【正文】 ，你認為衛(wèi)星通信系統(tǒng)適合什么樣的應用領域。答：衛(wèi)星通信的主要優(yōu)點是：（1）通信范圍大，只要衛(wèi)星發(fā)射的波束覆蓋進行的范圍均可進行通信。（2）不易受陸地災害影響。（3）建設速度快。（4）易于實現(xiàn)廣播和多址通信。（5）電路和話務量可靈活調整。（6）同一通信可用于不同方向和不同區(qū)域。主要缺點是：（1）由于兩地球站向電磁波傳播距離有72000Km，信號到達有延遲。（2）10GHz以上頻帶受降雨雪的影響。（3）天線受太陽噪聲的影響。主要應用領域：（1）機內(nèi)通信服務（2）衛(wèi)星導航的定位應用（3）衛(wèi)星導航在運輸上的應用（4）衛(wèi)星導航在非運輸上的應用（5）數(shù)字電影（6）衛(wèi)星無線電（7）衛(wèi)星遙感業(yè)務2. 衛(wèi)星通信系統(tǒng)由哪幾部分組成? 它們各自的作用如何? 衛(wèi)星轉發(fā)器的主要功能是什么?答：一個靜止衛(wèi)星通信系統(tǒng)由空間分系統(tǒng)(通信衛(wèi)星)、地球站分系統(tǒng)、跟蹤遙測與指令分系統(tǒng)（TTamp。C，Tracking,，Telemetry and Command Station）和監(jiān)控管理分系統(tǒng)（SCC，Satellite Control Center）四大部分組成。跟蹤遙測與指令分系統(tǒng)又稱為測控站，它是受衛(wèi)星控制中心自直接管轄的、衛(wèi)星測控系統(tǒng)的附屬部分。它與衛(wèi)星控制中心結合，其任務是：檢測和控制火箭并對衛(wèi)星進行跟蹤測量；控制其準確進入靜止軌道上的指定位置；待衛(wèi)星正常運行后，定期對衛(wèi)星進行軌道修正和位置保持；測控衛(wèi)星的通信系統(tǒng)及其他部分的工作狀態(tài)，使其正常工作；必要時，控制衛(wèi)星的退役。監(jiān)控管理分系統(tǒng)又稱衛(wèi)星控制中心，它的任務是對定點的衛(wèi)星在業(yè)務開通前、后進行通信性能的監(jiān)測和控制，例如對衛(wèi)星轉發(fā)器功率、衛(wèi)星天線增益以及各地球站發(fā)射的功率、射頻頻率和帶寬等基本通信參數(shù)進行監(jiān)控，以保證正常通信。跟蹤遙測與指令分系統(tǒng)和監(jiān)控管理分系統(tǒng)構成了衛(wèi)星測控系統(tǒng)。一個測控系統(tǒng)一般是由以衛(wèi)星控制中心為主體的衛(wèi)星控制系統(tǒng)和分布在不同地區(qū)的多個測控站組成。地球站是衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)的主要組成部分，所有的用戶終端將通過它接入衛(wèi)星通信線路。根據(jù)地球站的大小和用途不同，它的組成也有所不同。概括地說，衛(wèi)星通信系統(tǒng)由空間段和地面段兩部分組成?？臻g段以衛(wèi)星為主體，并包括地面衛(wèi)星控制中心SCC和跟蹤、遙測和指令站TTamp。C，在TT＆C站與衛(wèi)星之間，有一條控制和監(jiān)視的鏈路對衛(wèi)星進行監(jiān)控。衛(wèi)星星載的通信分系統(tǒng)主要是轉發(fā)器，現(xiàn)代的星載轉發(fā)器不僅僅能提供足夠的增益（包含從上行頻率到下行頻率的頻率變換），而且具有（再生）處理和交換功能。3. 衛(wèi)星通信使用哪些工作頻段? 原因是什么? 目前使用較多的衛(wèi)星通信業(yè)務主要有哪些?答：通信衛(wèi)星比較適合的工作頻段宜選在1~10,最理想的頻段是4~6。4. 通信衛(wèi)星有哪些運行軌道? 影響靜止衛(wèi)星軌道的有哪些因素?答：按衛(wèi)星軌道的傾角分為以下三種：（1）若衛(wèi)星的軌道平面與赤道平面重合，則此衛(wèi)星軌道稱為赤道軌道；（2）若衛(wèi)星軌道平面穿過地球的南北極，即與赤道平面垂直，則稱為極軌道；（3）衛(wèi)星軌道平面傾斜于赤道平面，則稱為傾斜軌道。按衛(wèi)星離地面最大高度h的不同，可把衛(wèi)星軌道分為：（1）低軌道（LEO，Low Earth Orbit），此時；（2）中軌道（MEO，Medium Earth Orbit），此時5000km＜h＜20000km；（3）高軌道（HEO，Highly Elliptical Orbit），其軌道高度h＞20000km。對靜止衛(wèi)星來說，由于地球結構的不均勻和太陽、月亮引力的影響等，將使衛(wèi)星運動的實際軌道不斷發(fā)生不同程度地偏離開普勒定律所確定的理想軌道的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為衛(wèi)星的攝動。5. 有哪幾種干擾在衛(wèi)星通信中必須考慮? 它們的產(chǎn)生原因是什么？答：（1）系統(tǒng)熱噪聲與等效噪聲溫度——只要傳導媒質處于熱力學溫度的零度以上，帶電粒子就存在著隨機的熱運動，從而產(chǎn)生對有用信號形成干擾的噪聲。（2）接收系統(tǒng)的內(nèi)部噪聲和外部噪聲——接收天線收到衛(wèi)星（或地球站）發(fā)來的信號的同時，還接收到大量的噪聲。接收系統(tǒng)的噪聲可分為來自各種噪聲源的外部噪聲和內(nèi)部噪聲。其中有些噪聲是由天線從其周圍輻射源的輻射中所接收到的，如宇宙噪聲、大氣噪聲、降雨噪聲、太陽噪聲、天電噪聲、地面噪聲等，若天線蓋有罩子則還有天線罩的介質損耗引起的天線罩噪聲，這些噪聲與天線本身的熱噪聲合在一起統(tǒng)稱為天線噪聲，還有些噪聲則是伴隨信號一起從衛(wèi)星發(fā)出被收端地球站收到的，包括發(fā)端地球站、上行線路、衛(wèi)星接收系統(tǒng)的熱噪聲，以及多載波工作時衛(wèi)星及發(fā)端地球站的非線性器件產(chǎn)生的互調噪聲；此外，還有些干擾噪聲（如人為噪聲、工業(yè)噪聲)。宇宙噪聲——宇宙噪聲主要包括銀河系輻射噪聲、太陽射電輻射噪聲和月球、其他行星射電輻射噪聲。頻率在1GHz以下時，銀河系輻射噪聲影響較大，故一般就將銀河系噪聲稱為宇宙噪聲。銀河系噪聲在銀河系中心指向上達到最大值，通常稱之為指向熱空。而在天空其他某些部分的指向上則是很低的，故稱之為指向冷空。宇宙噪聲是頻率的函數(shù)，在1GHz以下時，它是天線噪聲的主要部分。大氣噪聲——大氣層對穿過它的電波，在吸收能量的同時，也產(chǎn)后電磁輻射而形成噪聲，其中主要是水蒸氣及氧分子構成的大氣噪聲。大氣噪聲是頻率的函數(shù)，在10GHz以上是顯著增加，此外，它又是仰角的函數(shù)，仰角越低，穿過大氣層的途徑越長，大氣噪聲對天線噪聲溫度的貢獻越大。降雨噪聲——降雨及云、霧在產(chǎn)生電波吸收衰減的同時，也產(chǎn)生噪聲，稱之為降雨噪聲。其對天線噪聲溫度的作用與雨量、頻率、天線仰角有關。在4GHz、低仰角時，大雨對天線噪聲溫度的貢獻也達50～100K，因此系統(tǒng)設計時應予以考慮。地面噪聲——由于衛(wèi)星天線對準地球，因而地球熱噪聲也是等效噪聲溫度T的一個重要組成部分。地球站天線除由其旁瓣、后瓣接收到直接由地球產(chǎn)生的熱輻射外，還可能接收到經(jīng)地面反射的其他輻射。當仰角不大時，地面噪聲中對T貢獻最大的是副反射面溢出噪聲，這是指卡塞格林天線饋源喇叭的輻射波束主瓣邊緣的相當一部分以及其旁瓣越過副反射面產(chǎn)生的噪聲。當仰角小于30度時，天線接收的地面熱噪聲是相當大的。干擾噪聲——包括來自其他同頻段的衛(wèi)星通信系統(tǒng)和同頻段的微波中繼通信系統(tǒng)的干擾噪聲和人為干擾噪聲。干擾噪聲的大小與干擾的頻率、干擾電波的傳播環(huán)境、收發(fā)天線的增益方向性圖函數(shù)等許多因素有關。其頻譜一般為非白噪聲，但不管這些干擾的頻譜如何分布，在衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)的工程計算和設計中，都可采用將它們轉化為等效噪聲溫度的辦法而同系統(tǒng)的其他噪聲同樣對待。（3）接收機輸入端的噪聲功率——天線接收到各種噪聲的大小可以用天線的等效噪聲溫度來表示。由電子線路分析可知，當接收機阻抗匹配時，接收機內(nèi)部不產(chǎn)生噪聲，那么其接收到的噪聲功率僅決定于外部輸入噪聲的單邊功率譜密度。6. 在接收機前端濾波器輸出端，而濾波器等效噪聲帶寬為10MHz，試確定等效噪聲溫度。解：帶入公式（其中k＝1023J/K），求出T=。即。7. 試解釋衛(wèi)星接收系統(tǒng)G/T值的含義。某地球站使用5m的天線，工作頻率為12Hz，天線噪聲溫度為100 K，接收機前端噪聲溫度為120 K，試計算G/T值(天線與接收機之間的饋線損耗忽略)。解：G/T值的大小，直接關系到衛(wèi)星接收性能的好壞，且還可以不必考慮帶寬，故把G/T稱為衛(wèi)星接收機性能指數(shù)，也稱為衛(wèi)星接收機的品質因數(shù)。G/T值越大，C/N越大，衛(wèi)星接收機的性能越好。8. C頻段()地球站發(fā)射天線增益為54dB，發(fā)射機輸出功率為l00W。衛(wèi)星與地球站相距37500km，衛(wèi)星與地球站收發(fā)饋線損耗均為[Lr]=1 dB、饋線損耗[Lt]=2 dB，[LR]= dB、[La]=，轉發(fā)器噪聲溫度為500K，衛(wèi)星接收機帶寬為36MHz。試計算下列數(shù)值：求衛(wèi)星輸入噪聲功率電平dBW和衛(wèi)星輸入載噪比[C/N]。解：由帶入相關數(shù)據(jù)得到[EIRP] E（dBw）=[PTE]+ [GTE]=10lg100+54=74dB。 則衛(wèi)星接收機輸入端的載波功率，[C]（dBw）= [EIRP]E+[GR] [Lt] [Lp] [La] [LR] [Lr] =74+=9. —個12GHz的下行衛(wèi)星系統(tǒng)參數(shù)如下：衛(wèi)星輸出功率為10W，饋線損耗1dB，；衛(wèi)星到地球站距離d＝40000km。，G/T＝(dB/K)。求下行線路的[C/N]D。解：[EIRP] =10lg10+=（dBw） [G/T]＝(dB/K)， [L]=1++=， [B]=10lg12000=，10. 在ISIV號衛(wèi)星通信系統(tǒng)，其衛(wèi)星有效全向輻射功率[EIRP]S =，接收天線增益[GRS]=。又知道某地球站發(fā)射天線增益[GTE]＝ dB，發(fā)送饋線損耗[LtE]＝ dB，發(fā)射機輸出功率PTE=，地球站接收天線增益[GRE]=,接收饋線損耗[LrE]= dB。試計算衛(wèi)星接收機輸入端的載波接收功率[CS]和地球站接收機輸入端的載波接收功率[CE]。解：設[ Lp]U= (dB), [ Lp ]D = (dB)由式（86） [EIRP] E（dBw）=[PTE]+ [GTE] 故地球站有效全向輻射功率為[EIRP] E =10lg3900+=96（dBw）利用式（85），忽略La，LR及Lrs，則衛(wèi)星接收機輸入端的載波功率[Cs]=[EIRP]E [LtE] + [GRS] [Lp]U=+=（dBw）利用式（85），忽略La和LR，則地球站接收機輸入端的載波功率[CE]=[EIRP]S+ [GRE] [Lp]D[LrE]=+60 = （dBw）11. 已知條件如圖817所示，設衛(wèi)星轉發(fā)器工作在單載波狀態(tài)，衛(wèi)星和地球站的饋線損耗Lr]=1 dB、饋線損耗[Lt]=2 dB，[LR]= dB、[La]=1 dB，分別求出衛(wèi)星線路的上行[C/T]U和下行[C/T]D的值。解：由于[L] dB=[Lt][Lp][LR][La][Lr]=2++0+1+1=。（1） 衛(wèi)星上行線路的由題設條件知：＝13＋63＝76dBW，[Lp]=，＝， ＝10lg50=17dBK（2）衛(wèi)星下行線路的由題設條件知： ＝22dBW＝＋20lg20000＋20lg6000＝＋86＋＝（dB）＝, ＝10lg40＝16dBK 37