微波與衛(wèi)星通信

第4章微波與衛(wèi)星通信本章內(nèi)容：無線通信基礎(chǔ)微波通信概述衛(wèi)星通信概述本章重點(diǎn)：無線電波各波段特點(diǎn)微波通信的特點(diǎn)及應(yīng)用衛(wèi)星通信的特點(diǎn)及應(yīng)用本章學(xué)習(xí)目的及要求掌握無線通信個(gè)波段特點(diǎn)掌握微波和衛(wèi)星通信特點(diǎn)知道無線通信的應(yīng)用認(rèn)識(shí)幾種典型的無線通信系統(tǒng)123四月2023現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六4.1無線通信概述4.2微波與衛(wèi)星通信通信工程2012級(jí)計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院通信工程系第4章微波與衛(wèi)星通信現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六一、無線通信簡(jiǎn)史1837年莫爾斯發(fā)明了電報(bào)。1864年英國(guó)人麥克斯韋提出了完整的電磁波理論，成為無線電通信的報(bào)春人。1876年美國(guó)人貝爾發(fā)明了電話1887年德國(guó)人赫茲第一次人工產(chǎn)生了電磁波。1896年，俄國(guó)人波波夫和意大利人馬可尼，在電磁波理論和實(shí)踐的臺(tái)階上，分別成功地進(jìn)行了無線電通信的實(shí)驗(yàn)，在電氣通信史上寫了光輝的一頁(yè)。4.1無線通信概述現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六1901年，無線電信號(hào)跨越了大西洋。1906年，世界上第一次廣播在美國(guó)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行，廣播的內(nèi)容是節(jié)日前夕的慶祝節(jié)目，聽“眾”只有一艘船上的幾名報(bào)務(wù)員。電子器件的發(fā)展，對(duì)無線電通信技術(shù)起著舉足輕重的作用。電子器件經(jīng)歷了從電子管到半導(dǎo)體器件，再到集成電路的演變過程；具有功能組件化、遙控、自動(dòng)調(diào)整特點(diǎn)的器件的出現(xiàn)，使無線電通信面貌大為改觀。1963年，第一顆同步衛(wèi)星進(jìn)入軌道，無線電通信發(fā)生了上天入地的變化。4.1無線通信概述現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六二、無線通信基礎(chǔ)知識(shí)1.無線通信指利用無線電波作為載波進(jìn)行的通信。無線電波是指在自由空間（包括空氣和真空）傳播的射頻頻段的電磁波。（自由空間：指真空，通常把滿足一定條件的空間也看做自由空間。）電磁波是在空間傳播的交變的電磁場(chǎng)。4.1無線通信概述傳播速度為常數(shù)C=3×10E8米/秒(30萬公里/秒)現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六2.電磁波的波長(zhǎng)和頻率4.1無線通信概述任何信號(hào)都具有一定的頻率或波長(zhǎng)。無線電波只是一種波長(zhǎng)比較長(zhǎng)的電磁波,占據(jù)的頻率范圍很廣。在自由空間中,波長(zhǎng)與頻率存在以下關(guān)系:c=f*λ=無線電波傳播速度（300000公里/秒）現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六高頻信號(hào)低頻信號(hào)波長(zhǎng)4.1無線通信概述對(duì)頻率或波長(zhǎng)進(jìn)行分段,分別稱為頻段或波段。不同頻段信號(hào)的產(chǎn)生、放大和接收的方法不同,傳播的能力和方式也不同,因而它們的分析方法和應(yīng)用范圍也不同。通常無線電波所指的是從極低頻10KHz到極超高頻的頂點(diǎn)300GHz（GigaHertz）。通常劃分成八個(gè)區(qū)域，參看下表：現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六無線電波波段劃分波段波長(zhǎng)頻率傳播方式主要用途長(zhǎng)波30000m～3000m10kHz～100kHz地波超遠(yuǎn)程無線電通信和導(dǎo)航中波3000m～200m100kHz～1500kHz地波和天波調(diào)幅（AM）無線電廣播、電報(bào)、通信中短波200m～50m1500kHz～6000kHz短波50m～10m6MHz～30MHz天波微波米波(VHF)10m～1m30MHz～300MHz近似直線傳播調(diào)頻（FM）無線電廣播、電視、導(dǎo)航分米波(UHF)1m～0.1m300MHz～3000MHz直線傳播電視、雷達(dá)、導(dǎo)航厘米波10cm～1cm3000MHz～30000MHz毫米波10mm～1mm30000MHz～300000MHz8現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六4.1無線通信概述現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六3.無線電波的傳播4.1無線通信概述無線電波在均勻媒質(zhì)中以恒定的速度沿直線傳播，由于能量的擴(kuò)散和媒質(zhì)的吸收，離開波源越遠(yuǎn)強(qiáng)度越小在非均勻媒質(zhì)中傳播時(shí)，不但速度發(fā)生變化而且會(huì)產(chǎn)生反射折射繞射散射現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六電波傳播的多樣性衍射干涉衍射4.1無線通信概述現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六相位疊加11+224.1無線通信概述現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六4.無線電波的傳播方式無線電波的傳播方式是指無線電波從發(fā)射點(diǎn)到接收點(diǎn)的傳播路徑根據(jù)無線電波在傳播過程所發(fā)生的現(xiàn)象,電波的傳播方式主要有：直射（視距）傳播（超短波、微波）繞射（地波）傳播（超長(zhǎng)波、長(zhǎng)波、中波）反射（天波）傳播（中波、短波）散射傳播（超短波）決定傳播方式和傳播特點(diǎn)的關(guān)鍵因素是無線電信號(hào)的頻率。4.1無線通信概述現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六（a）直射傳播;（b）地波傳播;（c）天波傳播;（d）散射傳播4.1無線通信概述現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六電離層

距地面50～300公里處的空氣分子由于受到陽(yáng)光、字宙射線等作用發(fā)生電離而形成的，這些電離層特別是其中自由電子的密度，是影響無線電波傳播的主要因素。

電離層的厚度和高度隨晝夜及季節(jié)的不同而變化。電磁波長(zhǎng)不同，電離層對(duì)它的反射和吸收也不同。一般而言，波長(zhǎng)愈長(zhǎng)愈容易產(chǎn)生反射，但電離層對(duì)其能量吸收也愈大，反之，波長(zhǎng)愈短愈不容易產(chǎn)生反射，然而電離層對(duì)其能量吸收也愈小。4.1無線通信概述現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六（1）多徑效應(yīng)：

大量傳播路徑的存在就產(chǎn)生了所謂的多徑現(xiàn)象接收信號(hào)時(shí)間強(qiáng)度0發(fā)射信號(hào)4.1無線通信概述5.媒體空間對(duì)無線電波傳播的影響現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六（2）陰影效應(yīng)高大建筑、山峰和叢林都會(huì)阻礙電波傳播，所以接收信號(hào)強(qiáng)度隨空間變化路徑損耗大小比較:市區(qū)>郊區(qū)>農(nóng)村（3）空間效應(yīng)當(dāng)無線電波在空氣中傳播時(shí)，大氣會(huì)吸收一些無線電波的能量，接收信號(hào)的強(qiáng)度與傳播距離和無線電波頻率有關(guān)，距離越遠(yuǎn)，頻率越高，衰耗越大，即為空間效應(yīng)。4.1無線通信概述現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六多徑合成波的幅度和相位隨移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生很大的起伏變化，這就是所謂的快衰落或多徑衰落。合成波的振幅和相位隨移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)起伏變化很大，衰落的振幅、相位、角度隨機(jī)。（5）快衰落和慢衰落快衰落4.1無線通信概述現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六移動(dòng)臺(tái)接收的信號(hào)除瞬時(shí)出現(xiàn)快衰落外，其場(chǎng)強(qiáng)中值隨著地區(qū)位置改變出現(xiàn)較慢的變化，這就是所謂的慢衰落或陰影衰落，慢衰落的場(chǎng)強(qiáng)中值服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布。電波傳播路徑上遇有高大建筑物、樹林、地形起伏等障礙物的阻擋，就會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)的陰影。衰落深度與與位置/地點(diǎn)相關(guān)，衰落的速度取決于移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)的速度。4.1無線通信概述現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六距離(m)接收功率(dBm)102030-20-40-60慢衰落快衰落4.1無線通信概述現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六發(fā)送信號(hào)接收信號(hào)干擾0dB發(fā)送信號(hào)-25dB接收信號(hào)衰落0

+發(fā)送信號(hào)接收信號(hào)時(shí)延023

+發(fā)送信號(hào)接收信號(hào)抖動(dòng)4.1無線通信概述現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六無線環(huán)境中的信號(hào)衰減分成三部分路徑損耗：幅度衰減較大大尺度變化：伴隨中等幅度衰減的具有對(duì)數(shù)正態(tài)分布特性的慢變化成分（慢衰落）小尺度衰落：衰減幅度較小的快變化成分（快衰落）快衰落包絡(luò)分布的描述方法瑞利分布：非視距傳播萊斯分布：視距傳播4.1無線通信概述現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六Rayleighfadingchannel4.1無線通信概述2323四月2023現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六三、無線通信系統(tǒng)1.無線通信系統(tǒng)框圖4.1無線通信概述現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六(1)由高頻振蕩器產(chǎn)生高頻振蕩電流(2)把要傳遞的聲音和圖像信號(hào)變成電流信號(hào)(電信號(hào))(3)將振蕩器產(chǎn)生的高頻振蕩電流和聲音、圖像的信號(hào)電流一同輸入到調(diào)制器中，再把調(diào)制的高頻振蕩電流送到發(fā)射天線，發(fā)射的電磁波就帶有要傳遞的聲音圖像信號(hào)了.即所謂的將要傳遞的信號(hào)“加”到電磁波上.把帶有信號(hào)的電磁波發(fā)射出去.

無線電波的發(fā)射現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六(1)用天線接收電磁波.(2)用調(diào)諧器即收音機(jī)或電視機(jī)中選臺(tái)的電路選出所需要的電信號(hào)(3)讓高頻振蕩電流經(jīng)過檢波器，就能將要傳遞的聲音信號(hào)和圖像信號(hào)從高頻振蕩電流中“檢”出.把聲音信號(hào)和圖象信號(hào)分別送到揚(yáng)聲器和電視機(jī)，就能聽到聲音和看到圖像.無線電波的接收現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六2、無線通信系統(tǒng)的類型按照無線通信系統(tǒng)中關(guān)鍵部分的不同特性分類:按照工作頻段或傳輸手段分類,有中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信和衛(wèi)星通信等。所謂工作頻率,主要指發(fā)射與接收的射頻（RF）頻率。射頻實(shí)際上就是“高頻”的廣義詞,它是指適合無線電發(fā)射和傳播的頻率。無線通信的一個(gè)發(fā)展方向就是開辟更高的頻段。按照通信方式來分類,主要有（全）雙工、半雙工和單工方式。按照調(diào)制方式的不同來劃分,有調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相以及混合調(diào)制等。4.1無線通信概述現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六四、無線通信系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容信道編碼/解碼的研究（糾錯(cuò)編碼）BCH碼，卷積碼，turbo碼，LDPC碼調(diào)制/解調(diào)技術(shù)的研究BPSK，QAM，OFDM…天線與傳輸技術(shù)的研究天線發(fā)射/接收，方向性天線，智能天線，多天線技術(shù)無線通信系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)給出解決方案，進(jìn)行硬件實(shí)現(xiàn)4.1無線通信概述現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六五、系統(tǒng)性能評(píng)估通常的方法是使用在一定噪聲條件下誤碼率（BitErrorRate,BER）。4.1無線通信概述六、無線通信面臨的挑戰(zhàn)隨時(shí)隨地連接網(wǎng)絡(luò)多種業(yè)務(wù)多種設(shè)備的集合語(yǔ)音，數(shù)字，音頻，視頻電話，電視，照相機(jī)，計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的小型化、低功耗、低成本現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六現(xiàn)有常用的無線通信系統(tǒng)移動(dòng)蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)第二代（GSM,IS-95)第三代（CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA）3G4G局域網(wǎng)系統(tǒng)無線局域網(wǎng)（WLAN）無線廣域網(wǎng)（WMAX）廣播電視系統(tǒng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)近距無線通信網(wǎng)絡(luò)無線個(gè)域網(wǎng)（WPAN）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）無線寬帶（WiFi，WirelessFidelity）無線射頻識(shí)別（RFID）現(xiàn)在是30頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六4.1無線通信概述4.2微波與衛(wèi)星通信第4章微波與衛(wèi)星通信312013年10月15日星期二現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六4.2.1微波通信一、微波通信概述二、數(shù)字微波通信系統(tǒng)三、數(shù)字微波通信的特點(diǎn)

現(xiàn)在是32頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六微波：是一種具有極高頻率（通常為300MHz--300GHz)，波長(zhǎng)很短，通常為1m--1mm的電磁波。一、微波通信概述微波通信：利用微波做載波進(jìn)行的通信，叫微波通信。它往往是長(zhǎng)途、大容量通信的無線傳輸工具。目前使用的范圍只有1GHz--40GHz。各國(guó)的通信設(shè)備已使用到2、4、5、6、7、8、11、15、20GHz等各頻段。33現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六傳播方式：在微波頻段，由于頻率很高，電波的繞射能力弱，所以信號(hào)的傳輸主要是利用微波在視線距離內(nèi)的直線傳播，又稱視距傳播。優(yōu)點(diǎn)：傳播較穩(wěn)定，受外界干擾?。ㄅc短波比）缺點(diǎn)：受到地形，地物及氣候狀況的影響而引起反射，折射，散射和吸收現(xiàn)象，產(chǎn)生傳播衰落和傳播失真。一、微波通信概述現(xiàn)在是34頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六二、數(shù)字微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信是指利用微波攜帶數(shù)字信息，通過電波空間，同時(shí)傳送若干相互無關(guān)信息，并進(jìn)行再生中繼的通信方式。數(shù)字信號(hào)用微波信道進(jìn)行傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?，兼有?shù)字通信和微波通信的特點(diǎn)。地面微波接力通信系統(tǒng)工作在46GHz，它通過地面多座中繼站在兩地之間建立通信鏈路，相鄰中繼站的距離為視距（約50Km）。35現(xiàn)在是35頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六中繼傳輸方式二、數(shù)字微波通信系統(tǒng)36現(xiàn)在是36頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六地面微波接力兩個(gè)地面站之間傳送距離：50-100km；頻率：2G--40GHz依賴于天氣和頻率應(yīng)用：長(zhǎng)距離傳輸話音和電視信號(hào)；大廈之間LAN互連地面站之間的直視線路微波傳送塔地球二、數(shù)字微波通信系統(tǒng)37現(xiàn)在是37頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六數(shù)字微波系統(tǒng)組成市內(nèi)電話局用戶終端市內(nèi)電話局用戶終端微波中繼站微波收發(fā)信設(shè)備調(diào)制解調(diào)設(shè)備時(shí)分復(fù)用設(shè)備調(diào)制解調(diào)設(shè)備時(shí)分復(fù)用設(shè)備甲地乙地微波收發(fā)信設(shè)備二、數(shù)字微波通信系統(tǒng)38現(xiàn)在是38頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六三、數(shù)字微波通信的特點(diǎn)

1.頻帶寬干擾小2.中繼傳輸組網(wǎng)靈活3.抗干擾性強(qiáng)4.保密性好5.便于組成數(shù)字通信網(wǎng)

39現(xiàn)在是39頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六4.2.2衛(wèi)星通信利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站在多個(gè)地球站之間進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號(hào)的微波通信?，F(xiàn)在是40頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六衛(wèi)星通信的基本原理什么是衛(wèi)星通信?衛(wèi)星通信，簡(jiǎn)單地說，就是地球上（包括地面、水面和低層大氣中）無線電通信站之間利用人造衛(wèi)星作中繼站而進(jìn)行的通信，它覆蓋面積大、不受地理?xiàng)l件的限制、通信頻帶寬、容量大、機(jī)動(dòng)靈活，因而在國(guó)際和國(guó)內(nèi)通信領(lǐng)域中，成為不可缺少的通信手段。現(xiàn)在是41頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六衛(wèi)星通信示意圖現(xiàn)在是42頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六衛(wèi)星通信系統(tǒng)的分類現(xiàn)在是43頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六衛(wèi)星通信發(fā)展概況衛(wèi)星通信的發(fā)展過程，大致經(jīng)歷了兩個(gè)階段：1.衛(wèi)星通信的實(shí)驗(yàn)階段(1954～1964):2.衛(wèi)星通信的實(shí)用與提高階段(1965--).利用衛(wèi)星進(jìn)行通信的科學(xué)設(shè)想，是在1945年由英國(guó)的克拉克首先提出的，在《無線電雜志》上發(fā)表了《地球外的中繼站》一文。但直至1957年，前蘇聯(lián)發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星，人們才真正看到實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信的希望。1962年，美國(guó)成功地發(fā)射了第一顆通信衛(wèi)星,試驗(yàn)了橫跨大西洋的電話傳輸。于是，經(jīng)過二十多年的探索和試驗(yàn)，衛(wèi)星通信終于跨入了實(shí)用階段，漸漸走近我們的生活?，F(xiàn)在是44頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六衛(wèi)星通信的基本原理靜止衛(wèi)星：如果衛(wèi)星的軌道是圓形且在赤道軌道上，衛(wèi)星離地面約35860km時(shí)，其飛行的方向與地球自轉(zhuǎn)的方向相同，則從地面上任何一點(diǎn)看去，衛(wèi)星都是“靜止”不動(dòng)的，這種對(duì)地靜止的同步衛(wèi)星簡(jiǎn)稱為靜止衛(wèi)星。利用靜止衛(wèi)星作為中繼站的通信系統(tǒng)，稱為靜止衛(wèi)星通信系統(tǒng)。地球衛(wèi)星的軌道現(xiàn)在是45頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六同步衛(wèi)星與地面站相對(duì)固定位置使用3個(gè)衛(wèi)星覆蓋全球現(xiàn)在是46頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六衛(wèi)星通信的特點(diǎn)

1、通信范圍大，三顆同步衛(wèi)星即可覆蓋全球（除兩極外）。只要在衛(wèi)星發(fā)射的電波所覆蓋的范圍內(nèi)，從任何兩點(diǎn)之間都可進(jìn)行通信。

2、不易受陸地災(zāi)害的影響，可靠性高。

3、只要設(shè)置地球站，電路即可開通，開通電路迅速。

4、同時(shí)可在多處接收，能經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)廣播、多址通信（多址特點(diǎn)）。

5、電路設(shè)置非常靈活，可隨時(shí)分散過于集中的話務(wù)量。

6、同一信道可用于不同方向或不同區(qū)間，多址聯(lián)接?，F(xiàn)在是47頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六衛(wèi)星通信系統(tǒng)的一些特殊問題：一是由于通信衛(wèi)星的一次投資費(fèi)用較高，在運(yùn)行中難以進(jìn)行檢修，故要求通信衛(wèi)星具備高可靠性和較長(zhǎng)的使用壽命；二是衛(wèi)星上能源有限，衛(wèi)星的發(fā)射功率只能達(dá)到幾十至幾百瓦，因此要求地面站要有大功率發(fā)射機(jī)、低噪聲接收機(jī)和高增益天線，這使得地面站比較龐大；三是由于衛(wèi)星通信傳輸距離很長(zhǎng)，使信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)延較大，其單程距離（地面站A→衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)→地面站B）長(zhǎng)達(dá)80000km，需要時(shí)間約270ms；雙向通信往返約160000km，延時(shí)約540ms，所以，在通過衛(wèi)星打電話時(shí)，通信雙方會(huì)感到很不習(xí)慣。

現(xiàn)在是48頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六衛(wèi)星通信頻段和頻率再用適用于宇宙通信的頻段為1GHZ--10GHZ，這頻段一般稱為無線電窗口。根據(jù)無線電規(guī)則分配的頻率，目前大多數(shù)衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)使用6/4GHZ頻段（C頻段）。同時(shí)，因采用了相應(yīng)的降雨補(bǔ)償措施，14/12GHZ頻段(Ku頻段)也開始使用。目前，一些國(guó)家和國(guó)際組織也在加緊Ka頻段（30/20GHZ）的開發(fā)與利用。現(xiàn)在是49頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六衛(wèi)星通信頻段現(xiàn)在是50頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六衛(wèi)星通信頻段C頻段：上行頻率：5925-6425MHZ下行頻率：3700-4200MHZ，

帶寬：500MKu頻段：上行頻率：14.0-14.5GHZ下行頻率：10.95-11.20GHZ11.45-11.70GHZ帶寬：500M現(xiàn)在是51頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六影響靜止衛(wèi)星通信的因素?cái)z動(dòng)：在地球衛(wèi)星軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星除了受到地球的引力，還受到其他一些次要因素的影響，使衛(wèi)星實(shí)際的運(yùn)行軌道逐漸偏離確定的理想運(yùn)行軌道，這就是所謂的攝動(dòng)。其他原因：如地球引力的不均勻，地球大氣層的阻力和太陽(yáng)輻射壓力等?，F(xiàn)在是52頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六影響靜止衛(wèi)星通信的因素星蝕：在每年的春分和秋分前后各23天中，靜止衛(wèi)星和地心的連線在地球表面的交點(diǎn)(稱為星下點(diǎn))進(jìn)入當(dāng)?shù)氐奈缫箷r(shí)間前后，太陽(yáng)、地球和衛(wèi)星處在一條直線上，此時(shí)衛(wèi)星進(jìn)入地球的陰影區(qū)，即地球擋住了照射到太陽(yáng)上的陽(yáng)光，發(fā)生了衛(wèi)星的日蝕，這就是星蝕。靜止衛(wèi)星發(fā)生星蝕和日凌中斷的原理日凌中斷：地球站天線在對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星的同時(shí)也會(huì)對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，這時(shí)強(qiáng)大的太陽(yáng)噪聲使通信無法進(jìn)行，這種現(xiàn)象通常稱為日凌中斷?，F(xiàn)在是53頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六影響靜止衛(wèi)星通信的因素

圓形傾斜軌道同步衛(wèi)星視在位置的日漂移現(xiàn)在是54頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六影響靜止衛(wèi)星通信的因素軌道平面的傾斜效應(yīng)和位置控制當(dāng)靜止衛(wèi)星因某種原因發(fā)生相對(duì)于赤道平面向上或向下一個(gè)固定的偏離值時(shí)，必然形成衛(wèi)星軌道的傾角不為0，于是衛(wèi)星的視在位置或星下點(diǎn)就不再固定，這就是所謂的傾斜效應(yīng)。由于傾斜效應(yīng)的存在，同步衛(wèi)星的視在位置和星下點(diǎn)的每日漂移軌跡就成為一個(gè)兩圈高、寬不等的“8”字形?，F(xiàn)在是55頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六衛(wèi)星通信的傳輸時(shí)延和回波干擾時(shí)延：指信號(hào)在傳輸過程中所產(chǎn)生的時(shí)間延遲。單跳：任意兩個(gè)在同一衛(wèi)星覆蓋區(qū)域內(nèi)的地球站經(jīng)靜止衛(wèi)星一次轉(zhuǎn)接的通信為單跳。傳輸時(shí)間為0.54s衛(wèi)星通信的缺點(diǎn)之一是：傳輸時(shí)延大。傳輸時(shí)延大會(huì)產(chǎn)生2個(gè)問題：1、傳輸電話信號(hào)時(shí)，會(huì)使雙方通話重疊而使通話者覺得很不習(xí)慣；2、會(huì)出現(xiàn)回波干擾?；夭ǖ囊种坪偷窒夯夭ㄒ种破骰夭ǖ窒鳜F(xiàn)在是56頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六通信衛(wèi)星系統(tǒng)的組成現(xiàn)在是57頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六通信衛(wèi)星系統(tǒng)的組成通信衛(wèi)星：在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，所有地面站發(fā)出的信號(hào)都是經(jīng)過衛(wèi)星中繼轉(zhuǎn)發(fā)到地面接收站的。衛(wèi)星上必須配備轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號(hào)的通信系統(tǒng)與天線系統(tǒng)。為了保證通信衛(wèi)星的正常工作，還必須配備控制系統(tǒng)、遙測(cè)系統(tǒng)和電源系統(tǒng)。58現(xiàn)在是58頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六通信衛(wèi)星組成

控制系統(tǒng)：根據(jù)地面指令信號(hào)來控制衛(wèi)星姿態(tài)和位置等。通信衛(wèi)星的控制系統(tǒng)包括衛(wèi)星的位置控制系統(tǒng)和衛(wèi)星的姿態(tài)控制系統(tǒng)。

通信衛(wèi)星天線：包括通信天線和遙測(cè)指令天線兩種。它們的特點(diǎn)是：體積小、重量輕、饋電容易，有便于在衛(wèi)星上組裝的結(jié)構(gòu)以及可靠性高和壽命長(zhǎng)等。5923四月2023現(xiàn)在是59頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六遙測(cè)指令系統(tǒng)

為了保持衛(wèi)星的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和通信，需要及時(shí)了解衛(wèi)星內(nèi)部的各種情況和設(shè)備的工作是否正常。在必要時(shí)，應(yīng)該通過遙測(cè)信號(hào)（即指令信號(hào)）去控制衛(wèi)星上某些設(shè)備的動(dòng)作；另外，當(dāng)一些部件發(fā)生故障時(shí)，還需自動(dòng)將備份件轉(zhuǎn)換上去等。所有這些工作都是通過衛(wèi)星上的遙測(cè)系統(tǒng)來完成。6023四月2023現(xiàn)在是60頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器（通信系統(tǒng)）

在通信衛(wèi)星的各組成系統(tǒng)中，真正起到衛(wèi)星通信中繼站作用的是通信系統(tǒng)，也叫轉(zhuǎn)發(fā)器。前放變頻器中放限幅器變頻器高放倍頻器倍頻器本振

雙變頻轉(zhuǎn)發(fā)器61現(xiàn)在是61頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六電源系統(tǒng)

通信衛(wèi)星的電源一般同時(shí)采用太陽(yáng)能電池和化學(xué)電池。

通常太陽(yáng)能電池作為常用電源使用，當(dāng)衛(wèi)星進(jìn)入地球陰影區(qū)(或者說衛(wèi)星日蝕)時(shí)，使用化學(xué)電池供電。62現(xiàn)在是62頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六衛(wèi)星地面站

63現(xiàn)在是63頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六地面站的組成

發(fā)射系統(tǒng)接收系統(tǒng)控制系統(tǒng)終端系統(tǒng)電源系統(tǒng)饋電設(shè)備跟蹤設(shè)備天線系統(tǒng)市內(nèi)電話

64現(xiàn)在是64頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六地面站發(fā)射系統(tǒng)的組成

調(diào)制器中頻放大器上變頻器自動(dòng)功率控制發(fā)射波合成行波管放大激勵(lì)器大功率放大器傳輸波導(dǎo)基帶信號(hào)65現(xiàn)在是65頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六地面站接收系統(tǒng)的組成

饋電設(shè)備低噪聲放大器傳輸放大器晶體管放大器接收波分離下變頻器中頻放大器基帶轉(zhuǎn)換裝置解調(diào)器橢圓波導(dǎo)66現(xiàn)在是66頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六饋線

67現(xiàn)在是67頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六地面站電源系統(tǒng)

一般情況下使用交流市電供電偶然斷電時(shí)使用蓄電池供電長(zhǎng)期或定期斷電時(shí)使用柴油發(fā)電機(jī)68現(xiàn)在是68頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六電源機(jī)柜與蓄電池69現(xiàn)在是69頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六衛(wèi)星通信的新技術(shù)

VSAT系統(tǒng)低軌道衛(wèi)星系統(tǒng)70現(xiàn)在是70頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六VSAT系統(tǒng)

PCPC計(jì)算中心PCPC市話局用戶小站

用戶小站

衛(wèi)星

中心站

71現(xiàn)在是71頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六VSAT系統(tǒng)的發(fā)展

目前，VSAT系統(tǒng)主要正在以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：

·降低成本和安裝費(fèi)用

·擴(kuò)大業(yè)務(wù)范圍

·完成多種連接

·開發(fā)新的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)72現(xiàn)在是72頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六LEO系統(tǒng)

低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱LEO，由距地面高度500～1500Km左右的眾多衛(wèi)星組成，運(yùn)行在多個(gè)軌道上，與地球自轉(zhuǎn)不能保持同步，所以也叫非同步衛(wèi)星通信系統(tǒng)。

衰耗小時(shí)延短通信質(zhì)量好容量大發(fā)射成本低移動(dòng)終端小型化73現(xiàn)在是73頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六LEO系統(tǒng)的原理

LEO系統(tǒng)與地面蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本原理相似，都采用劃分小區(qū)和重復(fù)使用頻率的方法進(jìn)行通信。不同的是LEO系統(tǒng)相當(dāng)于把基站安裝在天空上，一個(gè)衛(wèi)星就相當(dāng)于一個(gè)基站。由于天線和中繼器等都安裝在衛(wèi)星上，所以隨著衛(wèi)星的移動(dòng)，基站、天線等都是不停地移動(dòng)著的。74現(xiàn)在是74頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六典型商用衛(wèi)星通信系統(tǒng)

銥系統(tǒng)全球星系統(tǒng)海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)75現(xiàn)在是75頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六銥系統(tǒng)

由美國(guó)摩托羅拉公司在1988年提出的覆蓋全球的LEO系統(tǒng)，1998年投入使用。原計(jì)劃采用77顆衛(wèi)星，與銥原子的電子數(shù)相等，故名。

后來銥系統(tǒng)實(shí)際采用66顆衛(wèi)星，環(huán)繞6條均勻分布的近極圓軌道運(yùn)行。相鄰軌道平面上的衛(wèi)星按相反方向運(yùn)行。軌道高度約為780km，每個(gè)軌道平面分布11顆衛(wèi)星及1顆備用衛(wèi)星。76現(xiàn)在是76頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六全球星系統(tǒng)

美國(guó)勞拉公司和高通公司發(fā)起。有48顆衛(wèi)星，另加8顆備用衛(wèi)星，分布在8個(gè)傾角為520的圓軌道上。軌道高度為1414Km,每個(gè)軌道分布6顆衛(wèi)星和1顆備用衛(wèi)星。系統(tǒng)覆蓋南北緯700以內(nèi)地區(qū)，在其中每個(gè)區(qū)有2～4顆衛(wèi)星加以覆蓋。77現(xiàn)在是77頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六全球星系統(tǒng)組成

78現(xiàn)在是78頁(yè)\一共有86頁(yè)\編輯于星期六海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)

1979年國(guó)際海事衛(wèi)星組織(INMARSAT)宣告正式成立，當(dāng)時(shí)共有28個(gè)成員國(guó)。INMARSAT衛(wèi)星系統(tǒng)屬GEO模式，由分布在大西洋、印度洋和太平洋三個(gè)區(qū)域