【正文】 上午 1。 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 。 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 。 00:40:5900:40:5900:40Monday, February 6, 2023 ? 1 不知香積寺 ， 數(shù)里入云峰 。 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 。 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 ！ 。 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 比不了得就不比 ， 得不到的就不要 。 00:40:5900:40:5900:40Monday, February 6, 2023 ? 1 乍見翻疑夢 ， 相悲各問年 。 00:40:5900:40:5900:402/6/2023 12:40:59 AM ? 1 以我獨(dú)沈久 ， 愧君相見頻 。 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 。 ? 。 。 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(jī)備份的工作方式 ? 。 ? 為了保證數(shù)字衛(wèi)星廣播系統(tǒng)達(dá)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 。 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 。 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 。 實(shí)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(yuǎn)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 。 當(dāng)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 。 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 。 ? 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 。 ? 在進(jìn)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 。 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(shí)際觀測數(shù)據(jù)來研究電離層的閃爍問題 。 ? 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 。 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 。 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 。 理論分析表明 ， 水蒸汽的分子是電偶極子 ， 當(dāng)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 。 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 。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 。 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 。 ? 水汽微粒對電波產(chǎn)生衰減的物理機(jī)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 。 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 。 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％ 。 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(jìn)一步使電波發(fā)生快速衰落 。 ， 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 。 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 。 ? 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(yùn)動 。 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 。 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 。 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 。 ? 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 。 ? 對流層是大氣層中最低的一層 。 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 。 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 。 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離 。 因?yàn)閺V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 。 ? 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。 場強(qiáng)通常是特指電場強(qiáng)度而言 。 根據(jù)這些數(shù) 據(jù) 可 以 計 算 出 衛(wèi) 星 到 地 面 的 距 離 為 107m， 進(jìn)一步可以算出地面的功率通量密度為－ ／ m2。 N， 亞洲二號衛(wèi)星位置在176。 北京的經(jīng)度為176。 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 。 C波段轉(zhuǎn)發(fā)器的品質(zhì)因素的典型數(shù)值在－ 10dB／ K左右 ， 而 Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)器的品質(zhì)因素的典型數(shù)值在－ 5dB／ K~－ 10dB／ K之間 。 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。 ? 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 。 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 。 通常 ， C波段衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的等效全向輻射功率在 30~40dBW范圍之內(nèi) ， Ku波段衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的等效全向輻射功率在 40~60dBW的范圍之內(nèi) 。 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。 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 。 從地面上看 ， 衛(wèi)星的飄移軌跡類似于一個 “ 8” 字形 。 這些方法包括：利用噴氣 、 地磁 、重力梯度 、 太陽輻射壓力等方式來產(chǎn)生控制力矩；衛(wèi)星內(nèi)部裝有中型 、 小型飛輪 ， 利用飛輪轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動慣量來確保衛(wèi)星姿態(tài)的正確；改變飛輪的旋轉(zhuǎn)速率產(chǎn)生反作用力 。 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(jī) ， 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(jìn)而改變衛(wèi)星的姿態(tài) 。 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 。 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 。 ? 地球傳感器的工作原理是利用空間與地球之間存在的溫度差來測定衛(wèi)星俯仰軸的姿態(tài) 。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(zhǔn) 。 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 。 ? 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 。