亚太5号卫星通信链路技术报告.doc

亚太5号卫星通信链路技术报告一、概述亚太V号卫星由劳拉空间系统公司制造，是一颗先进的高功率通信卫星。亚太 V 号基于成熟可靠的 FS-1300 卫星平台，共搭载 38 个 C 波段和 16 个 Ku 波段转发器。 C 波段提供广阔的覆盖包括亚洲，澳大利亚，新西兰，太平洋岛国和夏威夷，高功率的 Ku 波段转发器提供对包括中国大陆、印度、台湾、香港地区以及韩国的覆盖。亚太 V 号卫星为区域内的客户提供电视节目传输、直播到户、互联网以及 VSAT 等业务，并通过夏威夷波束提供连接北美的链路。 其于 2004 年 6 月 29 日由海上发射运载火箭发射成功，卫星定点于东经 138 度以接替亚太 I 号卫星，预计的亚太 V 号卫星在轨寿命为 15 年。亚太5号卫星技术参数表型号FS 1300服务寿命超过15年轨道位置东经138度定点保持0.05 (E/W, N/S)C波段Ku波段覆盖范围中国、印度、东南亚、澳洲、新西兰、太平洋群岛、夏威夷波束 1 ：中国 波束 2 ：中国、印度以及朝鲜半岛 转发器数目38个波束 1 ： 8 个 波束 2 ： 8 个 行波管放大器功率60W139W等效全向幅射功率33至41dBW波束 1 ： 45 至 59dBW 波束 2 ： 46 至 50dBW 质量因素-9至+1dB/K波束 1 ： -4.5 9.5 dB/K 波束 2 ： -4dB/K ( 覆盖区边缘 ) 增益控制模式固定增益控制和自动增益控制频率范围接收：5850至6650GHz发射：3400至4200GHz接收：14.0至14.5GHz发射：12.25至12.75GHz极化双线极化双线极化 卫星覆盖地区如下图，红色为Ku段覆盖区域，黄色为C波段覆盖区域二、通信链路技术分析亚太5号卫星的通信数据链路中星上发射端由C波段和Ku波段组成，其中国波束由Ku波段组成，下行频率为12.25-12.75GHz，以49-55dbW的等效全向辐射功率面向中国大陆，这使得在中国大陆使用直径0.6m的家用碟形天线就可以接收到卫星电视节目。1、 地面段亚太5号卫星的卫星控制中心座落于香港大埔工业村，占地85000平方尺。其建筑面积达19000平方尺，聘有40名在卫星及通信方面具有丰富经验的专家及工程师，时刻控制及监察各亚太卫星系统卫星。卫星控制中心分别以6/4GHz（C频段）及14/12GHz（Ku频段）运作，以便对亚太卫星系统个卫星进行全天候跟踪、遥测、控制及通讯业务检测等业务操作。该中心现有6组天线（C频段包括13m，5.5m，11m，6.,.1m及9m；Ku频段则为8.1m）及9套发射设施与相关设备。11m天线为一组可支援转移轨道功能的全动式单脉冲跟踪天线。2、 空间段（星上设备）亚太5号卫星由38个C波段和Ku波段的全向增益天线组成，其中Ku波段采用双线极化方式，其面向中国大陆的波束1采用45-59dbW的固定/可调式天线，天线的有效功率在12GHz左右时大约在0.55，即zta=0.6。根据天线增益公式，A为天线口面积，可以求得在中国大陆方向上的天线增益为30dB左右。其行波管的放大功率为138W，星上的EIRP综合数值可以达到55dBw。3、 传输损耗自由空间损耗FSL：亚太5号卫星距离地面大约40000KM，根据自由空间损耗公式FSL=32.4+20logr+20logf，星地之间的自由空间损耗大约在207dB。馈线损耗和天线指向误差损耗：馈线损耗与地面站的天线馈线的质量和环境有关，由于亚星公司是一家专业的卫星运营公司，馈线损耗通常很小，我们在这里取1.5dB进行分析。天线指向误差损耗通常只有零点几分贝，在这里也进行忽略。大气吸收与计划误差损耗：根据在加拿大安大略省对卫星大气损耗的数据，取其平均值大约在0.5dB左右，计划误差损耗通常很小，也予以忽略。综上所述，亚太5号卫星星地之间的总损耗LOSSES210dB。4、 系统噪声天线噪声：天线噪声大致可以分为两类，一类是由天线损耗影起的噪声，另一类是天空噪声，即宇宙背景辐射。在Ku波段，12GHz的条件下，可以认为1.8m的天线在20仰角时的等效噪声温度典型值为80K。放大器噪声：放大器噪声温度和第一级放大器的质量与所处环境关系巨大，根据亚星公司的设计数据，接收机噪声系数大约为10dB，与接收机相连的LNA增益为40dB,噪声温度为120K输入端的总噪声温度根据公式Tin=（F-1）T0/10000+120120.3dB。5、 饱和通量密度使行波通量管TWAT达到饱和时接收天线所要求的通量密度被定义为饱和通量密度。其数值为EIRP/4r，根据亚星公司公布的数据，饱和通量密度在-77-98dBW/m。6、 输入、输出补偿TWAT中有多个载波同时工作，为了减小互调失真的影响，工作点必需退到TWAT传输特性的线性区。在亚太5号通信卫星中，共有38个波段进行工作，一般认为11dB的输入补偿和6dB的输出补偿可以达到要求。7、 降雨影响降雨对卫星通信链路带来的影响通常是去极化和噪声引入。亚太5A卫星主要面向亚洲进行数据传输，亚洲的降雨量较为丰富，一场中等大小的降雨会带来大约100K的等效噪声温度增加，这也是为什么下雨天卫星电视接收效果受影响的主要原因。8、 干扰亚太5号卫星所处的东经138位置上受到一定的一类干扰，主要是由于在静止卫星的轨道面上，定位卫星、气象卫星等多使用Ku波段，会对亚太5号卫星造成一定影响。亚太5号的卫星接收站分布在泰国，马来西亚，印度尼西亚等地，该地区收到地面站之间的干扰较小，有利于信号的接收。三、卫星数据帧结构亚太5号卫星采用国际上常用的通信卫星帧结构，分为同步头32bit，版本号和航天器识别各2bit，虚拟信道识别6bit，虚拟信道数据单元计数24bit，标志域8bit，数据单元512bit。帧结构中的有效信息在80%以上，具有较高的信息传输率。同时结合TDMA和SDMA技术，使得亚太5号卫星的收视效果较佳。四、 总结亚太5号卫星自2004年发射升空以来，运行状态良好，预计寿命达到了15.3年，同时作为替代卫星的亚太6号卫星也由长征3号乙运载火箭发射升空。亚星公司凭借亚太系列卫星跻身全球十大卫星转播公司，在许多国家和地区，卫星电视因为其良好的实时性和收视效果，收到了广大用户的青睐。但是亚太5号卫星也有不足之处