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微波中继通信 理想平原，两站天线架 设高度分别为 和 时，最大通信距离 卫星通信的特点 静止卫星通信与其它通信手段相比，有以下一些特点： （1）通信距离远，且费用与通信距离无关。(最大通信距离18000km） （2）覆盖面积大，可进行多址通信。 （3）通信频带宽，传输容量大。 （4）机动灵活。 （5）通信线路稳定可靠，传输质量高。 图 静止卫星配置的几何关系 大气中自由电子、离子、氧和水气分子对电波的吸收衰减 卫星覆盖波束 全球覆盖：卫星天线照射地球表面最大面积，约17.4度 区域覆盖：典型的区域覆盖天线波束宽度5度。 点波束覆盖：天线的波束宽带约2度。 作业题 1.卫星通信的主要优缺点有哪些？ 2.卫星通信系统主要由哪几部分组成，主要功能是什么？ 3.什么是日凌和星蚀中断现象？ * * * * * Introduction to Satellite Communications 卫星通信发展历史 卫星通信特点 卫星通信系统组成 卫星分类 卫星应用 微波通信的特点： （1) 频带宽, 能传输的信息容量大。 （2) 天电、工业噪声干扰及太阳黑子变化对短波及频率较低的无线电波段影响很大，而微波频段(GHz)频率高, 不易受这些外界干扰的影响。因此，通信相对稳定、可靠。 （3) 由于波长短, 天线的尺寸就可以做得很小。 （4) 由于是直线传播，微波通信必须采用中继接力的方式。 什么是卫星通信？ 卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站转发或反射无线电信号，在两个或多个地球站之间进行的通信。卫星通信工作在微波频段。 简史 1945年，英国《Extra-Terrestrial Relays》一文中提出利用3颗静止卫星覆盖全球的设想。 1945年到1964年间，曾经先后利用月球、气球、铜针偶极子带作为中继，进行电话电视传输试验 1957年，前苏联发射了第1颗LEO卫星－Sputnic（美苏太空竞赛的导火索） 1962年，美国第1次发射了真正实用通信卫星（Telstar/MEO） 1965年，第1颗商业通信卫星（INTELSAT-1）进入静止轨道 1990-2000年，引入卫星直接广播语言（DAB）业务 2000-2005年，引入宽带个人通信；Ka频段系统得到迅速；多个LEO和MEO卫星系统投入运行 简史 （我国） 1970年，我国发射成功第一颗人造地球卫星“东方红1号” 1972年，北京、上海建设4座大型地球站 1975年，第一个试验性卫星通信工程开始全面实施。 1984年，成功发射第一颗试验通信卫星 （静止卫星，E125°） 1986年第一颗实用通信卫星发射成功(E103°) 当前，国家公用卫星通信网和各部门的专用卫星通信网 （长途电话、传真、数据、电视等业务） 卫星通信系统的组成 卫星通信系统主要由空间分系统、通信地球站分系统、跟踪遥测及指令分系统和监控管理分系统四大功能部分组成。 主要讨论静止卫星通信系统 空间分系统是指通信卫星，主要由天线分系统、遥测与指令分系统、控制分系统、通信分系统和电源分系统组成。 通信地球站由天线馈线设备、发射设备、接收设备、信道终端设备等组成 卫星通信系统的组成 跟踪遥测及指令分系统（TTC，tracking, telemetry and command station）对卫星进行跟踪测量，控制其准确进入静止轨道上的确定位置，并对在轨卫星的轨道、位置、姿态进行监测和校正。 监控管理分系统(SCC, satellite control center)对在轨卫星的通信性能及参数进行业务开通前的监测和业务开通后的例行监测和控制，以确保通信卫星正常运行和工作。 卫星通信系统的组成 缺点和问题： （1）静止卫星的发射与控制技术比较复杂。 （2）地球高纬度地区通信效果不好，并且两极地区为通信盲区。 （3）存在日凌中断和星蚀现象。 （4）电波的传播时延较大和 存在回波干扰。 单跳时延0.27秒 卫星通信的特点 1、静止轨道卫星（Geostationary Earth Orbit：GEO）： 与地球上某一点保持相对静止 赤道延伸平面：36000km 优点： 经济，三颗卫星，覆盖全球 缺点： 长距离造成大信号衰减和大传播时延（500ms以上） 分类 2、中轨道卫星（Medium Earth Orbit：MEO） 高度在5000－12000km左右 为了覆盖整个地球需要10颗左右卫星 GPS：为美国空军系统运作，用作全球定位。 早期为12个卫星星座，在1978～1985年间发射; 新的GPS系统，在1989～1994年间发射；为24颗小卫星星座系统,分6个轨道平面覆盖全球 分类（续） 3、低轨道