龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
论VSAT卫星通讯地面站系统设计思路
作者：赵希
来源：《中国新通信》2016年第09期
【摘要】 VSAT卫星通讯地面站，对于接入型卫星天线及系统的建设，系统设计上需要考虑诸多因素，设计环节还需视系统实际建站情况具体分析。只要设计思路清晰严谨，具备理论及数据支撑，便能够有效的服务于生产建设工作。 【关键词】 VSAT 卫星通讯 设计思路 一、前言
目前VSAT（甚小天线地球站）系统广泛应用于陆地及海洋多种行业中，作为更为便捷、高效、稳定的通讯手段，尤以灾备、应急、救援、指挥、生产、娱乐等应用更为突出，广泛使用于地面应急指挥中心、偏远山区、海上钻采平台、船舶等环境。卫星通讯具有传输距离远，覆盖面广，对地理环境要求不高，建设快等优点，特别适合远离中心城市地面线路网络的通讯建设，通过电磁波作为传输介质，以同步卫星作为中转站，快速连接大型中心卫星地面站网络至远端，通过卫星调制解调器调制解调载波，实现双向网络数据传输，进而通过复用实现语音、数据等拓展应用。对于接入型卫星天线及系统的建设，系统设计上需要考虑诸多因素，设计环节还需视系统实际建站情况具体分析。 二、设计思路
卫星通讯地面站的建设及组网，无论是中小型中心站还是远端站，在设计上，需要满足如下规范：
《国内卫星通信地球站工程设计规范》（YD 5050-2005）
《国内卫星通信地球站设备安装工程验收规范》（YD/ T5017-2005）
《国内卫星通信小型地球站（VSAT）通信系统工程验收规范》（YD/T5028-2005） 在系统设计思路上，一切设计最终围绕建站的目的以及使用者的需求进行分析，即使用用户所需求的网络带宽多大，利用卫星链路传输的网络上承载什么业务。当了解用户需求后，设计一个卫星地面站的系统组成，需要考虑的因素有： 1、建设卫星地面站的地理位置，经纬度； 2、使用的卫星资源；
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
3、设备选取； 4、链路计算； 5、线缆选取。
具体来讲，当拿到用户需求后，分析出满足用户需求所使用的网络带宽，根据建站的地理位置经纬度，查找能够同时覆盖接入中心站和建设远端站的卫星资源，并需要掌握所使用卫星的参数。根据建站地点约束、环境、气候等选取卫星频段为C波段或者Ku波段，以及建站使用卫星天线的口径。通常情况下，使用QPSK的调制方式，2Mbps（上行+下行）卫星频宽资源，C波段卫星天线2.4米至4.5米口径或Ku波段1.2米至4.5米口径天线均满足使用。 在制定的天线口径条件下，根据需要使用的卫星与频宽，使用的调制方式，建站的经纬度作为前提条件，进行链路计算。其中需要考虑运行业务上保留3dB功率回退余量，保证卫星链路载波传输的稳定性。根据链路计算，匹配使用卫星功放的功率大小，同时听取卫星公司的建议选取合适的天线口径。
此外，还需要根据接入中心站的情况，以及使用的卫星转发器，确定天线使用的极化方式及极化方向。选取的卫星调制解调器也需要同中心站规格匹配。
线缆的选取是整套卫星地面站系统中最为重要的部分，线缆承载着载波传输、系统供电两个任务，整套系统信号质量是否良好，噪声余量调节是否富足，全部在于选取合适的传输线缆。根据卫星天线功放及低噪声放大器的匹配，现阶段最常用的设备载波传输工作在L波段（950-2150MHz）。Ku波段卫星天线，室内至室外敷设的电缆，基本上采用两根L波段低损电缆作为载波传输媒介，一收一发。C波段卫星天线，根据功放送电的需求，还需要额外敷设一根三芯电源线。
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
即使采用的L波段传输的低损耗信号线缆，在传输路径上依然存在损耗，这就需要根据实际室外部分至室内设备之间的线缆长度，选取合适的线缆标号（同轴电缆横截面积），计算路径损耗，达到室内外载波传输经过线缆路径的损耗后，依然能够落入卫星调制解调器使用最大频带需求的调解范围，并保留噪声余量的目的，使得载波有效传输。下面举一个设计案例，分析系统中信号线缆选取的设计思路。
图2是一套4.5米口径C波段中小型中心站系统设计图，主要展示了整套系统载波传输路径上噪声损耗的计算。
示例图中，采用100W收发一体机卫星功放，输出功率P1dB为49dBm，因该功放具备20dB增益补偿，最大增益为69dB。系统中总共含有7台卫星调制解调器工作，因此采用1：8合路器进行分路接入，衰减损耗9dB。采用的卫星调制解调器，噪声输出功率在-40至0dB之间，其最大输出噪声功率为0dB。
该系统室内1：8合路器至室外卫星功放之间的距离约为100米，拟定采用安德鲁LDF5-50（7/8）低损同轴电缆，该标号线缆100米损耗为5.18dB。为了验证所选用线缆是否合适，进行系统每调制解调器载波最大允许输出噪声功率计算。卫星功放考虑3dBm功率回退余量，