第七章-衛(wèi)星通信系統(tǒng)-全文預(yù)覽
【正文】 區(qū)域波束天線： 如果地面要求覆蓋的區(qū)域形狀不規(guī)則，就要用區(qū)域波束天線，也稱賦形波束天線。 ? 另一種是用于通信的微波定向天線，根據(jù)波束寬度不同，分為三類。 圖 通信衛(wèi)星的組成 行波管功率放大器和電源系統(tǒng)等部分產(chǎn)生熱而升溫 地球上的控制站經(jīng)常不斷地需要了解衛(wèi)星內(nèi)部設(shè)備的工作情況，有時(shí)要通過遙測(cè)指令信號(hào)控制衛(wèi)星上設(shè)備產(chǎn)生一定的動(dòng)作 圖 衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器組成的方框圖 (5) 衛(wèi)星上 通信分系統(tǒng) 又分為： 轉(zhuǎn)發(fā)器 和 星上天線 兩部分 ?單變頻轉(zhuǎn)發(fā)器 ?雙變頻轉(zhuǎn)發(fā)器 ?星上處理轉(zhuǎn)發(fā)器 處理轉(zhuǎn)發(fā)器： 增加解調(diào)，信號(hào)處理，調(diào)制 可以避免噪聲的積累，實(shí)現(xiàn)多個(gè)天線波束間信號(hào)交換，和對(duì)信號(hào)的變換 ? 雙頻轉(zhuǎn)發(fā)器：上行轉(zhuǎn)中頻 然后轉(zhuǎn)發(fā) ? 單頻轉(zhuǎn)發(fā)器： 低噪放，然后變頻到下行頻率 放大發(fā)出 又稱微波式頻率轉(zhuǎn)發(fā)器 射頻帶寬達(dá)500MHz ，適于多址連接的大容量衛(wèi)通系統(tǒng)。又知某地球站有效全向輻射功率 ［ EIRP］ E=, 接收天線增益 GRE=, 接收饋線損耗 LFRE=。 設(shè)天線開口面積為 A， 天線效率為 η, 波長(zhǎng)為 λ， 天線直徑為 D， 則天線增益為 ????22ππ4 ???????? DAG () 2. 有效全向輻射功率 (EIRP) 通常把衛(wèi)星和地球站發(fā)射天線在波束中心軸向上輻射的功率稱為發(fā)送設(shè)備的有效全向輻射功率 。 用于 2Mb/s以下低速數(shù)據(jù)雙向通信。 4. 衛(wèi)星通信種類 按衛(wèi)星的制式分類： 1) 隨機(jī)衛(wèi)星： 只能在共視衛(wèi)星的時(shí)間才能通信 按衛(wèi)星的覆蓋范圍分類： 國(guó)際衛(wèi)星通信系統(tǒng)； 國(guó)內(nèi)衛(wèi)星通信系統(tǒng)； 區(qū)域衛(wèi)星通信系統(tǒng)。其公轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期一致。所有衛(wèi)星均沿同一方向飛行。= 1 176。 ? ? ? ) s() s(1) s() s(2???????????????? ar ct ge? 又求得方位角 φa = ar ct g ????????) i n ()(tg= 1176。 ???????1s i n ??? tga r c t gakmd ?? c o sc o 2 2 3 8 1?? 靜止衛(wèi)星觀察參數(shù)圖解 衛(wèi)星位于地球站西側(cè)側(cè) 衛(wèi)星位于地球站東側(cè)方位角 ??? ???aa??1 8 01 8 0靜止衛(wèi)星 S與地球站 A的幾何關(guān)系 若地球站位于北半球： 若地球站位于南半球： 衛(wèi)星位于地球站西側(cè)側(cè)衛(wèi)星位于地球站東側(cè)方位角??????aa??1 8 01 8 0衛(wèi)星位于地球站西側(cè)側(cè)衛(wèi)星位于地球站東側(cè)方位角????? aa??3 6 0? 【 例 11】 “亞太一號(hào)”衛(wèi)星的星下點(diǎn) s′的經(jīng)度為φ 2=(東經(jīng) ) ? φ 1=, θ1=176。 （ 2）三軸穩(wěn)定法 三軸穩(wěn)定法是指衛(wèi)星的姿態(tài)是由穩(wěn)定穿過衛(wèi)星重心的三個(gè)軸來保證的。 同步軌道衛(wèi)星發(fā)射 發(fā)射過程 ?進(jìn)入初始軌道 ?進(jìn)入轉(zhuǎn)移軌道 ?進(jìn)入漂移軌道 ?進(jìn)入靜止軌道 一顆自旋穩(wěn)定的靜止衛(wèi)星的發(fā)射過程大體可分為如下幾個(gè)階段 ?開始發(fā)射后，依次點(diǎn)燃三級(jí)火箭的一、二級(jí)火箭，把衛(wèi)星送到初始軌道。但單級(jí)火箭的速度只能達(dá)到 ，因此，發(fā)射靜止衛(wèi)星必須采用帶有捆綁技術(shù)的三級(jí)火箭。 LEO MEO GEO HEO ?衛(wèi)星軌道 LEO高度在 500－ 1500Km， MEO高度在 10000－ 2022Km， HEO距地最近點(diǎn)為 1000－ 2100Km，最遠(yuǎn)點(diǎn)為 3950－ 50600Km， 靜止軌道衛(wèi)星高度約為 （通常近似為 36000Km）， （ 1） 系統(tǒng)組成 靜止衛(wèi)星通信系統(tǒng) 如圖所示的是衛(wèi)星通信的示意圖。 衛(wèi)星通信又是宇宙無線電通信形式之一，而宇宙通信是指以宇宙飛行體為對(duì)象的無線電通信， （ 1）宇宙站與地球站之間的通信； （ 2 （ 3）通過宇宙站轉(zhuǎn)發(fā)或反射而進(jìn)行的 （ 1）衛(wèi)星通信的優(yōu)點(diǎn) ① 通信距離遠(yuǎn)，且費(fèi)用與通信距離、地理環(huán)境、氣象條件無關(guān) ② 覆蓋面積大，可進(jìn)行多址通信 ③ 通信頻帶寬，傳輸容量大 ④ 信號(hào)傳輸質(zhì)量高 , 與通信距離、地理環(huán)境、氣象條件無關(guān)，通信線路穩(wěn)定可靠 ⑤ 建立通信電路靈活、機(jī)動(dòng)性好 ２ .衛(wèi)星通信的特點(diǎn) （ 2）衛(wèi)星通信的缺點(diǎn) ①衛(wèi)星的發(fā)射與控制技術(shù)比較復(fù)雜。 延遲式：接收 ―― 存儲(chǔ) ―― 延遲轉(zhuǎn)發(fā) 同步式：目前常用方式。 衛(wèi)星通信可以分為延遲式和同步式。 地球站是設(shè)在地球陸地、海洋、空中的固定或移動(dòng)無線通信站點(diǎn)。 ④存在星蝕和日凌中斷現(xiàn)象。要想使衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，還必須使衛(wèi)星的初始速度大于 8km/s。捆綁技術(shù)就是把幾支小火箭捆在大火箭的第一級(jí)上，用以提高發(fā)射的飛行速度。 采用自旋穩(wěn)定法的衛(wèi)星，如 ISⅢ ， ISⅣ 等，衛(wèi)星的天線要安裝在一個(gè)平臺(tái)上。 此外，為了計(jì)算自由空間的傳播損耗，還必須知道地球站與衛(wèi)星之間的距離 —— 站星距 。 ， ? 經(jīng)度差 φ =φ 2－ φ 1=－ =176。 31. 61176。這些衛(wèi)星均勻分布在大致南北方向的 6條軌道上，每條軌道上均勻分布 11顆衛(wèi)星。 2) 靜止衛(wèi)星： 距離赤道上空 35860公里處（同步軌道）的衛(wèi)星。 傳輸衰減 2030dB。 ITU將整個(gè)地球劃分為三個(gè)區(qū)域： 區(qū)域 1：包括歐洲、非洲、前蘇聯(lián)和蒙古； 區(qū)域 2：南北美洲和格陵蘭島； 區(qū)域 3：亞洲（除區(qū)域 1中的地區(qū)）、澳大利亞和西南太平洋； 衛(wèi)星提供的業(yè)務(wù)： 衛(wèi)星固定業(yè)務(wù) : 向電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng)提供衛(wèi)星鏈路；
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