航天测量船卫星通信地球站技术
作者：张建飞
出版时间：2018年版
内容简介
本书根据新一代航天远洋测量船船载卫星通信地球站工程设计、建设与实际应用，结合近几年有关船载卫星通信地球站课题开展的成果和一线岗位实际的工作经验，全面地对船载卫星通信地球站相关知识、通信信道终端、天线伺服控制以及设备系统管理等技术进行了介绍，具有较高的推广应用价值。本书主要内容包括卫星通信基础知识、信道传输技术及设备、站监控、通信链路计算、天线伺服、位置检测、驱动与传动、天线稳定及跟踪、船载天线故障预警与诊断技术等，同时介绍了船载卫星通信地球站常用仪器仪表的性能和基本操作，提供了船载卫星通信地球站系统设备维护和性能指标测试方法。
目录
第 1章 绪论\t1
1．1 卫星通信简介\t1
1．1．1 卫星通信基本概念\t1
1．1．2 卫星通信系统的分类\t2
1．1．3 卫星通信工作频段\t3
1．1．4 卫星通信的特点\t4
1．2 卫星通信地球站\t5
1．2．1 卫通站的分类\t7
1．2．2 卫通站设备组成\t10
1．3 测量船船载移动卫通站\t12
1．3．1 系统组成\t12
1．3．2 内外关系\t15
1．3．3 主要性能指标\t16
1．3．4 主要特点\t17
第 2章 卫星通信基础\t18
2．1 电波传输\t18
2．1．1 自由空间的电波传播\t18
2．1．2 电波传播方式\t21
2．1．3 电波传播中的衰落特性\t22
2．1．4 卫星通信链路\t25
2．1．5 卫星链路抗衰落技术\t28
2．2 通信体制\t30
2．2．1 多址联接技术\t30
2．2．2 多址分配制度\t31
2．2．3 调制解调方式\t33
2．2．4 信源编码技术\t34
2．2．5 差错控制编码技术\t36
2．3 通信卫星\t36
2．3．1 卫星运行轨道及分类\t36
2．3．2 通信卫星的组成\t38
2．3．3 卫星载波覆盖范围\t40
2．3．4 地球静止卫星\t41
第3章 天线与馈源技术\t44
3．1 天线技术\t44
3．1．1 天线的功能\t44
3．1．2 卫通站天线的基本组成及其作用\t44
3．1．3 卫星通信天线的常用类型\t45
3．1．4 天线主要技术参数\t49
3．1．5 测量船船载卫通天线简介\t51
3．2 馈源技术\t54
3．2．1 多模馈源喇叭\t55
3．2．2 TE21模耦合器\t56
3．3 天线极化技术\t57
3．3．1 线极化\t57
3．3．2 圆极化\t58
3．3．3 天线极化转换工作原理\t58
第4章 信道传输技术及设备\t59
4．1 调制解调与编码技术\t59
4．1．1 调制解调技术\t59
4．1．2 信道编码技术\t62
4．1．3 调制解调器简介\t66
4．2 变频器\t76
4．2．1 变频器的组成及分类\t76
4．2．2 变频器的工作原理\t79
4．2．3 上变频器\t82
4．2．4 下变频器\t85
4．3 微波功率放大器\t89
4．3．1 微波功率放大器的作用及特点\t90
4．3．2 微波功率放大器的组成\t90
4．3．3 微波功率放大器原理及性能\t91
4．4 低噪声放大器\t93
4．4．1 低噪声放大器的作用\t93
4．4．2 低噪声放大器的工作原理\t94
4．4．3 低噪声放大器分系统的组成及控制\t95
4．4．4 低噪声放大器简介\t97
4．5 射频光纤传输系统\t99
4．5．1 射频光纤传输系统在卫通站中的应用\t99
4．5．2 工作原理\t99
4．5．3 备份模式\t100
4．5．4 参数指标\t101
第5章 站监控技术\t102
5．1 概述\t102
5．2 系统组成及工作原理\t103
5．2．1 系统组成\t103
5．2．2 工作原理\t104
5．2．3 工作模式\t105
5．3 主要功能\t105
5．3．1 站内监控软件的主要功能\t105
5．3．2 集中监控软件的主要功能\t106
5．3．3 技术指标要求\t107
5．3．4 使用要求\t107
5．4 监控项目\t107
5．4．1 监控范围\t107
5．4．2 监视控制项目\t108
5．5 主要工作流程\t108
5．5．1 站内监控流程\t108
5．5．2 集中监控流程\t109
5．6 站内监控设计\t110
5．7 集中监控设计\t112
5．8 网管信道分析\t114
第6章 卫星通信链路计算\t116
6．1 卫星通信电波传播特性\t116
6．1．1 自由空间传播损耗\t116
6．1．2 大气损耗\t117
6．2 噪声系数和噪声温度\t118
6．3 卫星链路计算\t119
6．4 卫星链路计算实例\t122
6．4．1 典型卫星参数\t122
6．4．2 地球站有关参数\t123
6．4．3 信道传输参数\t123
6．4．4 链路计算过程及结果\t123
第7章 天线伺服技术\t127
7．1 天线伺服系统\t127
7．1．1 伺服系统分类\t128
7．1．2 基本组成和工作原理\t131
7．1．3 伺服系统主要指标\t133
7．2 船载卫通站伺服系统\t134
7．2．1 稳定和跟踪体制\t134
7．2．2 伺服系统跟踪基本原理\t134
7．2．3 系统基本构成\t135
第8章 位置检测系统\t138
8．1 感应同步器\t139
8．1．1 结构\t139
8．1．2 工作原理\t140
8．1．3 测量方法\t141
8．2 轴角检测与编码技术\t142
8．2．1 自整角机\t142
8．2．2 旋转变压器\t147
8．2．3 编码器\t153
8．2．4 光电编码器\t157
第9章 驱动与传动技术\t160
9．1 步进伺服系统\t160
9．1．1 概述\t160
9．1．2 步进电动机的分类、结构及特点\t161
9．1．3 步进电动机的工作原理、主要参数及选用\t162
9．1．4 步进电动机的驱动与控制\t165
9．2 直流伺服系统\t168
9．2．1 直流电动机\t168
9．2．2 直流伺服电动机\t170
9．2．3 可控硅调压和脉宽调压\t173
9．2．4 直流伺服电动机调速系统\t178
9．3 交流伺服系统\t180
9．3．1 交流电动机及其调速系统\t181
9．3．2 异步交流伺服电动机的工作原理\t185
9．3．3 永磁同步交流伺服电动机\t187
9．3．4 双闭环消隙交流伺服驱动功放\t189
9．4 伺服传动间隙的影响及其补偿\t192
9．4．1 机械传动的间隙\t192
9．4．2 传动间隙的影响\t193
9．4．3 伺服系统的电消隙传动\t193
9．5 典型的伺服驱动系统\t196
第 10章 船摇隔离技术\t201
10．1 船摇隔离及稳定\t202
10．1．1 稳定精度的度量\t202
10．1．2 隔离度表达式\t202
10．2 外引导隔离技术\t203
10．3 陀螺稳定平台\t204
10．3．1 陀螺稳定环路\t204
10．3．2 光纤陀螺仪\t208
10．4 前馈隔离技术\t209
10．4．1 前馈问题\t209
10．4．2 前馈补偿\t209
10．5 陀螺环路的预期特性\t211
10．5．1 陀螺环路结构特性\t211
10．5．2 前馈补结构特性\t211
10．5．3 搜索位置环\t212
第 11章 天线跟踪技术\t213
11．1 概述\t213
11．1．1 系统组成\t213
11．1．2 跟踪方式\t214
11．2 程序跟踪\t214
11．2．1 天线角度预报\t214
11．2．2 环路控制特点\t215
11．3 步进跟踪\t215
11．3．1 基本原理\t215
11．3．2 同一步式跟踪\t216
11．3．3 双向搜索步进跟踪\t216
11．3．4 记忆极值式跟踪\t217
11．4 圆锥扫描跟踪\t218
11．4．1 概述\t218
11．4．2 基本原理\t218
11．4．3 圆锥扫描跟踪体制\t218
11．5 单脉冲跟踪\t219
11．5．1 概述\t219
11．5．2 跟踪方式\t220
11．5．3 测量船卫通站天线A-E-C三轴跟踪\t223
11．5．4 单脉冲跟踪接收机\t225
11．6 极化跟踪\t230
11．6．1 极化变换器\t231
11．6．2 A-E-C三轴座架下的极化跟踪特点\t232
11．6．3 极化变换网络设计\t232
11．6．4 天线高仰角跟踪有关问题\t234
11．7 船载天线动态校相\t236
11．7．1 基本原理\t237
11．7．2 实现动态校相的技术方法\t239
11．7．3 动态校相达到的效果\t240
第 12章 天线伺服传动系统故障预警技术\t242
12．1 测点布置及传感器\t243
12．2 下位机监测软件\t244
12．3 上位机数据库\t248
12．4 上位机诊断软件\t250
12．4．1 人工精密分析工具\t251
12．4．2 智能诊断方法\t262
第 13章 船载卫通站指标测试\t267
13．1 伺服系统指标\t267
13．1．1 船摇隔离度\t267
13．1．2 跟踪精度\t268
13．1．3 跟踪环路性能\t269
13．1．4 动态捕获概率\t270
13．2 伺服系统性能\t271
13．2．1 天线驱动范围及限位功能\t271
13．2．2 伺服整体驱动性能\t271
13．2．3 天线动态性能\t272
13．2．4 线极化面调整范围\t274
13．2．5 码头捕获概率统计\t275
13．3 跟踪接收机\t276
13．3．1 输入频率及频率捕获范围\t276
13．3．2 AGC控制范围及特性\t278
13．3．3 (E和(C差斜率及交叉耦合\t280
13．4 终端及信道分系统\t281
13．4．1 系统电平调整\t281
13．4．2 EIRP能力测试\t283
13．4．3 上行功率电平稳定度测试\t285
13．4．4 上行线路中频-射频幅度频率特性和群时延特性测试\t286
13．4．5 杂散辐射（不含互调产物）测试\t287
13．4．6 上行系统相位噪声测试\t289
13．4．7 下行线路射频-中频负担频率特性和群时延特性测试\t291
13．4．8 下行系统相位噪声测试\t293
13．4．9 上星自环中继信道、用户信道误码率测试\t294
13．4．10 双方对通用户信道、中继信道误码率\t295
13．5 终端及信道分系统各环路\t296
13．5．1 卫星模拟转发器射频环误码率\t296
13．5．2 中频环误码率\t297
13．5．3 基带环误码率\t298
13．6 信道终端设备\t298
13．6．1 低噪声放大器增益-频率特性测试\t298
13．6．2 变频器幅度频率响应特性测试\t300
13．6．3 变频器群时延特性测试\t301
13．6．4 变频器相位噪声测试\t303
13．6．5 高功放输出功率测试\t304
13．6．6 高功放增益测试\t305
13．6．7 高功放增益-频率特性测试\t306
13．7 终端及信道分系统任务开通测试\t307
13．7．1 系统误码率曲线测试\t307
13．7．2 系统24h误码率测试\t310
13．7．3 调制器输出频谱测试\t311
13．7．4 HPA输出频谱测试\t312
第 14章 船载卫通站常用仪器、仪表\t314
14．1 频谱分析仪\t314
14．1．1 工作原理\t314
14．1．2 技术指标\t316
14．1．3 基本操作\t319
14．1．4 维护保养及注意事项\t326
14．2 误码测试仪\t327
14．2．1 工作原理\t327
14．2．2 技术指标\t329
14．2．3 基本操作方法\t331
14．2．4 维护保养及注意事项\t335
14．3 信号发生器\t335
14．3．1 工作原理\t336
14．3．2 技术指标\t337
14．3．3 基本操作\t339
14．3．4 维护保养及注意事项\t342
14．4 数字示波器\t343
14．4．1 工作原理\t343
14．4．2 技术指标\t345
14．4．3 基本操作\t347
14．4．4 维护保养及其注意事项\t350
附录A 缩略语\t352
附录B 风力等级\t362
附录C 涌浪等级\t363
参考文献\t364
