数事其术与变用
VSAT地面站工程
胡东东
(国家广电总局六二三台江苏常州213101)
摘要：本文以VSAT地面站的构成，评期地分析了地面站天线、发射机和接收机的工作原理。
关键词：VSAT天线发射机接收机中图分类号：TN927
文献标识码：A
1、前言
文章编号：1007-9416(2012)05-0205-02
3、发射机和接收机
VSAT是VerySmallApertureTerminal(甚小口径天线终端的简称。主要是指具有甚小口径天线，价格便宜，易于安装的智能化小型或微型地球站。本质上说，VSAT的功能与卫星通信中的常见地球站没有任何差别，但同普通的地球站相比，VSAT的接收天线的尺寸要小很多，价格也很低廉且容易安装。大多数VSAT系统都工作在Ku波段，其地面站天线直径为1m~2m，发射功率为1w 或2w。这些地面站通常组织成一个星形网络，在这个星形网络中，所有地面站都通过唯一一颗卫星连接到一个中心站。我局的广插影视VSAT网于2002年3月开始设计，至2003年7月验收通过并试运行，主要用于广播电视节目的应急播出、节目交换，勤务电话和数据传输。本文以VSAT地面站的构成，详细地分析了地面站天线，发
射机和接收机的工作原理。 2、天线
VSAT系统中的关键元素是VSAT地面站中所用的地面站天线。为了建造的简单，大天线通常是用一种对称结构来实现的，并且只有一个馈源。馈源可以在天线的前面(即前馈)或在天线的后面(即后馈)，如在卡塞格伦或格里高利设计中。图a给出了这三种天线结构。
前馈式天线有一个馈源在焦点上的批物面反射器，这个馈源常常是一个标量喇叭天线，即一个宽张角且内表面上有波纹的圆形波导喇叭。圆形对称样式可以使一个标量喇叭天线在所有平面内都有相等的波束宽度。当抛物面反射器只有一部分被使用时，就是一个偏焦反射器。
对称的损象的
的恢式
富临作式图a
格高利式
图a前馈式，卡塞格伦式和格里高利式天线的结构，上面三种结构是轴对称的，而下面三种结构则是能够相当大的减小孔径遮挡的偏馈设计。卡塞格伦天线的基本设计结构有一个抛物面的主反射器和一个双曲面的副反射器。副反射器的个焦点与主反射器的焦点重合；而馈源则处在副反射器的一个焦点上。目前，大型地面站天线都广泛采用卡塞格伦结构。卡塞格伦结构比格里高利结构更受人们的喜爱是因为它的副反射器离主反射器更近，从而就更容易支撑。但是，当处在个有严重的轴外干扰的环境中时，最好是采用偏馈的格里高利式天线。
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发射设备的任务是将基带调制信号发大到足够的功率电平，经馈线由天线间卫星发射，功率放大器可以是单载波工作也可以是多载波工作。目前，国际商用及国内卫星通信地球站使用的频率多为 C波段和KU波段少量为Ka波段或其他波段。高功放一般采用速调管，行波管或固态场效应管放大器。
接收设备的主要任务是把天线收集的来自卫星转发器的有用信号，经加工变换后，送给解调器，通常卫星信号经过约40000Km的远距离传输后，到达接收设备入口的信号电平及其微弱，一般只有 10-17W~10-18W的数量级，所以必须使用低噪声放大器，才能保证接收。
在接收部分，天线和馈送部件由波导连接到前端低噪声放大器(LNA)。在LNA之后，一个混频器/下变频器将信号从射频(RF)变换到中频(IF)。在经过滤波和放大之后，此中频信号被解调、去复用和译码，并将基带信号传送给用户。面发射部分是接收部分的镜像即反过程，只不过信号输入在基带，输出在射频，
VSAT地面站可以看做是两个基本部分组成的：室外单元(ODU)和室内单元(IDU)。如图b所示。
ODU
理双物项
IFL
IDU
图b用户装置示意图
VAST室外单元(ODU)的位置应设在与卫星畅通视线免受阻塞的地方。设备间链路(IFL)不但在ODU与室内单元(IDU)之间传送电信号，而且还承载着给ODU的电力供应以及来自IDU的控制信号。IDU通常位于用户工作站的台式计算机中并由基带处理单元和接口设备(如计算机的显示屏和键盘)所构成。若ODU中没有包含调制解调器和复用器/去复用器，则IDU中就会包含有这些设备。
ODU和IDU单元在图c中被进一步地分解。图中给出了调制器/解调器（调制解调器)在IDU中的VSAT的一个典型结构。有时低噪声单元(LNB)或低噪声变频器(LNC)和高功率单元(HPB)或高功率变频器(HPC)就包含了发射机和接收机的全部射频输出和射频输人级、上变频器和下变频器，并且在很多情况下还包含了调制解调器。
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