CN105049108B - 一种大功率移动广播geo卫星装置及传输方法 - Google Patents

一种大功率移动广播geo卫星装置及传输方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种大功率移动广播GEO卫星装置及传输方法，采用复合馈源，将前向下行天线馈源阵重量减轻10％以上。针对大功率部件带来的问题，采用空间功率合成和输出多工一体化、和天线分级功率分配的设计。空间功率合成技术降低损耗1～2dB，提高合成效率约5％；功率合成与输出多工一体化进一步降低损耗0.7～1dB并减轻重量5％；天线分级功率分配前级功分选择功率承受能力强(2000W量级)的部件(如波导)，后级功分选择体积重量小(比用波导体积减少50％以上，重量减少10％)的部件(如同轴)。另外，返向链路为卫星提供了返向业务传输能力，适应未来广播卫星业务多样化发展，如可提供用户反馈、点播、数据采集能力，提高了卫星可用性。

Description

一种大功率移动广播GEO卫星装置及传输方法
技术领域
本发明涉及一种大功率(1500W以上)移动广播GEO卫星装置及传输方法，属于微波电路技术领域。
背景技术
传统的移动广播GEO卫星装置及方法在同等增益下服务覆盖范围有限：虽然近年发射卫星的天线口径均达到10米左右，并能够在现有技术水平下提供足够的天线增益，但覆盖区范围与中国卫星移动广播业务的需求尚有差距；由于天线馈源阵随频率下降而增大，近年发射的卫星均工作在S频段，如在其它频段发展移动广播业务(如更低的L频段)，增大的馈源阵将对卫星结构布局提出更高要求，因此增大馈源阵规模以增加覆盖区域难度更大。
功率合成模块设计存在瓶颈：公开资料能够查到的现有移动广播卫星功率合成均采用电缆连接的多级合成方式，插入损耗高，热耗高，保证幅相一致性难度大且设计复杂，导致合成效率低；功率合成模块与多通道的输出多工器分开设计更增加了损耗和设计难度；在上述高效率一体化功率合成基础上天线功率分配网络有待优化，设计能够适应大功率能力的更高效功分网络。
返向传输能力缺失限制了业务拓展：除EutelSat 10A外，其它卫星只有前向下行广播链路，没有返向链路，不利于未来卫星业务向多样化发展。
发明内容
本发明解决的技术问题为：在目前移动广播GEO卫星装置的基础上进行改进，克服现有技术覆盖范围、功率合成、返向传输等能力的不足，提供一种保证天线增益条件下扩大覆盖范围、采用空间功率合成并与输出多工器一体化设计、并增加返向传输通道的GEO卫星装置和方法。
本发明解决的技术方案为：一种大功率移动广播GEO卫星装置，包括：卫星平台和载荷，载荷包括天线分系统、转发器分系统；
天线分系统包括前向下行天线、返向上行天线和馈电天线；其中前向下行天线包括天线功分模块、前向下行天线馈源阵、前向下行天线反射面；
转发器分系统包括前向转发器和返向转发器，前向转发器包括小信号处理模块和功率合成模块；
小信号处理模块包括接收机、下变频器、输入多工器、第一小信号功分网络、第二小信号功分网络、第一功率放大器组、第二功率放大器组；
功率合成模块包括第一空间功率合成器、第二空间功率合成器、第一通道滤波器、第二通道滤波器、输出多工器；
天线功分模块包括前级功分器和后级功分器；后级功分器包括两级同轴功分模块，分别是第一级同轴功分模块、第二级同轴功分模块；
返向转发器包括低噪声放大模块、输入滤波模块、合路器、上变频器、功率放大模块、输出滤波模块；
前向传输时，外部地面信关站，发射大功率(>60dBW)前向下行信号经卫星与地面传输链路衰减后的小功率(<0dBW)信号由馈电天线接收送至接收机，接收机对该小功率信号滤波、放大后送至下变频器，下变频器对该滤波放大后的信号进行下变频，送至输入多工器，输入多工器将下变频后的信号分为不同中心频率的两路信号分别送至第一小信号功分网络、第二小信号功分网络，设不同中心频率的两路信号的频率为f1和f2；
第一小信号功分网络接收中心频率为f1的信号，将中心频率为f1的信号等功率分成N路，分别进入第一功率放大器组，第一功率放大器组对该N路信号分别进行功率放大后送至第一空间功率合成器，第一空间功率合成器对功率放大后的N路信号的功率进行叠加合成，再由第一通道滤波器滤波，得到中心频率为f1的第一通道信号，送至输出多工器；
第二小信号功分网络接收中心频率为f2的信号，将中心频率为f2的信号等功率分成N路，分别进入第二功率放大器组，第二功率放大器组对该N路信号分别进行功率放大后送至第二空间功率合成器，第二空间功率合成器对功率放大后的N路信号的功率进行叠加合成，再由第二通道滤波器滤波，得到中心频率为f2的第二通道信号，送至输出多工器；
输出多工器将中心频率为f1的第一通道信号和中心频率为f2的第二通道信号合成为包含频率为f1和频率为f2，且带宽为1MHz以上的一路信号，即前向转发器输出信号，送至前级功分器；
前级功分器对该转发器输出信号，用波导进行波导等功率功分后，由后级功分器的第一级同轴功分网络模块将通过波导等功率功分后的信号进行第一次等功率同轴功分，第二级同轴功分网络模块将第一次同轴功分后的信号进行第二次同轴功分后，通过前向下行天线馈源阵对第二次同轴功分后的信号进行幅度相位加权后，形成波束，由前向下行天线反射面反射发送至地面终端；
返向传输时，返向上行天线接收地面终端发射的多个频率的多路大功率(0～15dBW)返向上行信号经卫星与地面传输链路衰减后的小功率(<0dBW)信号，送至低噪声放大模块，低噪声放大模块对该多路小功率信号进行低噪声放大送至输入滤波模块，输入滤波模块对低噪声放大后的多路多个频率的信号进行滤波后送至合路器，合路器将该滤波后的多路多个频率的信号合并成一路包含该多个频率的信号，送至上变频器，上变频器对该滤波放大后的信号进行上变频后，由功率放大模块进行功率放大，再由输出滤波模块进行滤波后，得到返向转发器输出的信号，输出至馈电天线，由馈电天线辐射至外部地面信关站。
所述的前向传输时，外部地面信关站发射的大功率前向上行信号为大于60dBW功率的信号，经卫星与地面传输链路衰减后的小功率信号为小于0dBW功率的信号；返向传输时，返向上行天线接收的地面终端发射的多个频率的多路大功率返向上行信号为0～15dBW功率的信号，经卫星与地面传输链路衰减后的小功率信号为小于0dBW功率的信号。
所述的前向下行天线反射面口径范围在12～16米之间，返向上行天线口径范围在3～5米之间，馈电天线的口径范围在1.1～1.5米之间。
所述的第一空间功率合成器或第二空间功率合成器的合成路数为
1～16路之间。
一种大功率移动广播GEO卫星装置的传输方法，包括前向传输阶段和返向传输阶段；
所述前向传输阶段步骤如下：
(1)前向传输时，外部地面信关站，发射大功率(>60dBW)前向下行信号经卫星与地面传输链路衰减后的小功率(<0dBW)信号由馈电天线接收送至接收机，接收机对该小功率信号滤波、放大后送至下变频器，下变频器对该滤波放大后的信号进行下变频，送至输入多工器，输入多工器将下变频后的信号分为不同中心频率的两路信号分别送至第一小信号功分网络、第二小信号功分网络，设不同中心频率的两路信号的频率为f1和f2；
(2)第一小信号功分网络接收步骤(1)中的中心频率为f1的信号，将中心频率为f1的信号等功率分成N路，分别进入第一功率放大器组，第一功率放大器组对该N路信号分别进行功率放大后送至第一空间功率合成器，第一空间功率合成器对功率放大后的N路信号的功率进行叠加合成，再由第一通道滤波器滤波，得到中心频率为f1的第一通道信号，送至输出多工器；
(3)第二小信号功分网络接收步骤(1)中的中心频率为f2的信号，将中心频率为f2的信号等功率分成N路，分别进入第二功率放大器组，第二功率放大器组对该N路信号分别进行功率放大后送至第二空间功率合成器，第二空间功率合成器对功率放大后的N路信号的功率进行叠加合成，再由第二通道滤波器滤波，得到中心频率为f2的第二通道信号，送至输出多工器；
(4)输出多工器将步骤(2)的中心频率为f1的第一通道信号和步骤(3)的中心频率为f2的第二通道信号合成为包含频率为f1和频率为f2，且带宽为1MHz以上的一路信号，即前向转发器输出信号，送至前级功分器；
(5)前级功分器对步骤(4)前向转发器输出信号，用波导进行波导功分后，由后级功分器的第一级同轴功分网络模块将通过波导等功率功分后的信号进行第一次等功率同轴功分，第二级同轴功分网络模块将第一次同轴功分后的信号进行第二次同轴功分后，通过前向下行天线馈源阵对第二次同轴功分后的信号进行幅度相位加权后，形成波束，由前向下行天线反射面反射发送至地面终端；
所述返向传输阶段步骤如下：
(6)返向上行天线接收地面终端发射的多个频率的多路大功率(0～15dBW)返向上行信号经卫星与地面传输链路衰减后的小功率(<0dBW)信号，送至低噪声放大模块，低噪声放大模块对该多路小功率信号进行低噪声放大送至输入滤波模块，输入滤波模块对低噪声放大后的多路多个频率的信号进行滤波后送至合路器，合路器将该滤波后的多路多个频率的信号合并成一路包含该多个频率的信号，送至上变频器，上变频器对该滤波放大后的信号进行上变频后，由功率放大模块进行功率放大，再由输出滤波模块进行滤波后，得到返向转发器输出的信号，输出至馈电天线，由馈电天线辐射至外部地面信关站。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)在采用可展开前向广播天线、保证增益的前提下，将卫星广播的覆盖区扩大至包含中国大陆、海域和东南亚地区的区域，前向下行天线馈源阵重量较大，为保证其重量在卫星承载范围内，采用复合馈源，与现有的非复合馈源相比，重量减轻10％以上并且天线增益相当。
(2)针对大功率部件带来的问题，采用空间功率合成和输出多工一体化、和天线分级功率分配的设计。空间功率合成技术与传统电缆连接多级合成方式相比，降低了插入损耗和部件热耗1～2dB，提高合成效率约5％；功率合成与输出多工一体化进一步降低损耗0.7～1dB并简化设计、减轻重量5％；天线分级功率分配具备承载更高功率的能力，前级功分选择功率承受能力强(2000W量级)的部件(如波导)，后级功分选择体积重量小(比用波导体积减少50％以上，重量减少10％)的部件(如同轴)，功分级数的确定和前级后级的划分是功率承受能力和体积重量的权衡，具备设计灵活性，一般为2～5级。
(3)本发明增加返向传输链路：为卫星提供了返向业务传输能力，适应未来广播卫星业务多样化发展，如可提供用户反馈、点播、数据采集能力，提高了卫星可用性。
附图说明
图1为本发明装置的组成结构图；
图2为本发明前向传输装置和实现方法示意图；
图3为本发明返向传输装置和实现方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述，如图1所示，为本发明装置的组成结构图：包括卫星平台1和载荷，载荷包括天线分系统、转发器分系统；天线分系统包括前向下行天线、返向上行天线5和馈电天线6；其中前向下行天线包括天线功分模块2、前向下行天线馈源阵3、前向下行天线反射面4；转发器分系统包括前向转发器和返向转发器9，前向转发器包括小信号处理模块7和功率合成模块8；
图2为本发明前向传输装置和实现方法示意图，与图1对应，小信号处理模块7包括接收机71、下变频器72、输入多工器73、第一小信号功分网络74、第二小信号功分网络75、第一功率放大器组76、第二功率放大器组77；功率合成模块8包括第一空间功率合成器81、第二空间功率合成器82、第一通道滤波器83、第二通道滤波器84、输出多工器85；天线功分模块2包括前级功分器21和后级功分器22；后级功分器22包括两级同轴功分模块，分别是第一级同轴功分模块、第二级同轴功分模块。信号走向和模块功能如下所述。
前向传输时，外部地面信关站，发射大功率(>60dBW)前向下行信号经卫星与地面传输链路衰减后的小功率(<0dBW)信号由馈电天线6接收送至接收机71，接收机71对该小功率信号滤波、放大后送至下变频器72，下变频器72对该滤波放大后的信号进行下变频，送至输入多工器(73)，输入多工器73将下变频后的信号分为不同中心频率的两路信号分别送至第一小信号功分网络74、第二小信号功分网络75，设不同中心频率的两路信号的频率为f1和f2。
第一小信号功分网络74接收中心频率为f1的信号，将中心频率为f1的信号等功率分成N路，N取值为1～16路之间，这里取8路为例。N路分别进入第一功率放大器组76，第一功率放大器组76中的功率放大器为100～300W行波管放大器，这里取250W行波管放大器为例。第一功率放大器组76对该N路信号分别进行功率放大后送至第一空间功率合成器81，第一空间功率合成器81对功率放大后的N路信号的功率进行叠加合成，再由第一通道滤波器83滤波，得到中心频率为f1的第一通道信号，送至输出多工器85；
第二小信号功分网络75接收中心频率为f2的信号，将中心频率为f2的信号等功率分成N路，N取值为1～16路之间，这里取5路为例。分别进入第二功率放大器组77，第二功率放大器组77中的功率放大器为100～300W行波管放大器，这里取250W行波管放大器为例。第二功率放大器组77对该N路信号分别进行功率放大后送至第二空间功率合成器82，第二空间功率合成器82对功率放大后的N路信号的功率进行叠加合成，再由第二通道滤波器84滤波，得到中心频率为f2的第二通道信号，送至输出多工器85；
输出多工器85将中心频率为f1的第一通道信号和中心频率为f2的第二通道信号合成为包含频率为f1和频率为f2，且带宽为1MHz以上的一路信号，即前向转发器输出信号，送至前级功分器21；
空间功率合成和输出多工一体化设计的优点如下所述。针对大功率部件带来的问题，空间功率合成技术不采用电缆连接，而是通过电磁场的空间相互作用进行功率合成，与传统电缆连接多级合成方式相比，降低了插入损耗和部件热耗1～2dB，提高合成效率约5％；在空间功率合成的基础上，进一步与输出多工器进行一体化设计，进一步降低损耗0.7～1dB并简化设计、减轻重量5％。
前级功分器21对该转发器输出信号，用波导进行波导等功率功分后，由后级功分器22的第一级同轴功分网络模块将通过波导等功率功分后的信号进行第一次等功率同轴功分，第二级同轴功分网络模块将第一次同轴功分后的信号进行第二次同轴功分后，通过前向下行天线馈源阵3对第二次同轴功分后的信号进行幅度相位加权后，形成波束，由前向下行天线反射面4反射发送至地面终端；
天线分级功率分配设计的优点如下所述。天线分级功率分配具备承载高功率的能力，前级功分选择功率承受能力强(2000W量级)的部件(如波导)，后级功分选择体积重量小(比用波导体积减少50％以上，重量减少10％)的部件(如同轴)，功分级数的确定和前级后级的划分是功率承受能力和体积重量的权衡，具备设计灵活性，一般为2～5级。
前向广播天线馈源阵和反射面的设计优点如下所述。前向下行天线馈源阵重量较大(90kg以上)，为保证其重量在卫星承载范围内，采用复合馈源(2个或2个以上单体馈源组合作为一个馈源)，与现有的非复合馈源相比，重量减轻10％以上并且天线整体增益相当。在采用可展开前向广播天线、保证天线增益在23dBi以上的前提下，将卫星广播的覆盖区扩大至包含中国大陆、海域和东南亚地区的区域(1000万平方公里以上)。
图3为本发明返向传输装置和实现方法示意图，与图1对应，返向转发器9包括低噪声放大模块91、输入滤波模块92、合路器93、上变频器94、功率放大模块95、输出滤波模块96。信号走向和模块功能如下所述。
返向传输时，返向上行天线5接收地面终端发射的多个频率的多路大功率(0～15dBW)返向上行信号经卫星与地面传输链路衰减后的小功率(<0dBW)信号，送至低噪声放大模块91，低噪声放大模块91对该多路小功率信号进行低噪声放大送至输入滤波模块92，输入滤波模块92对低噪声放大后的多路多个频率的信号进行滤波后送至合路器93，合路器93将该滤波后的多路多个频率的信号合并成一路包含该多个频率的信号，送至上变频器94，上变频器94对该滤波放大后的信号进行上变频后，由功率放大模块95进行功率放大，再由输出滤波模块96进行滤波后，得到返向转发器输出的信号，输出至馈电天线6，由馈电天线6辐射至外部地面信关站。
返向传输链路设计的优点如下所述。通过在广播链路的基础上增加返向链路，为卫星提供了返向业务传输能力，为地面接收终端向信关站提供用户对节目的需求反馈、和地面终端采集的数据传向信关站提供了卫星的传输通道。该返向传输能力的设计使得卫星能够适应未来广播卫星业务多样化发展，可提供用户反馈、点播、数据采集能力，提高了卫星可用性。
一种大功率移动广播GEO卫星装置的传输方法，包括前向传输阶段和返向传输阶段；
所述前向传输阶段步骤如下：
(1)前向传输时，外部地面信关站，发射大功率(>60dBW)前向下行信号经卫星与地面传输链路衰减后的小功率(<0dBW)信号由馈电天线6接收送至接收机71，接收机71对该小功率信号滤波、放大后送至下变频器72，下变频器72对该滤波放大后的信号进行下变频，送至输入多工器73，输入多工器73将下变频后的信号分为不同中心频率的两路信号分别送至第一小信号功分网络74、第二小信号功分网络75，设不同中心频率的两路信号的频率为f1和f2(f1、f2的频率在1GHz～2GHz)。
(2)第一小信号功分网络74接收步骤(1)中的中心频率为f1的信号，将中心频率为f1的信号等功率分成N路，分别进入第一功率放大器组76，第一功率放大器组76对该N路信号分别进行功率放大后送至第一空间功率合成器81，第一空间功率合成器81对功率放大后的N路信号的功率进行叠加合成，再由第一通道滤波器83滤波，得到中心频率为f1的第一通道信号，送至输出多工器85；
(3)第二小信号功分网络75接收步骤(1)中的中心频率为f2的信号，将中心频率为f2的信号等功率分成N路，分别进入第二功率放大器组77，第二功率放大器组77对该N路信号分别进行功率放大后送至第二空间功率合成器82，第二空间功率合成器82对功率放大后的N路信号的功率进行叠加合成，再由第二通道滤波器84滤波，得到中心频率为f2的第二通道信号，送至输出多工器85；
(4)输出多工器85将步骤(2)的中心频率为f1的第一通道信号和步骤(3)的中心频率为f2的第二通道信号合成为包含频率为f1和频率为f2，且带宽为1MHz以上的一路信号，即前向转发器输出信号，送至前级功分器21；
(5)前级功分器21对步骤(4)前向转发器输出信号，用波导进行等功率波导功分后，由后级功分器22的第一级同轴功分网络模块将通过波导等功率功分后的信号进行第一次等功率同轴功分，第二级同轴功分网络模块将第一次同轴功分后的信号进行第二次同轴功分后，通过前向下行天线馈源阵3对第二次同轴功分后的信号进行幅度相位加权后，形成波束，由前向下行天线反射面4反射发送至地面终端；
所述返向传输阶段步骤如下：
(6)返向上行天线5接收地面终端发射的多个频率的多路大功率(0～15dBW)返向上行信号经卫星与地面传输链路衰减后的小功率(<0dBW)信号，送至低噪声放大模块91，低噪声放大模块91对该多路小功率信号进行低噪声放大送至输入滤波模块92，输入滤波模块92对低噪声放大后的多路多个频率的信号进行滤波后送至合路器93，合路器93将该滤波后的多路多个频率的信号合并成一路包含该多个频率的信号，送至上变频器94，上变频器94对该滤波放大后的信号进行上变频后，由功率放大模块95进行功率放大，再由输出滤波模块(96)进行滤波后，得到返向转发器输出的信号，输出至馈电天线6，由馈电天线6辐射至外部地面信关站。
本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。

Claims (5)

1.一种大功率移动广播GEO卫星装置，其特征在于：包括卫星平台(1)和载荷，载荷包括天线分系统、转发器分系统；
天线分系统包括前向下行天线、返向上行天线(5)和馈电天线(6)；其中前向下行天线包括天线功分模块(2)、前向下行天线馈源阵(3)、前向下行天线反射面(4)；
转发器分系统包括前向转发器和返向转发器(9)，前向转发器包括小信号处理模块(7)和功率合成模块(8)；
小信号处理模块(7)包括接收机(71)、下变频器(72)、输入多工器(73)、第一小信号功分网络(74)、第二小信号功分网络(75)、第一功率放大器组(76)、第二功率放大器组(77)；
功率合成模块(8)包括第一空间功率合成器(81)、第二空间功率合成器(82)、第一通道滤波器(83)、第二通道滤波器(84)、输出多工器(85)；
天线功分模块(2)包括前级功分器(21)和后级功分器(22)；后级功分器(22)包括两级同轴功分模块，分别是第一级同轴功分模块、第二级同轴功分模块；
返向转发器(9)包括低噪声放大模块(91)、输入滤波模块(92)、合路器(93)、上变频器(94)、功率放大模块(95)、输出滤波模块(96)；
前向传输时，外部地面信关站，发射大功率前向下行信号经卫星与地面传输链路衰减后的小功率信号由馈电天线(6)接收送至接收机(71)，接收机(71)对该小功率信号滤波、放大后送至下变频器(72)，下变频器(72)对该滤波放大后的信号进行下变频，送至输入多工器(73)，输入多工器(73)将下变频后的信号分为不同中心频率的两路信号分别送至第一小信号功分网络(74)、第二小信号功分网络(75)，设不同中心频率的两路信号的频率为f1和f2；
第一小信号功分网络(74)接收中心频率为f1的信号，将中心频率为f1的信号等功率分成N路，分别进入第一功率放大器组(76)，第一功率放大器组(76)对该N路信号分别进行功率放大后送至第一空间功率合成器(81)，第一空间功率合成器(81)对功率放大后的N路信号的功率进行叠加合成，再由第一通道滤波器(83)滤波，得到中心频率为f1的第一通道信号，送至输出多工器(85)；
第二小信号功分网络(75)接收中心频率为f2的信号，将中心频率为f2的信号等功率分成N路，分别进入第二功率放大器组(77)，第二功率放大器组(77)对该N路信号分别进行功率放大后送至第二空间功率合成器(82)，第二空间功率合成器(82)对功率放大后的N路信号的功率进行叠加合成，再由第二通道滤波器(84)滤波，得到中心频率为f2的第二通道信号，送至输出多工器(85)；
输出多工器(85)将中心频率为f1的第一通道信号和中心频率为f2的第二通道信号合成为包含频率为f1和频率为f2，且带宽为1MHz以上的一路信号，即前向转发器输出信号，送至前级功分器(21)；
前级功分器(21)对该转发器输出信号，用波导进行波导等功率功分后，由后级功分器(22)的第一级同轴功分网络模块将通过波导等功率功分后的信号进行第一次等功率同轴功分，第二级同轴功分网络模块将第一次同轴功分后的信号进行第二次同轴功分后，通过前向下行天线馈源阵(3)对第二次同轴功分后的信号进行幅度相位加权后，形成波束，由前向下行天线反射面(4)反射发送至地面终端；
返向传输时，返向上行天线(5)接收地面终端发射的多个频率的多路大功率返向上行信号经卫星与地面传输链路衰减后的小功率信号，送至低噪声放大模块(91)，低噪声放大模块(91)对该多路小功率信号进行低噪声放大送至输入滤波模块(92)，输入滤波模块(92)对低噪声放大后的多路多个频率的信号进行滤波后送至合路器(93)，合路器(93)将该滤波后的多路多个频率的信号合并成一路包含该多个频率的信号，送至上变频器(94)，上变频器(94)对该滤波放大后的信号进行上变频后，由功率放大模块(95)进行功率放大，再由输出滤波模块(96)进行滤波后，得到返向转发器输出的信号，输出至馈电天线(6)，由馈电天线(6)辐射至外部地面信关站。
2.根据权利要求1所述的一种大功率移动广播GEO卫星装置，其特征在于：所述的前向传输时，外部地面信关站发射的大功率前向上行信号为大于60dBW功率的信号，经卫星与地面传输链路衰减后的小功率信号为小于0dBW功率的信号；返向传输时，返向上行天线(5)接收的地面终端发射的多个频率的多路大功率返向上行信号为0～15dBW功率的信号，经卫星与地面传输链路衰减后的小功率信号为小于0dBW功率的信号。
3.根据权利要求1所述的一种大功率移动广播GEO卫星装置，其特征在于：所述的前向下行天线反射面(4)口径范围在12～16米之间，返向上行天线(5)口径范围在3～5米之间，馈电天线(6)的口径范围在1.1～1.5米之间。
4.根据权利要求1所述的一种大功率移动广播GEO卫星装置，其特征在于：所述的第一空间功率合成器(81)或第二空间功率合成器(82)的合成路数为1～16路之间。
5.一种大功率移动广播GEO卫星装置的传输方法，其特征在于包括前向传输阶段和返向传输阶段；
所述前向传输阶段步骤如下：
(1)前向传输时，外部地面信关站，发射大功率前向上行信号经卫星与地面传输链路衰减后的小功率信号由馈电天线(6)接收送至接收机(71)，接收机(71)对该小功率信号滤波、放大后送至下变频器(72)，下变频器(72)对该滤波放大后的信号进行下变频，送至输入多工器(73)，输入多工器(73)将下变频后的信号分为不同中心频率的两路信号分别送至第一小信号功分网络(74)、第二小信号功分网络(75)，设不同中心频率的两路信号的频率为f1和f2；
(2)第一小信号功分网络(74)接收步骤(1)中的中心频率为f1的信号，将中心频率为f1的信号等功率分成N路，分别进入第一功率放大器组(76)，第一功率放大器组(76)对该N路信号分别进行功率放大后送至第一空间功率合成器(81)，第一空间功率合成器(81)对功率放大后的N路信号的功率进行叠加合成，再由第一通道滤波器(83)滤波，得到中心频率为f1的第一通道信号，送至输出多工器(85)；
(3)第二小信号功分网络(75)接收步骤(1)中的中心频率为f2的信号，将中心频率为f2的信号等功率分成N路，分别进入第二功率放大器组(77)，第二功率放大器组(77)对该N路信号分别进行功率放大后送至第二空间功率合成器(82)，第二空间功率合成器(82)对功率放大后的N路信号的功率进行叠加合成，再由第二通道滤波器(84)滤波，得到中心频率为f2的第二通道信号，送至输出多工器(85)；
(4)输出多工器(85)将步骤(2)的中心频率为f1的第一通道信号和步骤(3)的中心频率为f2的第二通道信号合成为包含频率为f1和频率为f2，且带宽为1MHz以上的一路信号，即前向转发器输出信号，送至前级功分器(21)；
(5)前级功分器(21)对步骤(4)前向转发器输出信号，用波导进行波导功分后，由后级功分器(22)的第一级同轴功分网络模块将通过波导等功率功分后的信号进行第一次等功率同轴功分，第二级同轴功分网络模块将第一次同轴功分后的信号进行第二次同轴功分后，通过前向下行天线馈源阵(3)对第二次同轴功分后的信号进行幅度相位加权后，形成波束，由前向下行天线反射面(4)反射发送至地面终端；
所述返向传输阶段步骤如下：
(6)返向上行天线(5)接收地面终端发射的多个频率的多路大功率返向上行信号经卫星与地面传输链路衰减后的小功率信号，送至低噪声放大模块(91)，低噪声放大模块(91)对该多路小功率信号进行低噪声放大送至输入滤波模块(92)，输入滤波模块(92)对低噪声放大后的多路多个频率的信号进行滤波后送至合路器(93)，合路器(93)将该滤波后的多路多个频率的信号合并成一路包含该多个频率的信号，送至上变频器(94)，上变频器(94)对该滤波放大后的信号进行上变频后，由功率放大模块(95)进行功率放大，再由输出滤波模块(96)进行滤波后，得到返向转发器输出的信号，输出至馈电天线(6)，由馈电天线(6)辐射至外部地面信关站。
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