[發明專利]一種衛星通信系統及其前向標校方法

有效

• 申請號: 201410673650.2
• 申請日: 2014-11-21
• 公開（公告）號: CN104320176B
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 吳瑞榮;王遠;王慶華;張正宇;駱再紅
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙)34124
• 代理人: 方榮肖

技術領域

本發明涉及一種衛星通信系統及該衛星通信系統的衛星通信中的標校手段，具體是一種衛星通信系統及其前向標校方法。

背景技術

基于地面波束形成的衛星通信系統，由于衛星前向傳輸波束在地面形成，則每個通道數據加權后需要通過前向饋電鏈路由地面傳輸到星上，多個前向通道的數據通常通過頻分復用方式合成寬帶信號通過前向星地饋電鏈路傳輸到星上。衛星接收到前向饋電鏈路的寬帶信號后，分離出多個前向通道的數據，并分別送入衛星用戶段的前向發射通道，進而形成波束。但是，由于前向饋電鏈路無線信道及微波組件的影響，會導致頻分復用合成的寬帶信號不同頻段經歷不同的信道衰落，即衛星接收到的不同通道會經歷不同的幅度衰減、相位變化和時延，影響用戶段的前向波束形成性能。因此，需要采取一定的技術手段改善信號星地傳輸過程中不同通道受環境影響不同的狀況。前向標校指的是對地面站到衛星的前向鏈路中的信號傳輸采用一定的標校手段，以修正不同前向通道信號之間的時延、幅度、相位差值。

通常采用的前向標校方法是在地面設置標校站，利用標校站進行校正，前向鏈路的校正信號由地面站發出，經過星上前向處理通道，到達不同的標校站，校正站將得到的幅度、相位、時延差值傳給地面站，完成前向標校的過程。傳統的設置標校站校正通道信號的方法設備量大，使系統復雜，維護代價也高，浪費人力、物力。

發明內容

基于傳統的陣外設置標校站的前向標校手段，對天線形變、饋源與天線之間距離發生變化、饋源本身由于溫度變化引起的形變等引起的通道間幅度、相位和時延差進行校正，結果較為準確，但成本高，系統復雜，為了解決這一問題，本發明提出了一種衛星通信系統及其衛星通信中的前向標校方法。

本發明是這樣實現的，一種衛星通信系統，其包括至少一個地面站以及與該地面站采用衛星通信的衛星：該地面站包括第一頻分復用器、地面發射天線、地面接收天線、第一解頻分復用器、通道校正器、擴頻信號產生器、解擴處理器；該衛星包括星上接收天線、星上前向處理器、第二解頻分復用器、前向接收天線、第二頻分復用器、星上返向處理器、星上發射天線、耦合網絡、濾波變頻器；

該擴頻信號產生器用于使校正信號采用擴頻信號的形式生成N個相互正交的擴頻校正信號；該第一頻分復用器用于把N個擴頻校正信號分別調制到N個前向數據通道中進行頻分復用；該地面發射天線用于將經該第一頻分復用器頻分復用后的信號作為該地面站的發射信號發送至該衛星；

該星上接收天線用于接收該地面站的發射信號；該星上前向處理器用于對該地面站的發射信號進行前向處理；該第二解頻分復用器用于對經前向處理的信號進行解頻分復用分離出N個校正信號，并把N個校正信號送入衛星的該前向接收天線的輻射面背面的耦合網絡；該耦合網絡與該前向接收天線的每個前向發射通道相連，該耦合網絡輸出N個校正信號的疊加信號；該濾波變頻器對疊加信號進行濾波并變頻至衛星的返向接收通道的信號中心頻點；該第二頻分復用器用于把經過變頻后的疊加校正信號作為一個單獨通道與衛星的返向接收通道數據進行頻分復用；該星上返向處理器用于把頻分復用后的信號進行濾波、放大、變頻處理作為該衛星的發射信號，該衛星的發射信號通過該星上發射天線傳輸至該地面站；

該地面接收天線用于接收來自該衛星的發射信號；該第一解頻分復用器用于將該衛星的發射信號解頻分復用獲得疊加校正信號；該解擴處理器使用發送端產生的N個相互正交的擴頻校正信號進行解擴處理，進而獲得得到每個前向通道的幅度衰減、相位變化及時延信息；該通道校正器用于以第一個前向通道的幅度衰減、相位變化及時延信息為基準，對其他前向通道數據的幅度、相位及時延進行校正。

作為上述方案的進一步改進，該第二頻分復用器用于把經過變頻后的疊加校正信號作為一個單獨通道與衛星的返向接收通道數據進行頻分復用，把返向接收通道信號的中心頻率最大調制到f_h，把疊加校正信號調制到中心頻點f_h+Δ，其中Δ為數據通道與校正信號的頻率間隔。

本發明還提供一種衛星通信中的前向標校方法，其應用于上述衛星通信系統中，用于補償衛星與地面站之間前向饋電段采用頻分復用方式傳輸通道信號過程中不同通道受環境影響造成的不同失真，其中：該衛星通信中的前向標校方法包括以下步驟：

第一步，地面站：產生N個相互正交的擴頻校正信號，并把N個校正信號分別調制到N個前向數據通道中進行頻分復用，地面站把頻分復用后的信號進行射頻處理使用天線發射出去；