衛(wèi)星通信網(wǎng)全網(wǎng)轉(zhuǎn)星問題分析

喬 毅，陳 磊，陳 帥，張 婧

(1.中國(guó)人民解放軍63923部隊(duì)，北京 102206；2.中國(guó)人民解放軍63920部隊(duì)，北京 100094)

0 引言

衛(wèi)星通信網(wǎng)主要由地球同步軌道通信衛(wèi)星及若干地球站組成，相比于傳統(tǒng)的地面有線和無線電通信，衛(wèi)星通信具有通信距離遠(yuǎn)、覆蓋面積廣、不受地理環(huán)境限制的優(yōu)勢(shì)，已成為應(yīng)急救災(zāi)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和國(guó)防安全等領(lǐng)域重要的通信手段之一[1-2]。中國(guó)作為一個(gè)國(guó)土面積遼闊，地理?xiàng)l件復(fù)雜的國(guó)家，構(gòu)建衛(wèi)星通信網(wǎng)可以很好地滿足專業(yè)用戶的廣域網(wǎng)通信需求。常見的衛(wèi)星通信網(wǎng)一般由中心站、區(qū)域中心站和遠(yuǎn)端站組成，全網(wǎng)各站通常利用同一顆通信衛(wèi)星的一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器完成組網(wǎng)通信。

由于地球同步軌道通信衛(wèi)星設(shè)計(jì)在軌壽命一般為15年，衛(wèi)星的質(zhì)保使用期一般為8～10年。因此當(dāng)衛(wèi)星接近壽命末期或出現(xiàn)故障時(shí)，必須使用其他通信衛(wèi)星進(jìn)行替換，將全網(wǎng)各站全部轉(zhuǎn)移至新的通信衛(wèi)星上，這個(gè)過程就是轉(zhuǎn)星，轉(zhuǎn)星工作通常由中央站組織實(shí)施，全網(wǎng)各站在中央站的統(tǒng)一調(diào)度下同步完成。尤其是廣播電視衛(wèi)星，目前有關(guān)全網(wǎng)轉(zhuǎn)星的研究多集中于廣播電視衛(wèi)星用戶[3-4]。當(dāng)前使用的衛(wèi)星達(dá)到使用壽命時(shí)，所有廣播電視衛(wèi)星用戶均需要完成轉(zhuǎn)星[5]，除上行站外，大部分廣播電視節(jié)目用戶為單收，轉(zhuǎn)星時(shí)要求快速準(zhǔn)確對(duì)星接收節(jié)目即可[6-8]。但通信衛(wèi)星所有用戶均有上下行鏈路，因此會(huì)比單收用戶涉及更多參數(shù)的調(diào)整。

衛(wèi)星通信網(wǎng)轉(zhuǎn)星面臨站點(diǎn)布局廣、天線種類多和允許操作時(shí)間短等問題，同時(shí)涉及到天線的對(duì)星、入網(wǎng)測(cè)試等工作，因此轉(zhuǎn)星對(duì)于衛(wèi)星通信網(wǎng)的運(yùn)行管理來說是一項(xiàng)重大工作。對(duì)各類地面站，維護(hù)人員必須熟練掌握轉(zhuǎn)星的操作步驟及一般問題的處理方法，才能保證全網(wǎng)順利、高效完成轉(zhuǎn)星工作。本文就轉(zhuǎn)星過程中可能遇到的問題進(jìn)行了分析，詳細(xì)介紹了衛(wèi)星通信網(wǎng)中央站和其他地面站在轉(zhuǎn)星前的準(zhǔn)備工作，完整闡述了轉(zhuǎn)星實(shí)施步驟，并對(duì)各種型號(hào)天線的調(diào)整、天線入網(wǎng)測(cè)試等過程做了較詳細(xì)的介紹，對(duì)衛(wèi)星通信網(wǎng)的轉(zhuǎn)星工作，具有一定的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。

1 轉(zhuǎn)星準(zhǔn)備

全網(wǎng)轉(zhuǎn)星工作主要困難有以下3點(diǎn)：① 全網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，大多數(shù)地面站沒有更換過衛(wèi)星，由于天線長(zhǎng)期指向某一角度，天線機(jī)械系統(tǒng)可能會(huì)有一定的銹蝕，不能隨意大范圍轉(zhuǎn)動(dòng)；② 衛(wèi)通網(wǎng)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)不能間斷或間斷時(shí)間較短，要求全網(wǎng)迅速同步完成轉(zhuǎn)星；③ 部分地面站天線長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，存在老化問題，導(dǎo)致極化隔離度等指標(biāo)下降，不能滿足衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商要求。所以，在衛(wèi)星通信網(wǎng)需要轉(zhuǎn)星時(shí)，應(yīng)提前收集衛(wèi)星和全網(wǎng)各站相關(guān)資料，分析面臨的困難，合理安排轉(zhuǎn)星時(shí)間，做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。

一個(gè)衛(wèi)星通信網(wǎng)的組成如圖1所示。中心站下屬區(qū)域中心站，區(qū)域中心站下屬各類遠(yuǎn)端站。由于衛(wèi)星通信網(wǎng)的全網(wǎng)轉(zhuǎn)星工作涉及網(wǎng)內(nèi)全部地面站，需要衛(wèi)星公司和各個(gè)地面站相互配合進(jìn)行測(cè)試，且要求通信中斷造成的影響盡可能小，并避開一些重要時(shí)間段，因此中心站要負(fù)責(zé)全網(wǎng)轉(zhuǎn)星工作的調(diào)度指揮工作。在轉(zhuǎn)星之前，中心站和網(wǎng)內(nèi)其他地面站要提前收集匯總資料，做好準(zhǔn)備工作。

圖1 衛(wèi)星通信網(wǎng)組成結(jié)構(gòu)

1.1 轉(zhuǎn)星計(jì)劃制定

作為全網(wǎng)轉(zhuǎn)星工作指揮調(diào)度的站點(diǎn)，轉(zhuǎn)星工作實(shí)施前，中心站應(yīng)做好轉(zhuǎn)星過程的風(fēng)險(xiǎn)分析，制定應(yīng)急處置措施、代通方案。在轉(zhuǎn)星時(shí)可借機(jī)重新進(jìn)行頻率資源分配，制定新的頻率分配計(jì)劃。因任務(wù)不同、地面站性質(zhì)不同，應(yīng)事先制定地面站的轉(zhuǎn)星時(shí)間表和先后順序，對(duì)于某些需要重點(diǎn)保障地面站，可提高其優(yōu)先級(jí)，明確轉(zhuǎn)星的具體時(shí)間段。若衛(wèi)星通信網(wǎng)使用若干顆衛(wèi)星，還應(yīng)做好業(yè)務(wù)分擔(dān)，盡量避免重要業(yè)務(wù)使用同一顆衛(wèi)星。

1.2 衛(wèi)星參數(shù)確認(rèn)

負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)星工作的中心站，應(yīng)收集所用衛(wèi)星及轉(zhuǎn)發(fā)器的相關(guān)參數(shù)。包括衛(wèi)星的定點(diǎn)位置、正反極化的信標(biāo)頻率、衛(wèi)星的覆蓋圖，以及轉(zhuǎn)發(fā)器的極化方式和租用帶寬。幾顆通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的相關(guān)信息[9](需要特別注意不同衛(wèi)星對(duì)A，B極化的定義)如表1所示。獲得相關(guān)信息后，要考慮地面站的射頻設(shè)備是否可以工作在此頻率下。了解轉(zhuǎn)發(fā)器的使用頻率范圍，設(shè)置全網(wǎng)統(tǒng)一的上、下變頻器的中心頻率。如果極化方式與在用衛(wèi)星不同，還需做好在饋源網(wǎng)絡(luò)上切換天線的收、發(fā)端口(或通過大范圍調(diào)整極化角來實(shí)現(xiàn))的準(zhǔn)備。信標(biāo)頻率則在天線對(duì)星過程中使用。

表1 通信衛(wèi)星參數(shù)信息

Tab.1 Parameters of communication satellite

衛(wèi)星亞太七號(hào)(C頻段)亞太6C號(hào)(C頻段)NSS-12(C頻段)中星10號(hào)(Ku頻段)軌位76.5E134E57E110.5EA極化信標(biāo)4 199.3 MHz(水平)4 198.5 MHz(水平)3 948 MHz(右旋)12 741 MHz(垂直)B極化信標(biāo)3 626.3 MHz(垂直)3 698 MHz(垂直)3 950 MHz(左旋)12 745 MHz(水平)軌控精度±0.05°±0.05°±0.05°±0.05°發(fā)射時(shí)間2012.3.312018.5.42009.10.292011.6.21

1.3 鏈路參數(shù)計(jì)算

衛(wèi)星的G/T值(又稱品質(zhì)因數(shù))是描述衛(wèi)星接收能力的主要指標(biāo)，其中G為衛(wèi)星天線的接收增益，T為接收系統(tǒng)的等效噪聲溫度，G/T值越大，衛(wèi)星的接收性能越好。當(dāng)?shù)孛嬲景l(fā)射功率和通信帶寬一定時(shí)，衛(wèi)星的G/T值可影響衛(wèi)星通信上行鏈路的載噪比。

衛(wèi)星的等效全向輻射功率(EIRP)值是衛(wèi)星通信的一個(gè)主要參數(shù)，是衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器在指定方向上的輻射功率，描述衛(wèi)星對(duì)地面發(fā)射能力的重要指標(biāo)，為星上發(fā)射機(jī)功率與天線增益的乘積[10]。當(dāng)?shù)孛嬲镜腉/T值和通信帶寬一定時(shí)，衛(wèi)星的EIRP值可影響衛(wèi)星通信下行鏈路的載噪比。

中心站需對(duì)轉(zhuǎn)星前后2顆衛(wèi)星的EIRP值與G/T值覆蓋特性進(jìn)行對(duì)比，由于轉(zhuǎn)星前后的2顆衛(wèi)星的EIRP值和G/T值的覆蓋圖存在差異，衛(wèi)星通信網(wǎng)內(nèi)的地面站如果分布在差異區(qū)域，需要進(jìn)行鏈路預(yù)算，重新評(píng)估該站的上行能力，相應(yīng)提高或降低發(fā)射功率，以保持轉(zhuǎn)星前后衛(wèi)通電路工作狀態(tài)，最大限度地降低風(fēng)險(xiǎn)。

因此，在全網(wǎng)轉(zhuǎn)星前，中心站應(yīng)提前從衛(wèi)星公司處了解各個(gè)地面站所在地理位置的EIRP值與G/T值，計(jì)算前后變化量，提前做好鏈路預(yù)算。

衛(wèi)星通信的鏈路基本模型如圖2所示。以地面站天線向衛(wèi)星發(fā)送的上行信號(hào)為例：天線的發(fā)射增益為GE，發(fā)射功率為PE；通信衛(wèi)星通過星載天線接收信號(hào)，由衛(wèi)星公司所給EIRP輻射圖及地球站經(jīng)緯度查得在該地球站位置，得到全向輻射功率EIRPs及品質(zhì)因數(shù)G/TS的值。

圖2 衛(wèi)星通信鏈路模型

此時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)器接收某一載波的載噪比值為：

(1)

式中，EIRPE為地球站發(fā)送單一載波時(shí)的等效全向輻射功率；LOSSESup為上行鏈路傳輸損耗；G/TS為衛(wèi)星天線在該點(diǎn)的品質(zhì)因數(shù)；K為波爾茲曼常數(shù)；B為等效噪聲帶寬。

地面站接收下行載波載噪比為：

(2)

式中，G/TE為地球站天線的品質(zhì)因數(shù)；LOSSESdown為下行鏈路自由空間損耗；Y為分配因子，即目標(biāo)載波的輸出功率在總功率中的占比，當(dāng)認(rèn)為轉(zhuǎn)發(fā)器某一載波輸入功率或EIRP在總輸入功率或EIRP中所占的比例與輸出中所占比例相同，則Y可認(rèn)為是載波帶寬與整個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬的比值。

轉(zhuǎn)星前后，衛(wèi)星的EIRP及G/T值會(huì)發(fā)生變化，因此由式(1)和式(2)可以看出，上下行的載噪比也會(huì)發(fā)生變化，中央站需要提前計(jì)算好需轉(zhuǎn)星的各地球收發(fā)載波的功率變化，在上星前進(jìn)行發(fā)電平調(diào)整或增加衰減等準(zhǔn)備。

以一個(gè)典型C頻段衛(wèi)星上行鏈路的計(jì)算為例。假設(shè)上行鏈路發(fā)射功率為100 W，目標(biāo)載波帶寬為2 MHz，發(fā)射和接收拋物面天線的直徑均為7.3 m，天線效率為60%，饋源損耗為0.3 dB，經(jīng)測(cè)量得G/T值為39 dB/K。衛(wèi)星處于距離為36 000 km的軌道，工作頻率為6 GHz，轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬為36 MHz，根據(jù)衛(wèi)星公司提供的EIRP覆蓋圖和G/T值覆蓋圖，衛(wèi)星在該點(diǎn)的EIRP值為38 dBW，G/T值為-8.6 dB/K，大氣損耗為0.5 dB，衛(wèi)星天線饋源損耗為0.5 dB。這是中速率網(wǎng)絡(luò)VSAT上行鏈路的典型參數(shù)。

首先計(jì)算地面站天線收發(fā)增益為：

GE=10lg(109.66×f2×d2×η)=51.01 dBi，

(3)

式中，f為電磁波頻率(GHz)；d為天線直徑(m)；η為天線效率?？梢郧蟮玫孛嫣炀€等效全向輻射功率為：

EIRPE=PE+GE=10lg100+51.01=71.01 dBW，

(4)

鏈路自由空間路徑損耗為：

LFS=20lgf+20lgr+32.44，

(5)

則上行鏈路損耗為：

LOSSESup=20lgf+20lgr+32.44-0.5-0.5=198.12，

(6)

下行鏈路損耗為：

LOSSESdown=20lgf+20lgr+32.44-0.5-0.3=194.78。

(7)

根據(jù)式(1)，可以求得衛(wèi)星接收地面發(fā)送載波的載噪比為：

71.01-198.12+(-8.6)+228.6-10lg36×106=15.89 dB。

(8)

根據(jù)式(2)，可以求得地面接收衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)載波的載噪比為：

38-12.55-194.78+41.3+228.6-75.5=25.07 dB。

(9)

根據(jù)式(8)和式(9)的計(jì)算結(jié)果，可以在上星前有計(jì)劃地調(diào)整功放的輸出功率和發(fā)電平。

1.4 天線參數(shù)計(jì)算

中心站應(yīng)提前統(tǒng)計(jì)全網(wǎng)地面站的地理坐標(biāo)、天線口徑、天線驅(qū)動(dòng)方式和極化調(diào)整方式，計(jì)算并發(fā)布全網(wǎng)各站的天線方位角、俯仰角和極化角。中心站還可采用Orbition等軟件，對(duì)衛(wèi)星的在軌漂移情況進(jìn)行24 h跡跟蹤[11]。靜止軌道衛(wèi)星一般在誤差范圍內(nèi)，以定點(diǎn)的經(jīng)度和0°緯度為中心進(jìn)行八字漂移。當(dāng)衛(wèi)星在赤道正上空時(shí)，即緯度偏差量接近0°時(shí)，視為最佳對(duì)星時(shí)刻。確定最佳對(duì)星時(shí)刻，以滿足網(wǎng)內(nèi)無跟蹤能力小口徑天線的對(duì)星需求?；蛘咧行恼臼褂镁哂胁竭M(jìn)跟蹤功能的天線，對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行24 h跟蹤，記錄伺服系統(tǒng)的方位、俯仰值變化情況，繪制跟蹤曲線，以便于掌握衛(wèi)星實(shí)際漂移情況，并據(jù)此對(duì)網(wǎng)內(nèi)地球站進(jìn)行對(duì)星指導(dǎo)。這些工作對(duì)天線準(zhǔn)確指向具有一定傾斜角的靜止軌道衛(wèi)星，會(huì)有很大幫助。

1.5 各站準(zhǔn)備工作

中心站應(yīng)及時(shí)了解全網(wǎng)各站對(duì)天線的維護(hù)情況，指導(dǎo)解決遠(yuǎn)端站轉(zhuǎn)星面臨的困難；網(wǎng)內(nèi)所有參與轉(zhuǎn)星工作的地面站，都應(yīng)提前檢查天線的機(jī)械結(jié)構(gòu)，對(duì)天線銹蝕部分做處理，對(duì)絲杠、螺栓等處涂抹油脂進(jìn)行潤(rùn)滑；檢查波導(dǎo)、電纜長(zhǎng)度是否有足夠余量；檢查跟蹤接收機(jī)、天線控制單元、鏈路設(shè)備及監(jiān)視系統(tǒng)工作是否正常；檢查饋源是否可以轉(zhuǎn)動(dòng)，是否能夠進(jìn)行極化角調(diào)整；檢查驅(qū)動(dòng)設(shè)備，可在無傳輸業(yè)務(wù)時(shí)，大范圍驅(qū)動(dòng)天線；如需更換天線扇區(qū)，則準(zhǔn)備換扇區(qū)需使用的工具。另外，還應(yīng)當(dāng)順著天線即將指向的方向向前觀察，是否存在遮擋，若有遮擋物，應(yīng)提前清除。

在轉(zhuǎn)星前，各個(gè)衛(wèi)通站應(yīng)提前保存頻譜圖，記錄載波狀態(tài)；詳細(xì)記錄在用線路的接收電平、接收Eb/N0等參數(shù)，以便事后對(duì)比。

1.6 儀表與工具準(zhǔn)備

在轉(zhuǎn)星過程中和測(cè)試時(shí)可能會(huì)用到以下儀表和工具：頻譜儀、誤碼儀、信號(hào)源(無調(diào)制解調(diào)器的站)、指北針(無ACU的站)、萬用表、量角器、組合扳手、螺絲刀、黃油或二硫化鉬、螺栓松動(dòng)劑、銅棒、繩索和安全帶等，均需在轉(zhuǎn)星工作開始前完成準(zhǔn)備。

2 轉(zhuǎn)星實(shí)施流程

轉(zhuǎn)星工作流程如圖3所示。實(shí)施流程主要包括天線對(duì)星和入網(wǎng)測(cè)試兩部分。各地面站根據(jù)中心站發(fā)布的全網(wǎng)對(duì)星方案，確定本站天線的方位角和俯仰角并對(duì)相關(guān)信道設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，準(zhǔn)備實(shí)施對(duì)星操作；在準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)所使用的新衛(wèi)星后，聯(lián)系衛(wèi)星公司，進(jìn)行入網(wǎng)測(cè)試，測(cè)試新入網(wǎng)天線的極化隔離度、上行發(fā)電平標(biāo)定等工作。

圖3 轉(zhuǎn)星工作流程

2.1 天線對(duì)星

對(duì)于具有伺服跟蹤系統(tǒng)的天線，在伺服系統(tǒng)的控制下，驅(qū)動(dòng)天線轉(zhuǎn)到所需位置；而沒有伺服系統(tǒng)的天線，則需要通過手動(dòng)方式調(diào)整天線的方位角和俯仰角。

大口徑天線一般有2～3個(gè)工作扇區(qū)，應(yīng)提前了解每個(gè)扇區(qū)的工作范圍，并與理論方位角比對(duì)，判斷天線是否需要更換扇區(qū)。需要特別注意的是，天線處于某一扇區(qū)時(shí)，絲杠伸，方位角變大；絲杠縮，方位角變小。而在更換到相鄰扇區(qū)后，恰恰與之相反。因此，在換檔之后，需要改變方位電機(jī)輸入三相電源的相序。在大范圍轉(zhuǎn)動(dòng)天線的過程中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注軟波導(dǎo)，必要的時(shí)候，可事先將軟波導(dǎo)一端卸開，以免波導(dǎo)受力過大而斷裂。在方位和俯仰都轉(zhuǎn)到預(yù)定角度后，根據(jù)跟蹤接收機(jī)或頻譜儀接收衛(wèi)星信標(biāo)信號(hào)的強(qiáng)弱，微調(diào)天線，尋找到峰值后，記下角度與電平值，然后分別向上、下、左、右4個(gè)方向較大范圍地轉(zhuǎn)動(dòng)天線，觀察信標(biāo)變化情況，以防天線指向旁瓣。一般來說，對(duì)星過程可先確定俯仰，后轉(zhuǎn)動(dòng)方位，交替掃描，確定天線的最終指向。

各站在完成天線對(duì)星后，還需修改上、下變頻器中心頻率、跟蹤接收機(jī)頻率等參數(shù)，并做好調(diào)整極化角進(jìn)行隔離度測(cè)試的準(zhǔn)備。

也可能遇到一種特殊的轉(zhuǎn)星：新衛(wèi)星替代處于同一軌位、壽命末期的舊衛(wèi)星。2顆衛(wèi)星會(huì)在安全距離內(nèi)，短時(shí)間保持共軌。這種情況下，各站不需要進(jìn)行天線指向調(diào)整，方位角、俯仰角以及極化角保持不變；信道設(shè)備的上、下變頻器根據(jù)租用頻率的變化而調(diào)整；跟蹤接收機(jī)設(shè)置為新衛(wèi)星的信標(biāo)頻率。當(dāng)新衛(wèi)星開啟轉(zhuǎn)發(fā)器后，由于舊衛(wèi)星的轉(zhuǎn)發(fā)器尚未關(guān)閉，用戶會(huì)同時(shí)接收2顆衛(wèi)星的疊加信號(hào)，將會(huì)造成短時(shí)間的線路中斷，待舊衛(wèi)星關(guān)閉轉(zhuǎn)發(fā)器后，線路將恢復(fù)正常。在轉(zhuǎn)星完成后，各站應(yīng)及時(shí)使用新衛(wèi)星的信標(biāo)，進(jìn)行天線跟蹤。

2.2 開通測(cè)試

在天線對(duì)準(zhǔn)新衛(wèi)星后，需要進(jìn)行天線入網(wǎng)測(cè)試。新天線在入網(wǎng)時(shí)，需要進(jìn)行天線收發(fā)方向圖、天線增益、計(jì)劃隔離度、G/T值、EIRP和頻率穩(wěn)定度等測(cè)試工作。而在轉(zhuǎn)星之后，天線一般只需要在衛(wèi)星公司的組織下，進(jìn)行極化隔離度測(cè)試、業(yè)務(wù)載波的電平標(biāo)定等工作。

2.2.1 極化的調(diào)整與測(cè)試

天線的發(fā)射極化隔離度是天線入網(wǎng)測(cè)試的一個(gè)重要指標(biāo)。由于轉(zhuǎn)星前，網(wǎng)內(nèi)的天線都已經(jīng)通過了入網(wǎng)驗(yàn)證，所以在轉(zhuǎn)星后，衛(wèi)星公司所要求的強(qiáng)制性測(cè)試只有發(fā)射極化隔離度。

發(fā)射極化隔離度，描述的是發(fā)射到主極化的有用信號(hào)和泄露到反極化的無用信號(hào)功率之比，對(duì)于工作在線極化方式的天線，極化隔離度指標(biāo)為30.0 dB[12]。

天線極化隔離度的測(cè)試通常使用監(jiān)測(cè)站協(xié)助的方法，即被測(cè)站在主極化發(fā)射端口發(fā)單載波；單載波通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)后，協(xié)助測(cè)試的監(jiān)測(cè)站接收正反2種極化下行信號(hào)，在頻譜儀上觀察接主極化信號(hào)和反極化信號(hào)，并指揮被測(cè)站調(diào)整天線的極化角，使主極化信號(hào)與泄露到反極化的信號(hào)電平差達(dá)到最大，其差值即為被測(cè)站的發(fā)極化隔離度[13-15]。極化隔離度測(cè)試頻譜示意如圖4所示。

圖4 極化隔離度測(cè)試頻譜示意

標(biāo)準(zhǔn)C波段衛(wèi)星上、下行的轉(zhuǎn)發(fā)頻差是2 225 MHz，而星上主極化和反極化轉(zhuǎn)發(fā)器的本振頻率一般存在幾百到幾千Hz的頻差。圖4中，將基噪用直線表示，縱坐標(biāo)為參考電平值，橫坐標(biāo)為頻率，總掃描范圍SPAN為5 kHz，存在著同頻信號(hào)A與C，異頻信號(hào)A與B。信號(hào)A是被測(cè)站所發(fā)信號(hào)經(jīng)主極化轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)，在監(jiān)測(cè)站用主極化收端口收到的信號(hào)；信號(hào)B是主極化信號(hào)在發(fā)端的反極化分量經(jīng)反極化轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)，在監(jiān)測(cè)站反極化收端口收到的信號(hào)；信號(hào)C是主極化信號(hào)經(jīng)主極化轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)，在監(jiān)測(cè)站反極化收端口收到的信號(hào)。由圖4可以看出，AB之差是被測(cè)站的發(fā)極化隔離度，而AC之差是監(jiān)測(cè)站天線的收極化隔離度。被測(cè)站操作人員需要手動(dòng)或自動(dòng)去調(diào)整天線的饋源網(wǎng)絡(luò)或雙工器，使反極化信號(hào)B電平達(dá)到最小。

測(cè)試時(shí)，被測(cè)站所發(fā)的單載波的載噪比應(yīng)大于40 dB。在開始時(shí)，載噪比不應(yīng)過大，在10 dB左右即可，首先要驗(yàn)證對(duì)星是否準(zhǔn)確，以免干擾臨星；其次也可避免因極化角偏離理論值過大，而干擾反極化轉(zhuǎn)發(fā)器用戶。在衛(wèi)星公司的指導(dǎo)下，逐步地提高到40 dB。極化隔離度的測(cè)試還應(yīng)當(dāng)考慮星上正、反極化轉(zhuǎn)發(fā)器的增益差(可從衛(wèi)星公司得知)，以及測(cè)試應(yīng)該在晴天時(shí)進(jìn)行。

2.2.2 其他調(diào)整與測(cè)試

在通過極化隔離度的測(cè)試后，要進(jìn)行以下調(diào)整和測(cè)試：

① 頻率調(diào)整。按照分配的轉(zhuǎn)發(fā)器頻率范圍確定上、下變頻器頻率參數(shù)，根據(jù)中心站分配的使用頻率設(shè)置調(diào)制解調(diào)器相關(guān)參數(shù)，發(fā)起業(yè)務(wù)載波。

② 電平調(diào)整。在中心站的指導(dǎo)下，發(fā)起業(yè)務(wù)載波，根據(jù)對(duì)端接收情況，調(diào)整本端發(fā)電平，直至對(duì)端信噪比達(dá)到合適值。調(diào)整下變頻器衰減，使調(diào)制解調(diào)器接收電平工作在正常范圍。

③ 鏈路質(zhì)量測(cè)試。在電平調(diào)整后，通信雙方進(jìn)行連通性測(cè)試或誤碼測(cè)試，測(cè)試鏈路質(zhì)量是否滿足指標(biāo)。

3 結(jié)束語(yǔ)

衛(wèi)星通信網(wǎng)的全網(wǎng)轉(zhuǎn)星問題是衛(wèi)星通信網(wǎng)在運(yùn)營(yíng)中不可避免的一個(gè)問題，本文從工程實(shí)踐角度出發(fā)，首先分析了轉(zhuǎn)星工作可能遇到的困難，然后對(duì)轉(zhuǎn)星前作為指揮調(diào)度的中心站和網(wǎng)內(nèi)其他地面站需要做的準(zhǔn)備工作做了較詳細(xì)的介紹，最后細(xì)致描述了衛(wèi)星通信網(wǎng)轉(zhuǎn)星的具體流程，并對(duì)轉(zhuǎn)星過程中不同類型天線可能面臨的問題，以及極化隔離度的測(cè)試等問題做了較清晰的闡述，對(duì)衛(wèi)通網(wǎng)的轉(zhuǎn)星工作具有一定的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。