“动中通”系统配置技术分析

谢婷婷，吴 琼

(1. 中国人民解放军66736部队，北京 100144；2. 北京博大经开建设有限公司，北京 100176)

0 引言

在“动中通”技术的应用中，我国的卫星通信技术实现了进一步的发展和创新。相比较传统的“静中通”技术而言，“动中通”技术有着明显的不同，其应用优势也更加显著。因此，在卫星通信领域的发展中，技术人员一定要加强“动中通”技术的应用研究，并通过科学合理的技术措施来做好其系统配置，以此来发挥出其技术优势，促进卫星通信技术的革新。

1 “动中通”技术概述

“动中通”是将卫星通信技术和之前的“静中通”技术作为基础发展而来的一种新型卫星通信技术，通过该技术的应用，可以让移动卫星和地面之间建立起有效的通信。随着“动中通”技术在当今时代的发展，不仅让传统“静中通”技术的应用弊端得以有效解决，同时也在卫星和地面站之间建立起了连续性的信号传输，让这两者之间达到了实时通信的效果。将“动中通”技术合理应用到卫星通信系统中，将会为军事行动以及赈灾抢险等的各项行动提供良好的通信保障，让“动中通”形式的卫星通信技术在当今的信息化时代中发挥出强大的应用价值[1]。

相比较传统的“静中通”技术而言，“动中通”技术形式的卫星通信系统有着基本相同的拓扑结构，但是这两者在很多方面也表现出了很大程度的不同之处，具体情况如表1所示。

表1 不同点比较分析Tab.1 comparison and analysis of differences

2 “动中通”技术原理分析

“动中通”技术在具体的应用中，其关键的技术原理是移动形式通信效果的实现，同时为卫星移动状态下的通信稳定性提供有效保障。传统的卫星通信技术应用中，经常会出现信号传输不稳定甚至是传输偏移等的情况，进而对卫星通信系统的应用效果和相关领域的发展带来一定程度的阻碍。所以，伴随着当今科学技术的发展，“动中通”技术便可有效弥补这些不足，不仅让卫星通信过程中的信号变得更加稳定，也进一步提升了卫星通信的信号质量，让现代的卫星通信方面服务需求得到了很大程度的满足。

借助于“动中通”技术中的自动化跟踪系统，可以将卫星移动式位置变化作为基础，迅速、及时地对其位置偏移方向及其大小进行准确计算，让天线角度可与卫星实时的运行位置做到有效对应，以此来实现卫星信号的实施跟踪监测。通过这样的方式，就可以让卫星和地面站之间的信息传输更具稳定性和可靠性。就“动中通”系统的技术而言，其主要的组成部分有以下两个：

2.1 自动化天线跟踪系统

在“动中通”技术的具体应用过程中，自动化天线跟踪系统属于一项核心技术，其主要的组成部分有三个，其一是惯导系统；其二是数字平台，其三是伺服系统[2]。具体应用中，首先借助于陀螺仪对卫星的角度变化进行测量，然后借助于惯导系统对载体具体的姿态、位置变化以及速度变化等的这些指标值进行科学有效的计算。

2.2 卫星常规通信系统

“动中通”这一技术的应用原本就是将卫星常规通信系统作为基础，借助于自动化天线跟踪系统来实现“动中通”技术和卫星通信技术之间的嵌入式融合。通过这样的方式，才让这一系统的信号导入更加精准，以此来实现系统管理、运行状态监测、系统监控等各项管理措施的有效实施。通过这样的方式，便可为卫星通信系统实际通信需求的全面满足提供保障。

3 “动中通”卫星通信系统的应用实例分析

为实现“动中通”系统配置技术的深入研究，使其在卫星通信系统中得以充分利用，本次以船载“动中通”系统为例，对其配置技术进行分析。

3.1 系统组成分析

在船载形式的“动中通”系统中，主要的组成部分包括天线控制器、卫星天线、信道加密设备、卫星调制和解调器以及业务终端。其中，天线控制器的主要功能是对天线具体的转动情况加以控制；卫星天线的主要功能是对射频电磁信号进行发送和接收；信道加密设备的主要功能是对通信传输进行加密处理，以此来保障数据安全；卫星调制和解调器的主要功能是对基带信号进行调制，并对中频电磁信号进行解调；业务终端的主要功能是为用户提供其所需的服务，其主要组成部分有计算机、音频设备以及视频设备等[3]。

3.2 基本工作原理分析

在本次所研究的船载形式“动中通”系统和一般形式的卫星通信系统工作原理十分接近，都是将地球同步卫星用作中继站来实现船舶和陆地战或者是船舶和船舶之间的通信。图1为船载“动中通”系统的工作流程示意图。

图1 工作流程示意图Fig.1 work flow diagram

具体应用中，首先通过编码和解码器来进行系带限号的编码，然后借助于保密设备对数据进行加密处理，并将加密之后的数据传送到调制和解调器内，将其调制成中频信号，再借助于上变频器对这个调制信号进行提升，使其成为射频信号，通过功率放大器对这个射频信号做放大处理，最后借助于天线将其发送出去[4]。信号的接收可以看做是信号发送的一个逆向过程，首先是借助于天线对来自于卫星的下行高频信号进行接收，然后对其进行放大和变频处理，再将处理后的信号传送到解调器内进行解调处理，接下来对其进行解密处理；在信号解密之后，应借助于编码器对其进行解码，这样便实现了所需基带信号的成功获取。

3.3 自动化天线跟踪技术的应用

在船舶运动的过程中，天线指向也会随之不断变化，此时，就需要借助于天线伺服系统来及时做出反应，让天线角度根据卫星位置做出实时调整，使其始终对准卫星，这便是自动化的天线跟踪系统。就目前的自动化跟踪方式来看，主要有惯导+GPS形式的跟踪、单脉冲跟踪、步进跟踪以及圆锥扫描跟踪。以下是这四种跟踪技术的具体分析：

3.4 惯导+GPS形式的跟踪技术

这种跟踪技术属于开环控制技术中的一种，具体跟踪过程中，并不需要反馈卫星信号，仅仅借助与惯导以及GPS设备对船体进行方向、横滚姿态、俯仰姿态和经纬信息等的测量，并将已知的卫星位置作为依据，对船体运动中的具体天线指向进行计算获取。此类跟踪技术的主要优势是能够实现卫星的快速初始捕获，且在天线被遮挡住的一瞬间也可以和卫星对准，并在清除遮挡的第一时间和卫星之间建立起通信链路。但是这种跟踪方式对于管道设备以及GPS设备具有完全的依赖性，设备精度即是跟踪精度，一旦设备出现故障，整个系统都将会失效，因此其跟踪的精准性和可靠性都存在不足。

3.5 单脉冲跟踪技术

此技术主要是借助于天线在单个脉冲上进行偏差信号接收，并通过计算来实现天线角度误差信息的准确获取，然后根据这个信息来不断进行天线偏差方向的调整，一直到偏差信号调整为零为止。这种跟踪技术又叫做零值跟踪技术，该技术有着非常好的实时性和非常高的精准度[5]。但是其设备设计十分复杂，应用成本也比较高，所以该技术在当今依然并未得到广泛的应用和普及。

3.6 步进跟踪技术

这种跟踪技术又被叫做极值跟踪技术。在该技术的具体应用中，主要是借助于不断的判断、搜索以及调整等的这些动作来找寻可以到达场强的信号最大值，以此来实现天线和卫星之间的有效对准。这种跟踪技术有着比较简单的设备，应用成本也比较低，在当今的“动中通”卫星通信系统中已经得到了非常广泛的应用。但是因为这种跟踪技术需要借助于很多个跟踪步骤才能实现信号最大值的获取，所以跟踪速度非常慢，在实时运动的载体跟踪中并不是十分适用。

3.7 圆锥扫描跟踪技术

此种跟踪技术的主要应用原理是馈源围绕着天线的中心轴进行圆周运动，在此过程中，天线波束的旋转呈现出圆锥的形状。在天线和卫星对准时，通过该技术所接收到的信号电平将是一个恒定值；如果天线并未和卫星对准，则接收到的调制信号将会和波束自身的旋转频率相一致，此时就需要借助于解调的方式对其无差角进行计算，并根据具体的计算结果来适当调节天线指向。这种跟踪技术十分简单，跟踪效率非常高，应用成本也比较低廉，但是因为馈源一直都在与天线偏离的抛物面上焦点处做圆周运动，所以天线增益将会在其影响下有所下降。

就目前的“动中通”自动化跟踪技术来看，以上四种是主要的技术形式，具体应用中，需要根据实际情况来合理选择，这样才可以发挥出技术优势，实现天线和卫星之间的有效对准，保障信息传输效果。

4 结论

综上所述，卫星通信技术在当今的很多领域中都已经成为了一项主流技术，其技术优势也在国家和社会的诸多领域中得以充分发挥。而在卫星通信技术的具体应用中，为有效避免“静中通”技术应用的局限性，在提升传输速率的同时达到动态化的实时跟踪效果，技术人员就需要加强“动中通”技术的应用研究。通过“动中通”技术和卫星通信技术之间的有机结合，实现“动中通”形式卫星通信系统的建立，并将其配置技术加以合理应用，这样才可以有效满足卫星通信的实际需求，促进卫星通信技术的良好发展。