至一千公里的
几十颗移动卫星族，称为 LEO（Low Earth Or-bit）。又曾研制发射中轨道、离地约一万公里
的十颗移动卫星族，称为MEO( Medium Earth Orbit)。[相应地，原来离地面36，000km、与地
球同步运行的三颗卫星族，称为 GEO(Geostationary Earth Or－bi)]。虽然最近LEO系统
Iridium在开放商用后不久就受到挫折，另一系统Globalstar正在开放商用，可能顺利进行，
但应该冷静地对待。这些LEO／MEO全球无线移动通信系统的理论和技术是正确的，但经营商对
用户需求的条件、移动手机的设备和成本，以及向用户收费不宜过贵等问题，似乎预先考虑得
不够周到。如能认真吸取经验，仔细分析原因，很可能得到圆满成功，我们可以热情期待着美
好的前途。无线固定通信也要向前发展，充分利用无线特有的优点，但无线通信受到无线电频
谱资源的限制，为了继续开发应用，必须考虑提高运用频率或缩短运用波长，即从微波（厘米
波）延伸至毫米波、甚至红外波。在这样的延伸进程中，必将遇到新的电波传播问题和器件问
题，都要逐一妥善解决，应该受到有关各方的支持和鼓励。
卫星通信中的抗干扰技术【1】
【摘要】数字通信作为当今远程通信的主要手段，是通信的重要组成部分。
卫星通信受环境和自身因素影响，在应用中会受到各种干扰技术影响;尤其是开放性系统，通过透明转发器，很容易被恶意干扰。
因此，在实际工作中，必须深入抗干扰技术，不断增强抗毁性和抗干扰能力。
本文结合我国卫星通信中的抗干扰技术，对卫星通信可能遭受的干扰以及常用的抗干扰技术进行了简要的探究和阐述。
【关键词】卫星通信抗干扰扩频技术军事处理
在军事应用中，卫星通信由于传输质量好、覆盖领域广、配置快速、建网便利、通信投资和通信距离没有太大联系、到达点不被地理条件影响等特点，具有良好的实用价值。
它不仅解决了大容量、宽频带、高速率的处理，在传输和交换过程中，还能为战时需求提供抗干扰、保密的通信保障和指挥，具有良好的抗干扰能力。
一、卫星通信可能遭受的干扰
在卫星通信中，上行链路可能承受的干扰源主要有：车载、固定式干扰机、舰载移动、机载干扰与干扰卫星等，而机载式、干扰卫星、伞挂式、飞航式干扰机就会对下行链路造成干扰。
当下行链路被干扰时，相对于卫星转发器的干扰源，虽然在距离和功率上有很大的优势，但是在信号辐射与覆盖面积上仍然存在很大局限。
在无线通信系统中，根据干扰类型，有多种分类方法。
根据形成方式可以分成搅拌式、压制式干扰;根据引导方式又可以分成：定频守候、重点搜索、连续搜索、跳频跟踪、扩频跟踪与转发式干扰;根据频谱形式又可以分成：阻塞、部分频带、扫频式干扰等;根据发射控制又可以分成：自动和人工干扰等。
随着科学技术的快速发展，国外有源抗干扰技术已经在0.5GHz到20GHz之间，甚至更高，干扰功率已经上百千瓦，峰值功率可以在106W级之上，并且还可以生成多种形式的干扰。
二、卫星通信中的抗干扰技术
1、天线抗干扰技术
由于卫星通信分布在不同的空间、地域，极容易受到各种因素干扰，所以必须实现卫星覆盖的灵活优化，让接收天线能最大限度的接收信号。
天线抗干扰技术作为卫星通信最常用的措施，主要包括：自适应凋零、多波束与智能天线技术。
MBA(多波束)天线可以根据战场变化发射天线指向，让波束波及领域随着用户变化而变化，也可以恰当选择卫星天线波束增强系统抗干扰能力。
经过过年的研究历程，多波束天线主要有：反射式、透射式与直接辐射MBA。
自适应凋零天线，在敌我双方频率、幅度、空间范围不同的基础上，通过自适应加权的方式，优化、控制天线阵方向图;通过在干扰源产生深度凋零，减少信号干扰，让凋零深度达到25dB到30dB的范围。
星载智能天线是在自适应天线的基础上，在信号入口处控制干扰。
它的基本思想是天线阵能产生多个子波束覆盖地面，并且每个子波束都能自动调整零点和指向，让其始终处于最佳状态。
从国外应用现状来看，直接辐射相控阵已经广泛应用到卫星天线中，而高频通道和天线单元数目要比透射式和反射式多，所以透射式和反射式称为了MBA的最佳选择。
2、扩频抗干扰技术
从无线通信的角度来看，无线阵列与扩频相结合的技术，基本上能满足抗干扰要求。
但是从卫星通信来说，扩频技术在抗干扰中拥有更为重要的作用，由于和用户干扰对应的位置没有太大关联，所以更具有顽健性。
目前，扩频技术已经成为卫星通信中最基本的抗干扰技术，主要包括跳频和序列扩频技术和组合形式。
使用直接性序列扩频，能让接收端在接扩后成为窄带信号，原来频带相对较窄的部分变成宽带信号，当大部分能量滤除时，不断增强信干比。
DS直接序列扩频由于提出较早，理论相对成熟并且容易实现，因此在卫星通信抗干扰技术中被广泛应用。
跳频在卫星通信中使用了载波频率，由于载频会花费大量时间，所以在突发性传输中具有很大的抗干扰能力。
在扩频相对较宽的部分，直接序列没有跳频实用。
跳频/直扩混合扩频技术在直接性序列扩频的条件下，添加了载波跳变的功能，由于具有FH与DS的双重功能，所以更能持久有效的进行抗干扰。
三、结束语
卫星通信中的抗干扰技术作为一项系统复杂的技术，对社会发展与科技进步具有重要作用。
因此，在实际工作中，必须根据卫星通信中可能存在的干扰和实际情况，探索多种通信体制，提高组网灵活性与应用成果。
参考文献
[1]谷春燕，陈新富，易克初等.卫星通信抗干扰技术的发展趋势[J].系统工程与电子技术，2004，26(12)：1793-1797
[2]柴焱杰，孙继银，李琳琳等.卫星通信抗干扰技术综述[J].现代防御技术，2011，39(3)：113-117
[3]王甲琛，王凡.卫星通信抗干扰技术的发展与扩频技术[J].硅谷，2010，(5)：8，119
卫星通信中的干扰及处理措施【2】
【摘要】 目前，我国卫星通信技术得到了飞速发展，然而在卫星通信过程中常常会存在各种各样的干扰，影响了卫星通信信号的正常传输。
本文针对卫星通信中的常见干扰进行分析，得出了相应的处理措施，对卫星通信技术的'未来发展趋势有一定的指导意义。
【关键词】 卫星通信 干扰 处理措施 趋势
一、前言
卫星通信系统是一个开放式的系统，然而在卫星通信中的干扰有自然原因也有一定的人为原因，本文对卫星通信中的常见干扰的原因进行了探讨，旨在通过分析探讨把造成卫星通信干扰的因素尽可能的降低或者避免。
二、卫星通信中的常见的干扰及其处理措施
(1)地面干扰。
地球站设备的杂波干扰。
产生干扰的原因包括：设备杂散指标不合格，工作载波中带有杂波或谐波;调制器、上变频器输出电平过高，或者“功放”工作非线性，出现频谱扩散;上变频器、功放的工作点设置不当，造成载波噪声。
处理措施：处理好这类干扰需要严格做好设备的人网验证测试，确保杂波功率限制在规定的范围之内;认真研究设备的使用操作说明，正确设置设备的工作点、调整或更换设备，对设备进行合理匹配组合，消除超标杂波;严格按照入网测试时标定的功率电平工作，定期进行各环节测试;设备更新时先通电经测试确认指标合格再投人使用。
(2)电磁干扰。
由于地面存在着大量的微波、雷达、无线电视、调频广播、寻呼业务、工业电噪声等，这些干扰源串入用户站，通过上行链路发射上星造成上行干扰或串人下行链路造成接收干扰;用户站设备接地不良，接地电阻过高;电缆屏蔽性能差，电缆插头接地不良;链路电平配置不合理。
处理措施：所有的卫星地球站在选址时都已经进行过环境电磁测试，都应该符合建站要求，但随着社会的发展，城市建设的扩张，一些原来处于市郊、电磁环境比较好的地球站受到干扰会越来越多。
对于接收用户站来说，所处的环境更是复杂多样，受到电磁干扰随处可见。
在日常工作中应经常检查所有设备接地是否可靠、机房总接地电阻满足设备要求、站内连接室内外设备的电缆必须具有良好的屏蔽性能，应采用双屏蔽电缆，接头连接良好;发现干扰及时分析判断，查出干扰来源点，缩小查找范围;采取简易可行、不影响业务的测试方法和措施排除干扰。
我们曾对几个反映广东卫视节目接收不好的地方进行过实地测试，发现这些地方都是由于附近都有相近频率微波干扰所致。
因此，有条件的站应定期对自己周围环境进行测试，特别是对自己所用的频率范围，如C波段上行6GHz、下行4GHz左右，1GHz左右，70MHz中频等频率进行重点监测。
(3)日凌干扰。
每年的春分和秋分前后，当卫星处于太阳和地球之间时，地球站天线在对准卫星的同时也会对准太阳。
此时太阳的强烈辐射噪声会使正常的卫星通信接收受到影响，即为日凌干扰。
严重的可能会导致中断，通常称为日凌中断。
处理措施：对于日凌干扰，目前尚无有效的方法来避免，一般卫星运营商的业务监测部门都会把各地的日凌时间表发送给用户或者放在网站上，以便用户提前做好准备。
(4)互调干扰。
一般存在于上行站处于多载波工作状态时，由于功放容量储备不足，回退不够，三阶互调分量超过规定;或上行发射功率超标，使卫星转发器被推至非线性工作区，导致下行时互调特性恶化。
处理措施：严格配合卫星入网验证测试，确保上行时三阶互调抑制比满足要求;确保各载波在调制器、上变频输出、功放输入电平严格相等并在功放的线性工作区，加强上行载波监视。
(5)相邻信道干扰。
用户载波频率分配与相邻信号的频带出现重叠，没有足够的保护带宽;用户载波频谱特性不符合要求，噪底过高或出现副瓣。
在入网测试时必须保证上行载波频谱在分配频带范围之内，并确保载波的调制特性符合卫星公司的技术要求。
处理措施：在多载波同一转发器使用时也会出现交调干扰，为避免交调干扰，转发器必须工作在足够的回退点。
现在我们国内大多数省台上星节目都是几个节目共用一个转发器，因此同一转发器用户相互之间也应该加强沟通，互相监测，不要随意加大上行功率，以保证转发器工作在线性。
(6)设备故障干扰。
设备故障所引起的干扰是卫星通信最常见的干扰之一，主要分为卫星故障和地面设备故障两大类，而地面设备故障又分很多种情况。
①卫星故障干扰。
卫星故障指的是通信卫星的整星或者某转发器失效或者故障。
由于卫星处在恶劣的太空环境，受太阳风暴等宇宙高能粒子“轰击”，卫星的控制器件可能会误操作或者损坏，卫星的姿态也可能受到影响。
虽然现代通信卫星大多关键器件都有备份且可以及时切换，但是仍可能有很多意想不到的情况。
出现了这种情况，如果是整星故障且不能恢复，就只能转星。
如果只是涉及到某个转发器，可以采取换转发器的方法。
②地面设备故障干扰。
由于地球站的中频电缆接头松脱、虚接、电缆破裂等原因，使中频电缆的收发隔离不好，将接收到的中频信号通过上行中频电缆又重新转发到卫星上，从而对其他用户产生干扰。
这些干扰在地球站接收频段内的信号很弱时，加上地球站的收发有一定的隔离，通常不会在卫星频谱上显示出来，也就不会对其他用户构成干扰。
但是当卫星上有某个用户功率较大时，中频收发隔离不好的地球站就会把这个载波二次转发上来。
处理措施：要避免中频转发干扰就要找到它。
假定转发器带宽为常见的36MHz，经地球站的ODU或者下变频器，只有ODU或者下变频器设定频率+20～30MHz的载波能够进入中频电缆，即使中频上行频率没有设在70MHz，也只能影响到相邻的转发器。
所以查找的目标应该首先考虑本转发器，其次是相邻的转发器。
查找的方法是让用户将上行功放电源关闭，看本转发器上单载波旁边的转发干扰是否消失。
消失了，可以再反复关开几次进行验证。
仍然存在，就可以继续查找其他用户。
注意，有时候一个转发器上会同时有几个转发干扰存在，特别是存在VSAT用户的时候。
找到产生干扰的用户以后，应该让该用户检查收发中频电缆，必要时应该更换，直到彻底解决问题。
三、卫星通信系统未来的发展趋势
随着卫星通信技术的发展，卫星通信的使用范围越来越广，服务水平也越来越高，虽然卫星通信在发展的过程中遇到了不小的困难，遭受了很大挫折，但是卫星通信的前景依然让人看好。
卫星通信的发展与一个国家的经济、国防发展密切相关，未来卫星通信将沿着数字化、网络化、以及信息化这“三化”方向前进，针对卫星通信的未来发展趋势而言，我们应该在现有的基础上提高频段频谱的利用率，同时将IP与ATM技术相结合去建立卫星宽带综合业务数字通信网――国家信息高速公路;要进一步去实现建立小型化、智能化、经济化未来的卫星通信网，实现移动用户间可以利用卫星进行通信。
而不再需要基站;如果将卫星与Internet网络相连，实现卫星互联网技术，这样就可以利用宽带卫星进行双向传输，并且下载和地面网络反馈的速度也得到了大幅提升，同时也大大减轻了频谱拥挤现象以及抗干扰能力。
四、结束语
综上所述，卫星通信系统受到的干扰是多种多样的，是各种因素共同作用的结果。
目前的研究技术对这些存在的干扰只能采取一定的防治措施，并不能完全避免和解除，通过采取相应的处理措施尽可能的保障卫星通信的正常畅通。
参 考 文 献
[1] 王仲民. 卫星通信技术的新发展[J]. 通信学报，2011，27(8)
[2] 鲁春丛. 中国卫星通信发展战略若干问题研究[J]. 电信科学，2012(12)
[3] 丁龙刚. 卫星通信技术[M]. 北京：机械工业出版社，2012
