【正文】 ? 由于同步衛(wèi)星是赤道軌道衛(wèi)星 ， 衛(wèi)星位置的緯度為00， 因此 表明一顆同步衛(wèi)星的位置僅使用經(jīng)度就可以了 。 計(jì)算天線仰角和方位角時(shí) ， 一般是采用球面三角和解析幾何的方法 ， 在本課程中則使用矢量代數(shù)法 ， 其特點(diǎn)是概念明確 ， 幾何關(guān)系清楚 ， 同時(shí)可以推廣到其它一些與衛(wèi)星有關(guān)的問題 ， 如日凌問題 、極軸式天線問題 、 天線的極化角問題等 。 日凌與衛(wèi)星蝕 日凌與衛(wèi)星蝕 日凌 (1) ? 日凌的名稱來自于天文學(xué) ， 意為內(nèi)行星 （ 水星或金星 ） 運(yùn)行到太陽和地球的中間 ， 地球上的觀測者有時(shí)可看到太陽上出現(xiàn)了小黑圓點(diǎn)的現(xiàn)象 ， 如水星凌日 、 金星凌日等等 。 以前 ， 衛(wèi)星蝕對衛(wèi)星廣播的影響是很嚴(yán)重的 ，因?yàn)樘柲茈姵夭还ぷ?， 衛(wèi)星廣播只能中斷 ， 每年的春分和秋分前后的各 23天 ， 都會(huì)發(fā)生衛(wèi)星蝕 ， 也就是說一年內(nèi) ， 衛(wèi)星廣播在總共約 92天的時(shí)間內(nèi)會(huì)發(fā)生中斷 ， 而在春分和秋分的當(dāng)天 ， 中斷的時(shí)間可長達(dá) 72分鐘 。 衛(wèi)星廣播使用的頻率范圍 (1) 衛(wèi)星廣播使用的頻率范圍 (2) ? 國際電信聯(lián)盟在分配無線電使用頻率時(shí) ， 將全世界劃分為 三個(gè)區(qū)域 ：第一區(qū) ， 范圍是非洲 、 歐洲及伊朗以西和中國以北的亞洲地區(qū)；第二區(qū) ， 范圍是南北美洲；第三區(qū) ， 范圍是伊朗以東和蒙古以南的亞洲地區(qū) 、 大洋洲地區(qū) 。 各個(gè)子系統(tǒng)的分工明確 ， 各司其職 。 廣播衛(wèi)星 天線子系統(tǒng) (1) 廣播衛(wèi)星 天線子系統(tǒng) (2) ? ? 點(diǎn)波束天線與全球波束天線不同 ， 它的半功率角很小 ， 一般在幾度的范圍之內(nèi) ， 主要用于覆蓋地球表面一個(gè)范圍很小的區(qū)域 。 廣播衛(wèi)星 天線子系統(tǒng) (4) ? ? 廣播衛(wèi)星的實(shí)質(zhì)是位于空間上的一個(gè)微波轉(zhuǎn)發(fā)器 ， 接收機(jī)和發(fā)射機(jī)共同使用一副天線 ， 為了保證收發(fā)共用 ， 衛(wèi)星天線要連接到雙工器上 。 一次變頻型又稱為 單變頻型(RF／ RF)。 廣播衛(wèi)星 廣播子系統(tǒng) (4) ? ? 本機(jī)振蕩和混頻的作用是對上行的信號(hào)進(jìn)行下變頻 。 行波管是一種微波電子管 ， 它由電子槍 、 慢波結(jié)構(gòu)和收集極等部分組成 。 為了衛(wèi)星的正常工作 ， 衛(wèi)星的電源系統(tǒng)必須能夠長時(shí)期穩(wěn)定地輸出足夠的電源功率 。 這樣 ， 一顆現(xiàn)代的通信衛(wèi)星就需要數(shù)十平方米的太陽能電池帆板 。 廣播衛(wèi)星 電源子系統(tǒng) (4) ? 太陽能電池的具體安裝方式為 ， 在基板上貼上一層絕緣薄膜 ， 然后將硅太陽能電池片貼上去 。 鎳鎘蓄電池的特點(diǎn)是充電效率高 、 耐過充電和耐過放電的性能好 ， 同時(shí)對環(huán)境的污染也比較小 。 廣播衛(wèi)星 跟蹤遙測指令子系統(tǒng) (TTC系統(tǒng) )(1) ? 為了保證廣播衛(wèi)星在同步軌道上長期保持正常穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn) ， 必須隨時(shí)清楚地了解衛(wèi)星的軌道位置 、 姿態(tài)和工作狀態(tài) ， 并且根據(jù)情況及時(shí)地發(fā)出適當(dāng)?shù)倪b控指令 ， 通過衛(wèi)星上的相應(yīng)機(jī)構(gòu)來調(diào)整衛(wèi)星的狀態(tài) ， 以實(shí)現(xiàn)對衛(wèi)星進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤和遙測 。 為了確保測量的精度 ， 衛(wèi)星的信標(biāo)信號(hào)頻率必須有很高的頻率穩(wěn)定度 。 前導(dǎo)部分主要用于對衛(wèi)星上的譯碼器進(jìn)行 “ 清零 ” 操作 ， 以便為譯碼作好準(zhǔn)備 。 靜止待發(fā)的火箭 火箭頂部的衛(wèi)星 正在發(fā)射的星箭 廣播衛(wèi)星 姿態(tài)控制子系統(tǒng) (2) ? ? 早期的同步衛(wèi)星均采用自旋穩(wěn)定的方式 。 偏航軸指向地心 ， 滾動(dòng)軸代表了衛(wèi)星的前進(jìn)方向 ， 俯仰軸為衛(wèi)星軌道平面的法線方向 ， 三軸是互相垂直的 。 宇宙空間的溫度接近0K， 而地球的溫度大約為 300K。 廣播衛(wèi)星 姿態(tài)控制子系統(tǒng) (6) ? ? 同步衛(wèi)星的軌道平面與地球赤道面之間存在傾角時(shí) ，衛(wèi)星就會(huì)產(chǎn)生飄動(dòng) 。 廣播衛(wèi)星的電參數(shù) 等效全向輻射功率 (EIRP)(2) ? 在上式的三個(gè)參數(shù)中 ， 行波管的輸出功率和損耗是常數(shù) ， 它不隨接收地點(diǎn)改變 ， 而衛(wèi)星天線的增益不是常數(shù) ， 它隨接收地點(diǎn)位置改變 ， 衛(wèi)星波束中心處的天線增益最高 ， 因此等效全向輻射功率為最大值 ，可記為 EIRPc。 廣播衛(wèi)星的電參數(shù) 功率通量密度 (1) ? 衛(wèi)星發(fā)射出的電磁波到達(dá)地面時(shí)的功率通量密度 ，記為 Ψ， 單位為 dBW／ m2， 它反映了衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)地面時(shí)的強(qiáng)度 。 廣播衛(wèi)星的電參數(shù) 地面場強(qiáng) E ? 確定了地面的功率通量密度后 ， 便可以計(jì)算出地面的場強(qiáng)數(shù)值 。 采用頻率復(fù)用可以充分地利用寶貴的頻譜資源 ， 因此衛(wèi)星廣播和衛(wèi)星通信均采用了此種方式 。 ? 電離層分布在地面上方 55km以上的區(qū)域之內(nèi) ， 其上限距地面的高度可達(dá) 10000km以上 。 一般來說 ， 氣體的密度在地面附近比較大 ， 隨著高度的增高 ， 氣體的密度逐漸減小 ， 但由于受到不同氣象條件的影響 ，故氣體密度分布規(guī)律是十分復(fù)雜的 。 在厘米波波段 ， 電波衰落的幅度通常在 ， 衰落變化時(shí)間的數(shù)量級為數(shù)分鐘至數(shù)十分鐘 ， 快速衰落的特點(diǎn)是信號(hào)瞬時(shí)值發(fā)生快速的變化 ， 而平均值則比較穩(wěn)定 。 ? 對流層中的去極化效應(yīng)是由于降雨或冰晶引起的 。 大氣層對電波傳播產(chǎn)生的影響 電離層的影響 (1) ? 由于太陽光中的紫外線和其它字宙射線的輻射 ， 使得海拔高度在 55— 1000km范圍之內(nèi)的大氣電離 ，形成自由電子 、 離子和中性粒子組成的等離子體 ，因此可以將電離層當(dāng)作是不均勻的導(dǎo)電介質(zhì) 。 極化旋轉(zhuǎn)效應(yīng) ? 電磁波穿過各向異性介質(zhì)時(shí)極化方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象是首先由法拉第在研究光波時(shí)發(fā)現(xiàn)的 ， 故而稱為法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng) 。 雨衰對電波產(chǎn)生的影響主要是吸收衰減 ， 大部分表現(xiàn)為熱損耗 。 。 :40:5900:40Feb236Feb23 ? 1 故人江海別 ， 幾度隔山川 。 , February 6, 2023 ? 很多事情努力了未必有結(jié)果 ， 但是不努力卻什么改變也沒有 。 2023年 2月 6日星期一 12時(shí) 40分 59秒 00:40:596 February 2023 ? 1 空山新雨后 ， 天氣晚來秋 。 :40:5900:40:59February 6, 2023 ? 1 意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏 。 。 ?并簡述其主要組成部分 。 另外 ， 對于數(shù)字衛(wèi)星廣播系統(tǒng)來說 ， 有時(shí)僅僅增加幾個(gè) dB的降雨衰減就會(huì)產(chǎn)生很大的誤碼率 ，從而使衛(wèi)星線路中斷 ， 此種現(xiàn)象被稱為 “ 峭壁效應(yīng) ” ，這是數(shù)字信號(hào)傳輸過程中所特有的現(xiàn)象 。 對于數(shù)字衛(wèi)星廣播系統(tǒng)來說 ， 必須對雨衰的影響程度進(jìn)行分析 。 大氣層對電波傳播產(chǎn)生的影響 電離層的影響 (2) ? 電離層閃爍現(xiàn)象就是一種電波的快速衰落現(xiàn)象 ， 具體表現(xiàn)為：電波穿過電離層之后 ， 電場的幅度 、 相位和極化狀態(tài)都會(huì)發(fā)生較短周期的不規(guī)則變化 。 大氣層對電波傳播產(chǎn)生的影響 水蒸汽和氧氣的吸收作用 ? 在對流層中 ， 水蒸汽和氧氣對厘米波波段的電波有著明顯的吸收作用 ， 這可以用分子諧振的理論來解釋 。 ? 當(dāng)電波穿過對流層中的水汽微粒時(shí) ， 就會(huì)產(chǎn)生衰減 。 大氣層對電波傳播產(chǎn)生的影響 大氣不均勻性的影響 (2) ? 衛(wèi)星廣播的電波傳輸路徑是斜路徑 ， 通常天線的仰角要大于 10176。 E層的高度約為 85— 120km，在高度為 l00km左右的地方 ， 電子濃度取極大值 ，E層也是中波的反射層 。 一輪滿月懸掛在大氣層外 大氣層對電波傳播產(chǎn)生的影響 大氣層結(jié)構(gòu) (1) ? 圍繞地球的氣體圈稱為大氣層 ， 大氣層根據(jù)物理特性大致分為對流層 、 同溫層 （ 平流層 ） 和電離層三部分 。 廣播衛(wèi)星的電參數(shù) 極化方式 (1) ? 廣播衛(wèi)星 (包括通信衛(wèi)星 )采用的電波極化方式有圓極化和線極化兩類 ， 通常全球波束和半球波束采用圓極化方式 ， 而服務(wù)局部地區(qū)的波束則往往采用線極化方式 。 E， 緯度 40176。 波束圖 廣播衛(wèi)星的電參數(shù) 品質(zhì)因素 (G／ T) ? 品質(zhì)因素是衡量衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器本身質(zhì)量的一項(xiàng)特性參數(shù) ，它反映了衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器接收弱信號(hào)能力的大小 。 廣播衛(wèi)星的電參數(shù) 等效全向輻射功率 (EIRP)(1) ? 等效全向輻射功率是衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的一項(xiàng)極為重要的參數(shù) ，它反映了衛(wèi)星的輻射能力 ， 在進(jìn)行衛(wèi)星線路的工程計(jì)算時(shí) ， 必須要知道此項(xiàng)參數(shù) 。 射頻傳感器是利用無線電信標(biāo)來測定衛(wèi)星的姿態(tài)；恒星傳感器則是以某顆恒星 (如北極星 )為基準(zhǔn)來測定衛(wèi)星的姿態(tài) 。 廣播衛(wèi)星 姿態(tài)控制子系統(tǒng) (4) ? ? 首先要了解衛(wèi)星的瞬時(shí)姿態(tài) ， 然后才能對它進(jìn)行控制 。 為了使衛(wèi)星回到正常的姿態(tài) ， 就要使用安裝在衛(wèi)星上的噴氣裝置和磁性線圈來抵消干擾力矩的影響 。 廣播衛(wèi)星 姿態(tài)控制子系統(tǒng) (1) ? 廣播衛(wèi)星經(jīng)過發(fā)射 、 變軌 、 漂移 、 定點(diǎn)等過程才能夠定點(diǎn)在同步軌道確定的位置上 ， 這個(gè)過程是相當(dāng)復(fù)雜的 ， 難免使衛(wèi)星產(chǎn)生一些姿態(tài)方面的誤差 。 廣播衛(wèi)星 跟蹤遙測指令子系統(tǒng) (TTC系統(tǒng) )(5) ? ? 衛(wèi)星上的指令控制設(shè)備接收來自地面遙控站的指令 ，然后對衛(wèi)星進(jìn)行控制 。 由于應(yīng)答機(jī)發(fā)出的信號(hào)比較穩(wěn)定 ， 所以大大地提高了測距的精度 。 廣播衛(wèi)星 電源子系統(tǒng) (7) ? ? 電源控制部分用來對太陽能電池和蓄電池進(jìn)行控制 ，并且還要保證輸出電壓的穩(wěn)定 。 以前 ， 由于蓄電池的輸出功率不夠 ， 因此在衛(wèi)星蝕期間 ， 衛(wèi)星廣播就只能中斷 。 ? — 般硅太陽能電池片有 l 2cm 2 2cm 2 4cm4 4cm2幾種規(guī)格 ， 其厚度在 ~ 。 衛(wèi)星的能源主要依靠太陽能 。 采用慢波系統(tǒng)之后 ， 電子束的速度與電磁波速度相近 ， 以便電子束與電磁波之間進(jìn)行能量交換 ， 在慢波系統(tǒng)中傳輸?shù)奈⒉◤碾娮邮蝎@取足夠的能量 ， 從而提高了微波的幅度 ， 最后在輸出端口得到了經(jīng)過放大的射頻功率信號(hào) 。 廣播衛(wèi)星 廣播子系統(tǒng) (5) ? ? 分波器的功能是將各個(gè)頻道的信號(hào)分別輸出到相應(yīng)的行波管放大器中去 ， 它主要由頻道濾波器組成 。 整個(gè)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的載噪比是由低噪聲放大器決定的 。 廣播子系統(tǒng)簡單地說就是微波差轉(zhuǎn)機(jī) ， 輸入信號(hào)頻率為 6／ 14GHz， 輸出的信號(hào)頻率為 4／ 12GHz。 同時(shí)采用賦形波束天線 ， 還可以減小衛(wèi)星之間的間隔 ， 從而在同步軌道之上可以放置更多的廣播衛(wèi)星和通信衛(wèi)星 。從事衛(wèi)星轉(zhuǎn)播的天線通常是收發(fā)共用的 ， 所以在天線子系統(tǒng)中包含了 雙工器 。 (TTC系統(tǒng) ) 廣播衛(wèi)星 根據(jù)用途 ，目前使用的同步衛(wèi)星有通信衛(wèi)星、廣播衛(wèi)星、海事衛(wèi)星、數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星等幾種，其中廣播衛(wèi)星與通信衛(wèi)星的差別是很小的，很多衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)都是租用了通信衛(wèi)星。 衛(wèi)星一旦進(jìn)入半影區(qū)域 ， 衛(wèi)星蝕就開始了 。 日凌與衛(wèi)星蝕 日凌 (2) 根據(jù)實(shí)際的觀測記錄 ， 對于模擬式衛(wèi)星廣播來說 ， 日凌使圖象上出現(xiàn)很嚴(yán)重的噪點(diǎn)干擾 ， 圖象幾乎被噪聲完全淹沒了 ， 故造成廣播或通信線路的中斷； 而對于數(shù)字式衛(wèi)星廣播來說 ， 只要干擾引起的誤碼率達(dá)到一定數(shù)值 ， 信號(hào)就立即 中斷 ， 類似于一種 門限效應(yīng) ， 同時(shí)很多數(shù)字式衛(wèi)星接收機(jī)一旦信號(hào)中斷 ，它就 “ 死機(jī) ” ， 需要值班的工作人員手工啟動(dòng) ， 因此日凌對數(shù)字衛(wèi)星接收產(chǎn)生的實(shí)際影響是比較大的 ，特別是在值班人員未能及時(shí)啟動(dòng)衛(wèi)星接收機(jī)的情況下 。 ? 在地球上任何一個(gè)接收地點(diǎn) ， 接收天線到同步衛(wèi)星的距離 d的取值范圍是 35786~41678km。同步衛(wèi)星偏離理想同步軌道的現(xiàn)象稱為 攝動(dòng) 。 ? (3)行星繞太陽運(yùn)動(dòng)周期的平方和橢圓軌道的半長軸的立方成正比 。當(dāng)遠(yuǎn)離我們而去時(shí)汽笛聲調(diào)變低。 ? 同步衛(wèi)星屬于高高度衛(wèi)星 ， 同時(shí)它又是赤道軌道衛(wèi)星 。 ? 恒星時(shí)是完全以地球自轉(zhuǎn)周期為基準(zhǔn)的時(shí)間計(jì)量系統(tǒng) ，它與我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫钠教枙r(shí)有所區(qū)別 。 天線的形式大多為雙反射面天線 ，有些采用卡賽格倫天線 ， 有些采用格里高利天線 ，采用后者的好處是收發(fā)可以共用一副天線 。 在圖 ，上變頻器共有兩個(gè)，一個(gè)為主機(jī)，另一個(gè)為副機(jī)，兩個(gè)的輸出接到一個(gè)切換開關(guān)上，以便自動(dòng)切換，這樣作的目的就是提高工作的可靠性。 在傳輸信道中出現(xiàn)的噪聲和各種干擾是產(chǎn)生誤碼的原因 ， 而這些干擾又是不可避免的 ， 因此人們就要想辦法對誤碼進(jìn)行糾正 ， 這些工作就要靠信道編碼來解決 ， 由此我們可以看出信道編碼環(huán)節(jié)的重要性 。 上行站 工作過程 (1) ? 信源編碼器輸出的是壓縮后的數(shù)字信號(hào) ， 稱為 傳輸碼流 (TS,Transport Stream)， 其中視頻信