概述
无人机卫星通信系统承担着无人机遥控、遥测、载荷数据传输等重要使命。无人机卫星通信系统通过构建基于卫星通信的机地信息传输链路,保证无人机能够接收地面指挥员的控制指令,并将机上的遥测和任务载荷数据传输到地面,供地面指挥员进行决策,确保无人机应用系统作战使用效能的发挥。
技术要求
系统主要功能
具有无人机遥控数据的传输能力;
具有无人机遥测数据、侦察图像和任务载荷数据的传输能力;
具备对卫通链路设备工作状态和参数进行监视与控制功能;
具有作业任务多机管理功能,实现一套地面站同时管理多架无人机;
具有设备自检功能;
机载天线具备记忆卫星参数,加电自动锁定卫星功能;
机载卫星通信终端内置MEMS组合导航设备,可独立完成姿态测量并自主寻星;
机载卫星通信终端能够和载机上的惯导连接,采用载机上惯导提供的姿态信息完成自主寻星。
主要性能指标要求
系统性能指标
工作频段:Ku频段
接收频段:10.7~12.75GHz;
发射频段:13.75~14.5 GHz;
信息传输速率:(采用大波束卫星,非高通量卫星)
前向速率(地面到飞机)≥51.2Kbps;
反向速率(飞机到地面)≥4Mbps;
传输误码率
传输误码率:≤1×10⁻⁶ ;
传输延时
单跳≤350ms。
机载卫星通信终端技术指标要求
机载相控阵天线类型:Ku频段;
机载天线发射EIRP:48.5dBW(法向);
机载天线接收G/T:9.5dB/K(法向);
首次对星时间:≤3min;(含惯导初始化时间)
失锁重捕时间:≤2s;
天线跟踪范围:方位0°~360°, 离轴角0°~60°;
供电及功耗:DC18V~36V供电,峰值功耗≤600W;
总重量:≤20kg。
地面卫星通信站技术指标要求
天线等效口径:2.4 米;
功放最大输出功率:25W;
数据接口:以太网口1个和光纤接口1个;
展开作业时间:≤30min;
撤收作业时间:≤30min;
使用环境要求
工作温度:低温-40℃,高温+55℃;
贮存温度:低温-45℃,高温+70℃;
低气压:机载设备适应高度不小于10000m。
电源特性要求
机载终端电源特性:按GJB181A-2003《飞机供电特性》的有关规定。
电磁兼容性要求
按照GJB 151B-2013《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求和测量》设计,保证系统兼容工作。
电气接口要求
机载卫星通信终端
对外接口包括:
地面卫星通信站
对外接口包括:
2 路交流220V电源接口;
2路以太网接口;
1路光纤接口。
系统组成
卫星通信原理
卫通通信系统是一种利用地球同步轨道通信卫星中继通信的通信实现方式,主要应用在地面通信网络无法有效到达的地区。通信链路主要由前向链路及反向链路构成。
前向链路:地面卫星通信站→地球同步轨道通信卫星→机载卫星通信终端
反向链路:机载卫星通信终端→地球同步轨道通信卫星→地面卫星通信站。
前向链路和反向链路的关系如下图所示:

系统组成
无人机卫星通信系统包括机载卫星通信终端和地面卫星通信站两个部分。机载卫星通信终端包括机载相控阵天线系统、机载卫通调制解调器以及配套电缆等。地面卫星通信站包括车载静中通天线、车载卫通调制解调器及其他配套辅助设备等。
无人机卫星通信系统配套如表 1所示:
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|---|
| 序号 | 设备名称 | 数量 | 备注 |
| 1、机载卫星通信终端 |
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| 1.1 | 机载相控阵天线系统 | 1套 | 含机载相控阵接收天线和机载相控阵发射天线 |
| 1.2 | 机载卫通调制解调器 | 1台 |
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| 1.3 | 机载电源单元 | 1台 |
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| 2、地面卫星通信站 |
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| 2.1 | 车载静中通天线 | 1套 | 含天线控制器、地面功放等 |
| 2.2 | 车载卫通调制解调器 | 1台 | 根据飞机数量确定车载卫通调制解调器的数量 |
系统特点和优势
小型化、低剖面
机载卫星通信天线的采用高增益、轻量化、低剖面的相控阵天线,有效的降低了机载卫通终端的重量和高度,适合无人机的使用环境。
集成化、一体化设
机载卫星通信天线采用集成化设计,机载相控阵天线系统、天线控制器、组合导航设备、射频组件和电源模块均集成在一起,对外接口为电源接口和射频接口。
机载天线扫描速度快,适应大机动的应用场景
机载天线采用相控阵天线,天线波束指向切换时间<0.5ms,和机械伺服跟踪的天线相比,波束指向变化时间,跟踪闭环时间大大加快,有利于适应机载大机动、大过载的应用场景。
全自主产权
本机载系统具备全自主产权,主要核心部件:机载天线系统、天线控制器、机载卫星通信调制解调器等均为公司自主研制开发。在设计和工程实现的过程中,全部采用自主开发的技术和软件无线电技术,全面掌握技术细节有助于提升系统安全可靠性,能够针对机载的特殊场景、结构安装、接口形式、对外通信协议和工作模式等进行适应性的改动和调整。