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消防便携式卫星通信系统设计方案

2024-01-03 13:12:33 来源:对讲机世界作者:【大中小】
关键词：消防卫星通信系统

面对新的机构改革形势，消防部队的责任更大，业务更多，任务更重。为增加消防员在处置紧急情况时的单兵通信能力，拟在现有通信系统中增配具有良好轻便性的便携式卫星通信终端，可在无通信网络的救灾现场提供远程视频接入手段。

　　1 项目概述

　　2 整体拓扑结构

　　卫星便携站调使用部消防局统一租赁的卫星资源，接入部消防局卫星通信系统，将救援现场的话音、视频和数据等业务回传至部局卫星地面接收站，再通过运营商提供的专线网络接入到各级消防指挥网中，整体拓扑结构如下图所示。

　　卫星便携站整体拓扑结构图

　　3 便携站设计方案

　　卫星便携站依据《消防移动卫星站入网要求》的技术标准设计，由便携一体化通信主机和视频指挥箱组成，接入部消防局新网管系统，实现与部消防局双向高清视频会议。

　　便携一体化通信主机和视频指挥箱高度集成，重量不大于15kg，均采用独立电池供电，防护等级不低于IP67。

　　3.1 一体化便携式主机

　　一体化通信主机主要由卫星天线、卫星功放、低噪声放大器、卫星调制解调器、供电电池等组成，基于设备板卡集成为一体的卫星通信主机，电池可独立供电四小时，系统组成如下图所示。

　　（一）便携天线

　　该天线具有优越的射频性能，确保了天线G/T值指标。采用碳纤维偏馈天线，反射面重量轻、刚度强、拆装简单方便。该设备已通过国军标滴雨、淋雨标准实验，防水、防尘能力强，可在各种野外恶劣工作环境中使用。

　　设备主要技术参数如下：

　　工作频率：发送：14.0 ~ 14.5GHz；接收：12.25 ~ 12.75GHz

　　天线增益：发送≥38+20lg(f/14.25) dBi；接收≥37+20lg(f/14.25) dBi；

　　交叉极化隔离度：≥30dB

　　极化方式：线极化，自动调整

　　收发隔离：≥85dB

　　等效口径：≥0.75米（符合卫星运营商的入网要求，特别偏远地区可适当增大天线口径）

　　转动范围：方位转动范围：不限；俯仰角转动范围：0-90°；极化转动范围：±90°内可调

　　材质：碳纤维

　　工作温度：-40℃～+55℃

　　相对湿度：5%～100%

　　工作海拔高度：5000米以下

　　（二）Ku波段功放

　　Ku波段上变频器拥有业内无与伦比的超高效率和卓越性能，适用于卫星通信空间站和地面站系统。设备采用行业内最为先进的半导体芯片技术和空间合成技术，拥有更高效的功耗特性和更轻便的物理结构。设备中的每个单元模块均经过多重严格测试，保证了全频带内、全温度范围内的输出性能和可靠性。提供6W/8W两种功率的 Ku波段功放，用户可根据实际需求通过链路计算确定所需功放功率。

　　设备技术参数如下：

　　输出接口：波导，WR-75

　　转换增益：65dB

　　相位噪声（SSB）：符合IESS-308

　　输入接口：N Type，female(50欧)

　　RF频率：14.0到14.5GHz

　　输入阻抗：50Ω

　　P1dB输出功率：不低于37.8dBm

　　输出VSWR：2.0:1

　　杂散发射 EIRP值：不低于IESS相关标准

　　10MHz参考源：外置

　　（三）低噪声放大器

　　低噪声放大器具有小功耗、锁相环本振、高增益以及由耐恶劣环境的材料制造的特点，成为高品质卫星高频头的衡量指标。该设备可以在-40℃至+75摄氏度，相对湿度在0-100%，降雨等级在60mm/Hour环境下工作。所有的产品在出厂时都经过美国军事质量控制标准的完全测试，平均故障间隔时间大于300000小时。

　　主要技术参数如下：

　　输入频率：12.25～12.75GHz

　　输出频率：950～1450MHz

　　功率增益：60 dB

　　噪声系数：0.8dB

　　振幅/频率特性：±5 dB（全频段）

　　输出端电压驻波比：＜2.3：1

　　本振频率：11.3GHz

　　本振频率稳定度：±5KHz

　　本振相位噪声：-80dBc/Hz（1kHz）； -85dBc/Hz（10kHz）

　　供电：12-24V DC

　　10MHz参考源：外置

　　（四）卫星调制解调器

　　该设备具有独立网管信道，可接入部消防局新卫星管理平台，能提供与部消防局双向720P及以上的音视频会议的网络通道；产品已广泛在应急行业使用，性能可靠，故障率低，售后服务快捷，是同类卫星调制解调器里性能最优的产品。

　　主要技术参数如下：

　　数据链路:SCPC和TDMA混合组网模式，可以自由切换

　　中频范围：950MHz~2150MHz，支持TCP加速功能

　　调制解调方式：前反向支持BPSK、QPSK、8PSK、16APSK

　　业务信道：Eb/N0≤3.5dB（误码率优于1×10-6，LDPC，QPSK，3/4）

　　组网模式：支持网状网、星状网和混合组网

　　业务信道扩频模式：扩频比支持1、2、4、8，安全可靠，抗干扰能力强

　　其他：支持TCP加速功能

　　（五）电源模块

　　该卫星便携通信主机可为功放和主机一体化供电；提供直流和交流两种供电模式，并内置大容量电池，经过严格的高低温试验，方便用户在不同场景下的使用。电源模块具有以下特点：

　　1) 电池连续工作时间不低于4小时(充满电时) ；

　　2) 充电时间最长不超过2小时

　　3) 支持电池、市电、油机供电。

　　4) 交流供电：220V AC；

　　5) 直流供电：DC24V 5A；

　　6) 额外配备1块备用电池以及电源适配器等配件。

　　1.1 视频指挥箱

　　该轻型卫星便携站视频指挥箱支持卫星、WIFI、有线网络等多种通信方式，产品为便携式一体化设计，内部集成指挥视频终端、高清显示屏、麦克风，采用大容量电池供电，具有视频回传、指挥调度、视频会商等功能，并针对卫星链路的特点专门进行了网络优化，满足低带宽下高画质的应用需求，支持720P高清视频输入输出；支持48KHz高保真音频效果，全面支持H.239、H.239+全高清视频双流、多流功能；可满足各种应急场景下的视频应用，带给用户极致高清体验。

　　主要技术参数如下：

　　视频标准：支持H.264、H.264 High Profile

　　音频标准：G.711A/U、ADPCM、G.722

　　音视频输入、输出：内置液晶显示器、扩音喇叭，可外接麦克风、摄像机

　　视频编码分辨率：1080P ，720P，SXGA，XGA，SVGA，VGA，AUTO，QCIF，CIF，4CIF

　　接口：卫星天线收发接口×2、直流电源接口×1、交流电源接口×1、HDMI×2、音频 IN×1、音频 OUT×1、RJ45×1、3.5 接口×1、GPS 天线接口×1；

　　工作环境：温度-20℃～55℃、湿度5%～90%

　　防护等级：不低于 IP66

　　1.2 装备携行设计

　　为方便消防前线作战人员在抢险救灾、日常训练时能便捷背负、快速开通卫星通信设备。该套轻型卫星通信系统具有以下携行设计特点。

　　Ø 便携站全部设备由通信主机和视频指挥箱两部分组成，可快速深入灾害现场内部，将受灾情况、视频等信息第一时间利用卫星网传输至现场指挥部和后方指挥中心。随行第一搜救队进行通信保障；

　　Ø 通信主机采用背包携行，视频指挥箱采用手提便携箱携行。