【正文】 息和音頻信息都被打成一定格式的數(shù)據(jù) 包 (分組 )， 每個數(shù)據(jù)包的長度都是 188字節(jié) ， 其中包括一個 同步字節(jié) 。 上行站 組成框圖 (1) ? 圖 成框圖 。 ? 在這個衛(wèi)星上行地球站內(nèi)為了保證可靠性 ， 采用了雙機備份的工作方式 ， 一路為 主機 ， 另一路為 副機 ，主副機之間是可以自動切換的 ， 一旦主機發(fā)生了故障 ， 就自動切換到副機上 ， 從而保證了工作的不間斷性 。數(shù)據(jù)信號也要按照這個格式打包 。 ? 信道編碼器主要由 能量擴散 、 外碼編碼 、 卷積交織 、內(nèi)碼編碼 等幾部分組成 。 上行站 工作過程 (5) (6)上變頻器輸出的信號經(jīng)過切換之后送入高功率放大器 ， 以便獲得足夠的功率 。 上行站 工作過程 (6) 同步衛(wèi)星 1. 衛(wèi)星的分類 2. 同步衛(wèi)星軌道 3. 同步衛(wèi)星的攝動 4. 衛(wèi)星接收天線的俯仰角和方位角 衛(wèi)星的圖片 同步衛(wèi)星 衛(wèi)星的分類 (1) 根據(jù)運行軌道的 高度 h、 運轉(zhuǎn)周期 T、 傾斜角度 v的不同 ， 可將人造地球衛(wèi)星分為幾種類型 。 由于地球在自轉(zhuǎn)的同時 ， 還圍繞著太陽公轉(zhuǎn) ， 地球的公轉(zhuǎn)周期約為 ， 因此地球的公轉(zhuǎn)速度大約是 59秒／天 。 同步衛(wèi)星無疑是最適合作為廣播之用的 ， 與其它的衛(wèi)星相比 ， 它有如下的優(yōu)點： ? (1)接收天線容易對準衛(wèi)星 ， 同時天線的跟蹤系統(tǒng)比較簡單 。此種頻移現(xiàn)象就是著名的 多普勒現(xiàn)象 ,或稱 多普勒效應(yīng) 。 ? 人造地球衛(wèi)星圍繞地球的運動也遵循開普勒定律 ，我們在此處要解決的是同步衛(wèi)星軌道參數(shù)問題 。 同步衛(wèi)星 同步衛(wèi)星的攝動 (2) 為了保證衛(wèi)星電視的連續(xù)性 ， 必須對衛(wèi)星的攝動加以 校正 ， 使衛(wèi)星位置的誤差始終保持在允許的范圍之內(nèi) 。 ? 接收地點至同步衛(wèi)星的實際距離 d的計算公式為： (km) ? 接收天線仰角 EL的計算公式為： (角度 ) ? ξ－? ??22 coscos1151 ξ－－ξarctgEL ? 同步衛(wèi)星 衛(wèi)星接收天線的俯仰角 和 方位角 (3) 接收天線方位角 AZ的計算公式為： （ 角度 ） 注意：接收天線的方位角為代數(shù)量 ， 根據(jù)上式有：南 ，AZ=00；西 ， AZ=900；東 ， AZ=－ 900。 根據(jù)地球 、 衛(wèi)星和太陽三者間的幾何關(guān)系 ， 可以分析出來：在赤道上 ， 日凌發(fā)生在春分和秋分的時候；在本半球 ， 日凌發(fā)生在春分之前及秋分之后 ， 具體日期要根據(jù)接收點的緯度來確定；在南半球 ， 日凌發(fā)生在春分之后及秋分之前 。 日凌與衛(wèi)星蝕 衛(wèi)星蝕 (2) 我們知道 ， 頻率是一種寶貴的資源 。 實際上廣播衛(wèi)星與通信衛(wèi)星的 主要區(qū)別在于兩點 ： (1)工作波段，廣播衛(wèi)星應(yīng)該工作在國際電信聯(lián)盟分配給衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)的波段內(nèi)。 根據(jù)不同的用途 ， 衛(wèi)星上的天線可以分為 全球波束天線 、 半球波束 天線 、 點波束天線 、 賦形波束天線 等幾種 。 賦形波束天線通常是由幾個饋源和一個反射面組成 ， 每個 饋源發(fā)出的電磁波經(jīng)反射面反射之后基本上相當于一個點波束天線 ， 而不同饋源的輻射方向有所不同 ， 同時每個饋源的輻射功率及饋電相位也不一定相等 ， 因此賦形波束天線可以看作是一個天線陣 。 早期的廣播衛(wèi)星廣泛地采用 二次變頻型 的 轉(zhuǎn)發(fā)器 ， 它由低噪聲放大器 、 下變頻器 、 中頻放大器 、 上變頻器 、 功率放大器等幾部分組成 ， 由于二次變頻型的轉(zhuǎn)發(fā)器僅僅使用兩個功率放大器 ， 一個放大器對應(yīng)于一種極化方式 ， 所以每個功率放大器要同時放大12個載波 ， 因此容易產(chǎn)生交調(diào)干擾 。 為了盡可能地減少噪聲 ， 低噪聲放大器通常采用隧道二極管 、 砷化鎵場效應(yīng)管 、 高電子遷移率晶體管作為放大器件 ， 合理地選定其工作點 ， 使得噪聲小 ， 并且工作穩(wěn)定 。每個頻道的帶寬是 36MHz， 通過帶通濾波器將各頻道的信號區(qū)分開 。 廣播衛(wèi)星 廣播子系統(tǒng) (7) ? ? 多工器的作用是將 12個頻道的大功率信號混合在一起 ， 然后經(jīng)過雙工器輸送至天線 。 我們知道 ， 在宇宙空間中太陽光是最重要的能源 ， 它又是取之不盡 、 用之不竭的 ，地球上使用的絕大部分能源均來自太陽光 。 將若干個硅太陽能電池片串聯(lián)起來稱為一組 ， 就可以得到所需的電壓數(shù)值 ， 將若干太陽能電池組并聯(lián)起來 ， 就能提供足夠的電流 。 這樣 ， 在一年之內(nèi)大約有三個月的時間 ， 衛(wèi)星廣播要受到衛(wèi)星蝕的影響 ， 最長的時間可達 73分鐘 。 太陽能電池輸入端有一個二極管 Dl， 它的作用是防止蓄電池的放電電流沖擊太陽能電池 ， 二極管 D2， 則給蓄電池提供一個放電途徑 。 廣播衛(wèi)星 跟蹤遙測指令子系統(tǒng) (TTC系統(tǒng) )(3) ? 測速是根據(jù)多普勒效應(yīng)實現(xiàn)的 。 衛(wèi)星上需要的控制是多種多樣的 ， 如遠地點發(fā)動機點火 、 衛(wèi)星上小發(fā)動機的噴氣控制 、 衛(wèi)星的姿態(tài)控制 、 修正衛(wèi)星軌道 、 工作方式的轉(zhuǎn)換 、 備份差轉(zhuǎn)機的切換 、 備份儀器的切換等等 。 另外定點成功之后 ， 衛(wèi)星本身也會受到來自各方面的多種擾動因素的影響 ， 如太陽 、 月球?qū)πl(wèi)星的引力作用會使衛(wèi)星軌道平面的傾角及軌道運行周期發(fā)生變化 ， 另外地球引力場的不均勻性 、 地球磁場的變化 、 太陽光對衛(wèi)星產(chǎn)生的輻射壓力等因素均會改變衛(wèi)星的姿態(tài) 。 ? 自旋穩(wěn)定方式的優(yōu)點是：可采用一個完全無源的系統(tǒng)來達到固定的慣性指向 ， 有一定的精度；缺點是：只能控制一個軸向 ， 天線要安裝反自旋裝置 ， 太陽能電池的利用率比較低 。測量衛(wèi)星姿態(tài)的裝置稱為姿態(tài)傳感器 ， 姿態(tài)傳感器有太陽傳感器 、 地球傳感器 、 恒星傳感器 、 射頻傳感器等幾種類型 ， 它們以不同的對象為測量基準 。 廣播衛(wèi)星 姿態(tài)控制子系統(tǒng) (5) ? ? 自旋穩(wěn)定衛(wèi)星的姿態(tài)控制是采用姿控噴嘴的方式 ，衛(wèi)星上裝有小型的姿態(tài)控制噴氣發(fā)動機 ， 改變噴嘴的方向和噴氣量的大小 ， 就可產(chǎn)生所需的轉(zhuǎn)動力矩 ，進而改變衛(wèi)星的姿態(tài) 。 等效全向輻射功率一般記為EIRP， 它的定義是： ? EIRP=10lgPTWTA(W)Lt+Gt(dBW) ? 式中 ， PTWTA為行波管放大器的輸出功率 ， 單位為 W，它的具體數(shù)值通常在 5W~200W之間； Lt是行波管至衛(wèi)星天線之間的功率損耗 ， 單位為 dB， 數(shù)值為正數(shù) ， 它包括了饋線損耗 、 多工器的接入損耗 、 雙工器的接入損耗等幾部分；行波管放大器的輸出功率經(jīng)過各種中間損耗 ， 就成為衛(wèi)星天線的輸入功率； Gt是衛(wèi)星天線的增益 ，單位為 dB。 品質(zhì)因素又稱為系統(tǒng)優(yōu)值 ， 通常記為 G／ T， 它的定義是： ? G/T=G10lg(Ta+Tt)(dB/K) ? 式中 ， G為衛(wèi)星星載天線在上行工作頻率 (6／ 14GHz)時的增益 ， 單位為 dB； Ta為該天線的等效噪聲溫度 ， 單位為 K； Tt為衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的等效噪聲溫度 ， 單位為 K。 N， 亞洲二號衛(wèi)星位置在176。 因為廣播衛(wèi)星一般是服務(wù)于特定地區(qū)的 ， 所以廣播衛(wèi)星大多采用線極化方式 。 ? 對流層是大氣層中最低的一層 。 Fl層的高度約為 190—230km， F2層的高度約為 250— 400km， 這兩層全是短波的反射層 。 ， 因此多徑傳輸?shù)默F(xiàn)象在衛(wèi)星廣播中基本上是不存在的 。 ? 水汽微粒對電波產(chǎn)生衰減的物理機制是 ， 每個微粒在入射電波的作用之下被激發(fā)成為電偶極子 、 磁偶極子和四極子 ， 電偶極子和磁偶極子都是最基本的天線模型 ， 在此過程中水汽微粒從入射電波中吸收的一部分能量轉(zhuǎn)化成為熱量 ， 而另一部分能量則被輻射出去 ， 形成微粒對電波的散射 。 理論分析表明 ， 水蒸汽的分子是電偶極子 ， 當頻率為22GHz(波長為 )時出現(xiàn)諧振；而氧氣分子可以看作是磁偶極子 ， 它分別在 60GHz(波長為 )和120GHz(波長為 )時諧振 。 電離層閃爍與緯度 、 季節(jié) 、 時間 、 太陽的活動等因素有關(guān) ， 通常是根據(jù)實際觀測數(shù)據(jù)來研究電離層的閃爍問題 。 當電波穿過降雨的區(qū)域時 ， 雨滴會對電波產(chǎn)生吸收和散射 ， 故而造成衰減 。 ? 為了保證數(shù)字衛(wèi)星廣播系統(tǒng)達到 ％ 的使用率 (與％ 的中斷率等價 )， 即一年之內(nèi)所有的中斷時間加在一起不能超過 1小時 。 大氣層對電波傳播產(chǎn)生的影響主要有哪些 ? ? ?什么是雨致衰減 ?什么是 “ 峭壁效應(yīng) ” ? 第三章 作業(yè) ? 1 1 18 ? 注意 :做在紙介的作業(yè)本上 , 按時上交 ， 并要長期保存好 謝 謝 :40:5900:4000::40 00:4000:40::40:59 2023年 2月 6日星期一 12時 40分 59秒 ? 靜夜四無鄰 ， 荒居舊業(yè)貧 。 2023年 2月 上午 12時 40分 :40February 6, 2023 ? 1 行動出成果 ， 工作出財富 。 2023年 2月 6日星期一 上午 12時 40分 59秒 00:40: ? 1 楚塞三湘接 ， 荊門九派通 。 2023年 2月 上午 12時 40分 :40February 6, 2023 ? 1 少年十五二十時 ， 步行奪得胡馬騎 。 上午 12時 40分 59秒 上午 12時 40分 00:40: ? 沒有失敗 ， 只有暫時停止成功 ！ 。 00:40:5900:40:5900:402/6/2023 12:40:59 AM ? 1 以我獨沈久 ， 愧君相見頻 。 第 3章總結(jié) 1. 上行站 2. 同步衛(wèi)星 3. 日凌與衛(wèi)星蝕 4. 衛(wèi)星廣播使用的頻率范圍 5. 廣播衛(wèi)星 6. 廣播衛(wèi)星的電參數(shù) 7. 大氣層對電波傳播產(chǎn)生的影響 8. 極化旋轉(zhuǎn)效應(yīng) 9. 雨致衰減 第 3章思考題 (1) ?為什么上行站內(nèi)采用雙機備份的工作方式 ? 。 實測結(jié)果表明雨滴的半徑約在 ， 在 Ku波段內(nèi) ， 電波的波長在 ，因此在 Ku波段雨衰的影響是比較大的；而在 C波段 ， 因波長在 ， 波長遠大于雨滴的半徑 ， 故降雨產(chǎn)生的衰減是比較小的 ， 通常不超過 。 ? 在進行衛(wèi)星廣播的工程計算時 ， 一般可以不考慮電離層閃爍對電波傳播的影響 。 從中可以清楚地看出 ， 在厘米波和毫米波波段內(nèi)存在著幾個適合于衛(wèi)星廣播和衛(wèi)星通信使用的頻帶 ， 通常稱為 “ 窗 ” ， 它們分別是： 15GHz以下 、 30— 40GHz、70— 100GHz， 在這些 “ 窗 ” 的范圍之內(nèi)躲開了氧氣和水蒸汽的吸收現(xiàn)象 ， 因此電波的損耗比較小 。 大氣層對電波傳播產(chǎn)生的影響 對流層的去極化效應(yīng) ? 去極化效應(yīng)是指線極化波穿過各向異性介質(zhì)時 ， 極化方向發(fā)生改變的物理現(xiàn)象 。 環(huán)境溫度 、 空氣的濕度 、 氣壓等參數(shù)的不均勻及隨時間的變化 ， 使得氣體的折射率發(fā)生比較小數(shù)量級的變化 ， 這種變化進一步使電波發(fā)生快速衰落 。 大氣層對電波傳播產(chǎn)生的影響 大氣不均勻性的影響 (1) ? 大氣的不均勻性主要是指對流層內(nèi)氣體的密度不均勻 ， 同時也可以包含氣體的運動 。 ? 同溫層位于地面上方 15km— 50km的區(qū)域之內(nèi) ， 由于該層內(nèi)部的溫度變化不大 ， 故而得名 。 由于方向上相互垂直的兩種線極化方式之間存在著極化隔離 ， 因此可以在同一頻帶范圍之內(nèi)傳輸兩套節(jié)目 ，這稱為 “ 頻率復(fù)用 ” ；同樣圓極化方式也分為左旋圓極化和右旋圓極化兩種情況 ， 在它們之間也存在著極化隔