衛(wèi)星通信技術(shù)-文庫吧資料
2025-01-03 07:30本頁面
【正文】 充電 ， 當(dāng)衛(wèi)星發(fā)生星蝕時(shí) ， 由太陽能電池轉(zhuǎn)換為化學(xué)能電池供電 。 化學(xué)能電池可以進(jìn)行充電和放電 。 ? 太陽能電池由光電器件組成 。 常用的電源有太陽能電池和化學(xué)能電池 。 衛(wèi)星姿態(tài)是否正確 ，不僅影響衛(wèi)星上的定向通信天線是否指向覆蓋區(qū) ， 還會(huì)影響太陽能電池帆板是否朝向太陽 。 當(dāng)衛(wèi)星有 “ 攝動(dòng) ” 現(xiàn)象時(shí) ，衛(wèi)星上的遙測裝置就發(fā)給地面控制站遙測信號(hào) ， 地面控制站隨即向衛(wèi)星發(fā)出遙控指令 ， 以進(jìn)行位置控制 。 位置控制系統(tǒng)用來消除 “ 攝動(dòng) ” 的影響 ， 以便使衛(wèi)星與地球的相對(duì)位置固定 。 經(jīng)檢波 、 解碼后送至控制設(shè)備 ，以控制各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)施指令 。 ? 遙控指令系統(tǒng)包括對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行姿態(tài)和位置控制的噴射推進(jìn)裝置的點(diǎn)火控制指令 ， 行波管高壓電源的開 、 關(guān)控制指令 ， 發(fā)生故障的部件與備用部件的轉(zhuǎn)換指令 ， 以及其它由地面對(duì)衛(wèi)星內(nèi)部各種設(shè)備的控制指令等等 。 ? 遙測部分的作用是在地球上測試衛(wèi)星的各種設(shè)備的工作情況 ， 包括表示有關(guān)部分電流 、 電壓 、 溫度等工作狀態(tài)的信號(hào)；來自各傳感器的信息；指令證實(shí)信號(hào)以及作控制用的氣體壓力等等 。 先將信號(hào)解調(diào) ， 便于信號(hào)處理 ， 再經(jīng)調(diào)制 、 變頻 、 功率放大后發(fā)回地面 。 ? 指除了信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)外 ， 還具有信號(hào)處理功能的轉(zhuǎn)發(fā)器 。 單變頻轉(zhuǎn)發(fā)器實(shí)際上是微波放大式轉(zhuǎn)發(fā)器 ， 射頻帶寬可達(dá) 500MHz， 且由于其輸入 、 輸出特性的線性良好 ， 允許多載波工作 ， 適于多址連接 ， 因此得到廣泛使用 。 其缺點(diǎn)是中頻頻帶窄 ，不適于多載波工作 ， 已很少使用 。 也就是說 ， 它對(duì)工作頻帶內(nèi)的任何信號(hào)都是 “ 透明 ” 的通路 。 ? (1) 透明轉(zhuǎn)發(fā)器 。 ? 對(duì)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的基本要求是附加噪聲和失真小 ， 要有足夠的工作頻帶 ， 有足夠大的總增益 ， 頻率穩(wěn)定度和可靠性盡量高 。 ? 它實(shí)質(zhì)上是一組寬頻帶收 、 發(fā)信機(jī) ， 對(duì)其要求是工作穩(wěn)定可靠 ， 附加的噪聲小 。 ? （ 轉(zhuǎn)發(fā)器 ） ? 靜止衛(wèi)星的通信系統(tǒng)又稱為通信中繼機(jī) ， 通常由多個(gè) （ 可達(dá) 24個(gè)或更多 ）信道轉(zhuǎn)發(fā)器互相連接而組成 。 ? 遙測指令天線用于衛(wèi)星進(jìn)人靜止軌道之前和之后 ， 能向地面控制中心發(fā)射遙測信號(hào)和接收地面的指令信號(hào) 。 但是 ， 對(duì)于采用自旋穩(wěn)定方式以保持姿態(tài)穩(wěn)定的靜止衛(wèi)星 ， 由于衛(wèi)星是旋轉(zhuǎn)的 ， 故要采用消旋天線 ，才能使波束始終對(duì)準(zhǔn)地球 。 ， 其增益可達(dá) 18dB；點(diǎn)波束天線因波束較窄而具有較高的增益 ， 用來把輻射的電磁波功率集中到地球上較小的區(qū)域內(nèi) 。 對(duì)靜止衛(wèi)星來說衛(wèi)星覆球波束天線的波束寬度約為 17176。 圖 18―5 通信衛(wèi)星組成示意圖 電源部分太陽能電池執(zhí)行機(jī)構(gòu)自 旋傳感器姿態(tài)控制蓄電池天線控制電源控制電路軌道控制遙測編碼器指令譯碼器遙控發(fā)射機(jī) 指令接收機(jī)雙工器本 機(jī)振蕩器變頻器發(fā)射機(jī) 接收機(jī)雙工器控制部分 遙測指令部分 通信部分( 轉(zhuǎn)發(fā)器)遙測指令天線通信天線? ? 天線系統(tǒng)包括通信用的微波天線和遙測遙控系統(tǒng)用的高頻 （ 或甚高頻 ）天線 。 ? 在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中 ， 各地面站發(fā)射的信號(hào)都是經(jīng)過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)給對(duì)方地面站的 ， 因此 ， 除了要保證在衛(wèi)星上配置轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號(hào)的天線及通信設(shè)備外 ，還要有保證完成通信任務(wù)的其它設(shè)備 。 轉(zhuǎn)發(fā)器的作用是接收地面站發(fā)來的信號(hào) ， 經(jīng)變頻 、 放大后 ， 再轉(zhuǎn)發(fā)給其它地面站 。 地面站收 、 發(fā)系統(tǒng)的終端 ，通常都是與長途電信局或微波線路連接 。 為了進(jìn)行雙向通信 ，每一地面站均應(yīng)包括發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng) 。 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成及工作原理 ? 根據(jù)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的任務(wù) ， 一條衛(wèi)星通信線路要由發(fā)端地面站 、 上行線路 、衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器 、 下行線路和收端地面站組成 ，如圖 18― 4所示 。而衛(wèi)星通信的地面站至空間轉(zhuǎn)發(fā)器這一區(qū)間并不需要投資 ， 因此線路使用費(fèi)用與通信距離無關(guān) 。 ? (6)電路使用費(fèi)用與通信距離無關(guān) 。 ? (5) 通信機(jī)動(dòng)靈活 。 衛(wèi)星通信的電波主要在自由 （ 宇宙 ） 空間傳播 ， 傳輸電波十分穩(wěn)定 ， 而且通常只經(jīng)過衛(wèi)星一次轉(zhuǎn)接 ， 其噪聲影響較小 ， 通信質(zhì)量好 。 例如 ， 利用頻率再用技術(shù)的某些衛(wèi)星通信系統(tǒng)可傳輸 30000路電話和 4路彩色電視 。 ? (3)頻帶寬 ， 通信容量大 。 地面微波中繼的通信區(qū)域基本上是一條線路 ， 而衛(wèi)星通信可在通信衛(wèi)星所覆蓋的區(qū)域內(nèi) ，所有四面八方的地面站都能利用這一衛(wèi)星進(jìn)行相互間的通信 。 它是遠(yuǎn)距離越洋通信和電視轉(zhuǎn)播的主要手段 。 衛(wèi)星通信的特點(diǎn) ? 衛(wèi)星通信系統(tǒng)以通信衛(wèi)星為中繼站 ，與其它通信系統(tǒng)相比較 ， 衛(wèi)星通信有如下特點(diǎn)： ? (1)覆蓋區(qū)域大 ， 通信距離遠(yuǎn) 。 ? (7)按運(yùn)行方式可分為 ? 同步衛(wèi)星通信系統(tǒng)和非同步衛(wèi)星通信系統(tǒng) 。 ? (5)按基帶信號(hào)體制可分為 ? 模擬制衛(wèi)星通信系統(tǒng)和數(shù)字制衛(wèi)星通信系統(tǒng) 。 ? (3)按用戶性質(zhì)可分為 ? 公用 （ 商用 ） 衛(wèi)星通信系統(tǒng) 、 專用衛(wèi)星通信系統(tǒng)和軍用衛(wèi)星通信系統(tǒng) 。 衛(wèi)星通信系統(tǒng)分類 ? 目前世界上建成了數(shù)以百計(jì)的衛(wèi)星通信系統(tǒng) ， 歸結(jié)起來可進(jìn)行如下分類： ? (1)按衛(wèi)星制式可分為 ? 靜止衛(wèi)星通信系統(tǒng) 、 隨機(jī)軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)和低軌道衛(wèi)星 （ 移動(dòng) ） 通信系統(tǒng) 。 ? 非同步衛(wèi)星的主要優(yōu)缺點(diǎn)基本上與同步衛(wèi)星相反 。 當(dāng)然 ， 同步衛(wèi)星也有一些缺點(diǎn) ， 主要表現(xiàn)在：兩極地區(qū)為通信盲區(qū)；衛(wèi)星離地球較遠(yuǎn) ， ? 故傳輸損耗和傳輸時(shí)延都較大；同步軌道只有一條 ， 能容納衛(wèi)星的數(shù)量有限；同步衛(wèi)星的發(fā)射和在軌測控技術(shù)比較復(fù)雜 。 其中 ， 印度洋衛(wèi)星能覆蓋我國的全部領(lǐng)土 ，太平洋衛(wèi)星覆蓋我國的東部地區(qū) ， 即我國東部地區(qū)處在印度洋衛(wèi)星和太平洋衛(wèi)星的重疊覆蓋區(qū)中 。 圖 18―3
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