【正文】 、 壓力 、 加速度 、 姿態(tài)等等 ， 這些參數(shù)由相應(yīng)的傳感器采集起來 ， 然后全部轉(zhuǎn)換成為電信號 ， 進(jìn)一步進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換形成數(shù)據(jù)信號 ， 地面上的遙控站接收到這些信號之后 ， 就可以了解衛(wèi)星系統(tǒng)內(nèi)部的工作狀態(tài) 。 執(zhí)行信號為一個或一系列的電脈沖 ， 它來控制具體的執(zhí)行部件進(jìn)行特定的操作和控制 。 由于存在著各種干擾力矩 ， 衛(wèi)星的自旋速率和自轉(zhuǎn)軸的方向會發(fā)生 — 些變化 ， 于是衛(wèi)星的姿態(tài)也就隨之發(fā)生變化 。 三軸穩(wěn)定的衛(wèi)星在發(fā)射時 ， 太陽能電池帆板是折疊起來的 ， 在衛(wèi)星定點(diǎn)之后 ， 太陽能電池帆板打開 ，并對準(zhǔn)太陽 。 于是根據(jù)地平儀的輸出 ， 就可以判斷衛(wèi)星的俯仰軸方向是否正確 。 廣播衛(wèi)星的電參數(shù) (EIRP) (G／ T) E 在此 ， 討論衛(wèi)星的幾項(xiàng)主要電參數(shù) ， 有些一眼就能看懂的電參數(shù) ， 如工作頻率范圍 、 轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬 、 信標(biāo)頻率 ， 行波管輸出功率等 ， 就不在此處進(jìn)行分析了 。 ? 在進(jìn)行衛(wèi)星線路工程設(shè)計的過程中 ， 波束圖是一項(xiàng)很重要的參數(shù) ， 根據(jù)波束圖能夠確定接收地點(diǎn)的等效全向輻射功率 ， 然后才可以進(jìn)行以后的設(shè)計工作 。 北京的經(jīng)度為176。 ? 根據(jù)上面功率通量密度的數(shù)據(jù) ， 可以求出北京地區(qū)亞洲二號衛(wèi)星 Ku波段的地面場強(qiáng)數(shù)值為／ m。 廣播衛(wèi)星的電參數(shù) 極化方式 (3) 3660 3760 3820 3860 3900 3940 3980 4020 4060 4100 4140 4180 3660 H 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A 10A 11A 12A V 1B 2B 3B 4B 5B 6B 7B 8B 9B 10B 11B 12B 3740 3800 3840 3880 3920 3960 4000 4040 4080 4120 4160 印度洋加強(qiáng)波束 遙測信號 圖 亞太 1A衛(wèi)星 C波段轉(zhuǎn)發(fā)器的頻道設(shè)置 大氣層對電波傳播產(chǎn)生的影響 ? 在衛(wèi)星廣播系統(tǒng)中 ， 地球站發(fā)射的上行信號要穿過大氣層才能到達(dá)廣播衛(wèi)星處 ， 同樣衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的下行信號也必須穿過大氣層才能到達(dá)地面 ， 因此在電波傳播的過程中必須考慮大氣層的影響 ， 并要對這種影響進(jìn)行分析 。 D層是由太陽光中的 X射線輻射而形成的 ， 白天存在 ， 夜間消失 ， D層對中波產(chǎn)生全反射 。 我們平常所說的星星眨眼睛的現(xiàn)象就是一種體現(xiàn)在光波波段內(nèi)的快速衰落現(xiàn)象 。 大氣層對電波傳播產(chǎn)生的影響 水汽微粒產(chǎn)生的衰減 ? 對流層內(nèi)的水汽微粒包括云 、 雨 、 雪 、 冰雹 、 冰晶等 ， 它們又被稱為是 水汽凝結(jié)體 。 對于衛(wèi)星廣播來說 ， 對流層的去極化現(xiàn)象會引起交叉極化干擾 ， 從而在一定程度上影響了頻率復(fù)用 。 ? 電離層對長波 、 中波和短波來說是一個反射層 ， 頻率在 30MHz以內(nèi)的電波是很難穿過電離層的 ， 而在衛(wèi)星廣播工作的厘米波波段內(nèi) ， 電波穿過電離層是沒有困難的 ， 而電離層對電波的主要影響是使線極化波極化方向發(fā)生變化的法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng) ， 另外的影響就是產(chǎn)生電離層閃爍現(xiàn)象 。 雨致衰減 (1) ? 由于降雨對電波產(chǎn)生的衰減 ， 稱為雨致衰減 ， 簡稱為雨衰 。 降雨產(chǎn)生的衰減隨著降雨率的增大而增大 ，根據(jù)實(shí)測和估算 ， 對于 Ku波段 ， 短時間內(nèi) (數(shù)分鐘 )降雨的衰減可高達(dá) 20dB， 顯然如此大的衰減量將使廣播線路暫時中斷；因此在 Ku波段廣播衛(wèi)星設(shè)計工作中 ， 應(yīng)該考慮到雨衰的影響 ， 對轉(zhuǎn)發(fā)器天線的波束圖進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計 ， 同時采用較大口徑的接收天線可在一定程度上解決雨衰的問題 。 ? 。 2023年 2月 6日星期一 上午 12時 40分 59秒 00:40: ? 1 比不了得就不比 ， 得不到的就不要 。 00:40:5900:40:5900:40Monday, February 6, 2023 ? 1 不知香積寺 ， 數(shù)里入云峰 。 上午 1。 00:40:5900:40:5900:402/6/2023 12:40:59 AM ? 1 成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累 。 00:40:5900:40:5900:40Monday, February 6, 2023 ? 1 乍見翻疑夢 ， 相悲各問年 。 。 理論分析表明 ， 雨致衰減的大小與雨滴的物理模型 、 電波的極化方向 、 工作波長 、 接收地點(diǎn)的位置及海拔高度等諸多因素有關(guān) ， 其中特別是雨滴的模型在世界各國乃至國內(nèi)各地是不大相同的 ， 故雨衰數(shù)值的估算是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工作 。 ? 根據(jù)理論分析 ， 法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)與頻率的平方成反比 ， 而與帶電粒子的濃度和傳播方向上地球磁場分量成正比 。 描述等離子體的主要參數(shù)就是其內(nèi)的電子濃度或離子濃度 。雨滴本身的形狀很不規(guī)則 ， 同時雨滴的下降路線也很復(fù)雜 ， 因此降雨區(qū)域內(nèi)的介質(zhì)應(yīng)該按照各向異性介質(zhì)來處理 。 長期測量的結(jié)果表明 ， 衰落幅度超過 2dB的時間百分比不超過 1％ 。 ? 氣體密度的不均勻性導(dǎo)致氣體的折射率也不均勻 ，從而使電波在傳播過程之中會發(fā)生折射現(xiàn)象 ， 從而導(dǎo)致電波的 衰落 和 多徑傳輸 。 大氣層對電波傳播產(chǎn)生的影響 大氣層結(jié)構(gòu) (2) ? 根據(jù)離子密度或自由電子密度的分布 ， 可以將電離層進(jìn)一步劃分為 D層 、 E層 、 F1層 、 F2層和磁層幾部分 。 廣播衛(wèi)星的電參數(shù) 極化方式 (2) ? 圖 1A衛(wèi)星 C波段轉(zhuǎn)發(fā)器的頻率配置情況 ， 從中可以準(zhǔn)確無誤地看到頻率復(fù)用的情況 。 場強(qiáng)通常是特指電場強(qiáng)度而言 。 它的定義是： ? Ψ=EIRP20lgd(m)10lg(4π)ΔL(dBW/m2) ? 式中 ， d為衛(wèi)星至地面的距離 ， 單位為 m； △ L為在電波傳輸過程中由于各種原因產(chǎn)生的附加損耗 ， 如雨致衰減 、 大氣的吸收衰減等 ， 單位為 dB， 需要特別說明的是 ， 這里面不包括電波的擴(kuò)散損耗 ， 因?yàn)橛捎诰嚯x產(chǎn)生的擴(kuò)散損耗已經(jīng)在該公式中考慮了 。 廣播衛(wèi)星的電參數(shù) 波束圖 ? 工程上為了便于使用 ， 通常將衛(wèi)星的等效全向輻射功率標(biāo)注在地圖之上 ， 稱為衛(wèi)星的波束圖或稱為衛(wèi)星的覆蓋區(qū)域 。 從地面上看 ， 衛(wèi)星的飄移軌跡類似于一個 “ 8” 字形 。 在垂直于衛(wèi)星俯仰軸的平面兩側(cè)對稱地安裝兩個紅外地平儀 ， 分別掃描地球的南北兩個半球 。 ? 在衛(wèi)星的滾動軸和偏航軸上加上高速旋轉(zhuǎn)的動量飛輪 ，使衛(wèi)星在這兩個軸向上保持穩(wěn)定 ， 而對俯仰軸的控制則是改變動量飛輪的旋轉(zhuǎn)速率 ， 從而對衛(wèi)星星體產(chǎn)生反作用來完成的 。 自旋衛(wèi)星象一個陀螺一樣沿其自轉(zhuǎn)軸線以一定的角速度不停地旋轉(zhuǎn) ，在旋轉(zhuǎn)的過程之中 ， 自轉(zhuǎn)軸的方向是固定不變的 ， 從而使衛(wèi)星的姿態(tài)保持穩(wěn)定 。 地址碼給定了每一條指令的編號 ， 使不同的指令在衛(wèi)星上對號入座 。 進(jìn)行角度跟蹤和測角的依據(jù)也是衛(wèi)星發(fā)出的信標(biāo)信號 ， 它引導(dǎo)地面的遙控站的天線準(zhǔn)確地指向衛(wèi)星 ， 以實(shí)現(xiàn)對衛(wèi)星的跟蹤 ， 并進(jìn)行角度測量 。 廣播衛(wèi)星 跟蹤遙測指令子系統(tǒng) (TTC系統(tǒng) )(2) ? ? 衛(wèi)星上的跟蹤設(shè)備與地面上的遙控站配合完成測距 、測速 、 測角以及角度跟蹤等功能 。 鎳氫蓄電池的主要特點(diǎn)是輸出功率大 ， 目前大容量的廣播衛(wèi)星通常采用鎳氫蓄電池 ， 它在一小時左右的時間內(nèi)可以提供數(shù)千瓦的電能 ， 因此完全可以在衛(wèi)星蝕期間保證衛(wèi)星廣播的正常進(jìn)行 。 由于太陽能電池的表面受到宇宙射線的輻射或高能粒子的轟擊會引起性能的衰退 ， 因此在其表面上還要安裝一層薄薄的石英玻璃蓋片 。 廣播衛(wèi)星 電源子系統(tǒng) (3) ? 太陽能電池由許多個硅太陽能電池片組成 。 通常 ， 電源子系統(tǒng)是由太陽能電池帆板 、 蓄電池和電源控制部分組成 。 慢波系統(tǒng)是一種特殊形式的同軸傳輸線 。以 C波段衛(wèi)星為例 ， 衛(wèi)星地球站發(fā)射的信號頻率是5925~6425MHz， 而廣播衛(wèi)星的下行信號頻率是3700~4200MHz， 因此標(biāo)準(zhǔn)的本機(jī)振蕩頻率是2225MHz， 這屬于低本振類型 ， 因?yàn)檩斎腩l率高于本振頻率 。 ? 一次變頻型轉(zhuǎn)發(fā)器由低噪聲放大器 、 混頻器 、 本機(jī)振蕩 、 激勵放大器 、 分波器 、 行波管放大器 、 多工器組成 。 雙工器是一種微波波導(dǎo)器件 ，它的主體是金屬波導(dǎo) ， 具備濾波 、 阻抗匹配 、 分波 、 功率合成等功能 。 點(diǎn)波束天線一般采用偏饋天線的形式 ， 反射面為旋轉(zhuǎn)拋物面的一部分 ， 為了保證足夠小的半功率角 ， 反射面的口徑是比較大的 。 目前 ， 世界上著名衛(wèi)星制造廠家有馬丁 (MARTIN)公司 、 勞拉 (LORAL)公司 、 休斯 (HUGHES)公司 、 法國宇航等幾家 ， 他們均可提供用于廣播業(yè)務(wù)的大功率 、 大容量 、 長壽命的衛(wèi)星平臺 。 我國處于第三區(qū) 。 現(xiàn)在廣播衛(wèi)星上的備用電源有了相當(dāng)?shù)母倪M(jìn) ， 在發(fā)生衛(wèi)星蝕的期間內(nèi) ， 可以保證衛(wèi)星的正常工作 ， 因此近年來人們不大關(guān)心衛(wèi)星蝕的問題了 ， 但是衛(wèi)星蝕本身是依然存在的 。 ? 當(dāng)同步廣播衛(wèi)星在接收地點(diǎn)地球上的位置恰好與太陽的位置重合時 ， 就產(chǎn)生了 “ 衛(wèi)星凌日 ” 現(xiàn)象 ， 亦稱日凌 。 仰角 和 方位角 的定義 同步衛(wèi)星 衛(wèi)星接收天線的 俯仰角 和 方位角 (2) ? 設(shè) 接收地點(diǎn)的 緯度為 ξ， 經(jīng)度為 ΦR， 衛(wèi)星的經(jīng)度為ΦS。 ? 例如 ， 1100E表明衛(wèi)星位于東經(jīng) 1100的赤道正上方 ， 。開普勒定律為牛頓日后發(fā)現(xiàn)萬有引力定律打下了良好的基礎(chǔ) 。 ? 當(dāng)前 ， 衛(wèi)星廣播系統(tǒng)中都采用同步衛(wèi)星 。 靜止衛(wèi)星的運(yùn)動 同步衛(wèi)星 衛(wèi)星的分類 (3) ? ? (1)赤道軌道衛(wèi)星： v=0度 ， 衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面重合 。 同步衛(wèi)星 衛(wèi)星的分類 (2) ? ? (1)同步衛(wèi)星 ： T＝ 24恒星時 。 高功率放大器也有備份 。 ? QP SK調(diào)制屬于中頻調(diào)制 ， 一般中頻的頻率為70MHz。 上行站 工作過程 (2) (3)復(fù)接器的輸出送入信道編碼器 。 (1)模擬的音頻信號和視頻信號先送入 信源編碼器 ， 生成經(jīng)過壓縮的數(shù)字信號 。第 2章內(nèi)容的回顧 上行站 廣播衛(wèi)星 接收站 第 3章 廣播衛(wèi)星與上行站 上行站 同步衛(wèi)星 日凌與衛(wèi)星蝕 衛(wèi)星廣播使用的頻率范圍 廣播衛(wèi)星 廣播衛(wèi)星的電參數(shù) 大氣層對電波傳播產(chǎn)生的影響 極化旋轉(zhuǎn)效應(yīng) 雨致衰減 上行站 上行站 主要作用 在數(shù)字衛(wèi)星廣播系統(tǒng)中，上行地球站是一個十分重要的組成部分。 信源 編碼 V1 A1 信源 編碼 V2 A2 復(fù) 接 器 Data 信道 編碼 QPSK 調(diào)制 上變頻 (主 ) 信源 編碼 V1 A1 信源 編碼 V2 A2 復(fù) 接 器 Data 信道 編碼 QPSK 調(diào)制 上變頻 (副 ) 功放器 高功放 (主 ) 高功放 (副 ) 圖 數(shù)字衛(wèi)星上行地球站的框圖 上行站 組成框圖 (2) 上行站的室內(nèi)部分 上行站的室外部分 ? 數(shù)字衛(wèi)星電視的輸入信號有三個 ， 它們是音頻信號(A)、 視頻信號 (V)和數(shù)據(jù)信號 (Data)。 ? 采用 MCPC方式時 ， 多路音頻／視頻信號形成的數(shù)據(jù)包也是混合在一起的 。 由于衛(wèi)星信號的傳輸距離在 40000km左右 ， 信號當(dāng)然是比較弱的 ， 通常地面的場強(qiáng)在 15~30dBμV／ m的范圍之內(nèi) ， 在這樣的信號強(qiáng)度的條件下 ， 采用 QPSK調(diào)制方式能夠得到足夠的信噪比 。 它的工作是利用電子的渡越時間 ， 并采用速度調(diào)制的方式來完成的 。 ? (3)高高度衛(wèi)星： h＞ 20230km， T＞ 12小時 。 ? 由于 同步衛(wèi)星 的運(yùn)轉(zhuǎn)周期與地球本身自轉(zhuǎn)周期完全相同 ， 所以從地面上看 ， 同步衛(wèi)星在天空中是固定不動的 ， 因此又被稱為對地靜止衛(wèi)星 ， 簡稱 靜止衛(wèi)星 。 ? (4)廣播信道大部分處于真空之中 ， 因此工作相對穩(wěn)定 ， 信號質(zhì)量高 。 德國著名的天文學(xué)家開普勒(Johannes Kepler， 1571~1630)， 仔細(xì)地分析和研究了前人對天體運(yùn)動的觀測資料 ， 特別是丹麥天文學(xué)家布拉赫 (Tycho Brahe， 1546~1601)記錄下來的大量精確觀測數(shù)據(jù)后 ， 在 17世紀(jì)初 ， 開普勒提出了科學(xué)史上有名的行星運(yùn)動三定律 ， 稱為開普勒定律 。