引言
卫星通信系统和测控系统按设备划分，可分为信道分系统和测角分系统。信道分系统是主体，测角分系统是基础。测角分系统包括天馈、跟踪接收以及天线控制等。天线的指向精度和跟踪精度是反映测角分系统性能的主要技术指标，也是决定卫星通信系统性能的重要因素。测角分系统各项误差可导致天线的指向精度和跟踪精度不能满足动载体快速、可靠与实时捕获卫星的需求，从而导致卫星链路中断，数据丢失，无法正常通信。因此，在机载测角分系统的研制中，需对各器件进行正确选型，仔细评估误差项，在设备安装调试期间认真进行误差标定，从而降低系统误差，提高系统指向精度和跟踪精度，确保通信系统的跟踪性能。对于机载移动卫星通信系统来讲，测角分系统中的天馈、跟踪接收以及天线控制均集成在天线中。影响通信系统性能的主要因素是天线的指向精度和跟踪精度。本文主要介绍Ku/Ka频段卫星天线系统组成、跟踪方式以及根据不同的跟踪方式分析天线的指向误差和跟踪误差，估算跟踪精度。
1系统应用现状
目前，在机载卫星通信系统中应用的Ku卫星均为大波束卫星系统、全面支持高吞吐量的卫星。同时，系统也搭载了卫星通信终端设备。为确保相关技术在机载卫星通信系统中的应用，相关人员还使用高通量卫星（HighThoughputSatellite，HTS）技术，引入了更多波束切换性能。HTS卫星的价值主要体现为：基于频率复用和点波束技术，实现了卫星容量扩容，初期相关系统主要搭载Ka卫星，其容量往往能够达到传统Ku卫星的数十倍。此举不仅提升了频率资源的应用效率，而且确保了技术应用稳定。其中，Ku波段是指频率在10~20GHz的电磁波信号，Ka波段则是指频率在20~30GHz的电磁波信号。
2光纤通信在航电系统上的应用
2.1投资与运营模式的选择
发展民航客舱通信的另一方面是投资与运营模式的选择，目前在国内还没有看到比较成熟或稳定的机制。就投资而论，从产权清晰，有利于统一规划、统一管理的角度考虑，显然是机载设备由航空公司投资最为简单。至于具体的资金来源则有灵活的空间，但前提是航空公司主导。如同卫星资源由卫星运营商主导投资一样，ATG方式下的地面网络应由基础电信运营商主导投资。航空互联网的运营可以理解为陆地移动通信网业务的延伸，基础电信运营商从不甘心只做管道的基本愿望出发，应组建专门队伍专司航空互联网的运营。为此，要与航空公司积极协作，参与投资及系统研发或设备选型，确定服务及盈利模式，承接运维及经营服务。由于飞机改装的特殊性，在当前技术水平下，一种技术方案和一种型号的设备一旦为一架飞机所采用，就具备了天然垄断性，不方便腾出空间安装两套同类设备，除非腾笼换鸟。如果采用ATG技术，要从航空公司全局出发，统筹航路通信信号覆盖问题。卫星方案则无此担忧。对航空公司而言，在原体制下运营航空互联网也未尝不可，如营销、电商、客舱等部门负责客舱网络使用及运营，机务、信息部门整体负责设备及系统保障运维。组建机上互联网事业部或专业公司、外包合作等模式也都有案例可循。航空互联网作为一种与民航客运直接关联的附加服务，其效用是多方面的。从趋势看，它将很快成为民航运输服务的标配，如果哪个航班没有这一项，会直接影响航班上座率。尤其是近期，抢占先机，早上快上民航旅客感受良好的航空互联网服务，可能成为改变民航运输市场格局的一个显著因素。航空互联网主要使用旅客自带的信息终端，可以在一定程度上取代客舱椅背娱乐系统。
2.2PCIe设计
（1）高速串行总线协议规范一般都会推荐AC滤波电容，一般都为10~100nF，如何选择有效的电容值，必须结合数据包进行前期预判，从而提高设计精度，推进研发进度。依据经验公式：Cmin=7.8×RNUM×TC/R（1）式中：C为交流耦合电容值；RNUM为最大容许的连0或连1的比特位数；R为负载的阻抗，一般取50Ω；T为数据速率，设计中按照2GB/s，即T=0.5ns。经了解，比特位最大的长度为100，因此可以算出Cmin=7.8nF，依据电容E-24标准系列，可将AC滤波电容确定在10nF；（2）周期抖动、相位抖动都与时钟密切相关。高精度的时钟选型和高速PCB设计相辅相许。时钟的周期抖动需要控制在100ps以内，相位抖动最大则为上下偏差50ps，实际设计中所用的CPU芯片有支持单端时钟源输入，但肯定对噪声很敏感，不适合。所以应选择稳定的差分时钟源，采用LVDS交流耦合方式，布局时紧靠负载端，严格控制线径阻抗为100R，P/N端误差控制在5mil。一般都知，PCB的表层信号传输快于内层，其中表层传输的时间延迟为140～180ps，而内层走线则需要180ps，但考虑到表层的阻抗不便控制，布局的时候紧靠负载端，依据信号仿真，最后确定为内层走线。（3）预加重和去加重技术主要应用在高速串行接口，预加重和去加重技术都是为了解决传输信号中高频信号的衰减。因为在高速信号传输中，高频的分量衰减要比低频分量衰减大很大，传输线路表现的是一个低通滤波器，所以必须采用预加重技术，在传输线的始端增强信号的高频成分，即增加信号上升沿和下降沿处的幅度，维持其他地方幅度不变；去加重则是保持高频信号上升沿和下降沿技术，其他地方减弱。依据信号仿真结果，考虑系统功耗，最终采用去加重技术，按照PCIe高速走线信号规则，完成PCIe从原理到PCB设计的全过程，并为后续XFS-6A系统打下良好基础。
2.3结构安装误差
对于移动机载天线，结构设计存在很高的难度，要求其具备刚度好、动态变形小、轴系精度高、谐振频率高等特点，同时要满足体积小、重量轻和结构紧凑。因此，在安装装机时必须尽力减小安装误差。天线的安装误差主要包括方位俯仰轴不正交产生的误差、机械轴和电轴偏差以及大盘不水平引起的误差等。此误差可经过标定减少误差。
结语
光纤通信是一种具有高实时性、高可靠性、高带宽的开放式网络，在带宽、数据延迟、传输距离、可靠性、错误检测、优先级等方面具有得天独厚的优势。本文在以S6矩形连接器作为对外连接器的研究前提下，通过分析，指出实际设计中出现的技术难点，对光模块选型、硬件设计和光纤电缆的安装进行研究设计，并在最终实际产品的验证下，实现了光纤通信在航电设备上的应用，证明了本文提出的解决方案的可行性。并通过光纤总线的运用，减轻机载产品质量，增强的抗电磁干扰能力，带宽高可以提高飞机内部数据信息传输速率，提高产品的竞争性。
参考文献
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