数字微波与卫星通信 .pdfVIP

1.卫星通信的基本概念

微波是指频率为300MHz至300GHz的电磁波。

微波通信是指用微波频率作载波携带信息，通过无线电波空间进行中继（接力）通信的方式。

卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站，转发或反射无线电波，在两个或多个地球站之间进行的通信。

卫星通信是宇宙无线电通信形式之一，宇宙通信是指以宇宙飞行体为对象的无线电通信，它有三种形式：（1）

宇宙站与地球站之间的通信；（2）宇宙站之间的通信；；（3）通过宇宙站转发或反射而进行的地球站间的通信。

2．卫星通信的特点

（1）静止卫星通信的优点：①通信距离远，且费用与通信距离无关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信号传输质量高，通信线路稳定可靠。⑤建立通信电路灵活、机动性好

（2）静止卫星通信的缺点：①静止卫星的发射与控制技术比较复杂。②地球的两极地区为通信盲区，而且

地球的高纬度地区通信效果不好。③存在星蚀和日凌中断现象。④有较大的信号传输时延和回波干扰。⑤

具有广播特性，必威体育官网网址措施要加强。

3.一条微波中继信道是由终端站、中间站和再生中继站、终点站及电波传播空间组成。

微波中继站的中继方式：直接中继（射频转接）、外差中继（中频转接）、基带中继（再生中继）。

4.卫星通信系统是由空间分系统、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4大部分组成的；

卫星通信线路是由发端地球站，上、下行无线传输路径和收端地球站组成的。

5.频率配置的基本原则

不论是模拟微波还是数字微波，其频率配置都应符合下面的基本原则。

（1）在一个中间站，一个单向波道的收信和发信必须使用不同频率，而且有足够大的间隔，以避免发送信号被本站

的收信机收到，使正常的接收信号受到干扰。

（2）多波道同时工作时，相邻波道频率之间必须有足够的间隔，以免互相发生干扰。

（3）整个频谱安排必须紧凑，使给定的频段能得到经济的利用，并能传输较高的信息速率。

（4）因微波天线和天线塔建设费用很高，多波道系统要设法共用天线。所以选用的频率配置方案应有利于天线共

用，达到天线建设费用低，又能满足技术指标的目的。

（5）不应产生镜像干扰，即不允许某一波道的发信频率等于其他波道收信机的镜像频率。

我国国家无线电委员会建议的三种射频波道配置方案：集体排列方案、交替波道配置方案、同波道交叉极化方案。

卫星通信频段的选取

选取工作频段时，考虑的主要因素：

（1）天线系统接收的外界干扰噪声要小；（2）电波传播损耗要小；（3）适用于该频段的设备重量要轻，且体

积小；（4）可用频带宽，以便满足传输信息的要求；（5）与其他地面无线系统（雷达系统、地面微波中继通信

系统等）之间的相互干扰要尽量小；（6）尽可能地利用现有的通信技术和设备。

综上所述，应将工作频段选择在电波能穿透电离层的特高频段或微波频段。

卫星通信的无线电窗口

目前大多数卫星通信系统选择了如下频段：

（1）UHF（超高频）频段——400/200MHz；（2）微波L频段——1.6/1.5GHz;（3）微波C频段——6.0/4.0GHz;

（4）微波X频段——8.0/7.0GHz;（5）微波Ku频段——14.0/12.0GHz和14.0/11.0GHz;

（6）微波Ka频段——30/20GHz。

6.无线电波的传播方式：表面波传播、天波传播、视距传播、散射传播、外层空间传播。

自由空间传播损耗：Ls（dB）=92.4+20lgd+20lgf；（距离d以km为单位，频率f以GHz为单位）

自由空间传播下收信电平：收发天线增益分别为Gr（dB）,Gt（dB）；收发两端馈线系统损耗分别为Lfr（dB）,Lft

（dB）；收发两端分路系统损耗分别为Lbr（dB）,Lbt（dB）：

Pr（dBm）＝Pt（dBm）+（Gt+Gr）－（Lft＋Lfr）－（Lbt＋Lbr）－Ls

7．惠更斯—费涅耳原理

惠更斯原理关于光波或电磁波波动性学说的基本思想：光和电磁波都是一种振动，振动源周围的媒质是有弹性的，

故一点的振动可通过媒质传递给邻近的质点，并依次向外扩展，而成为在媒质中传播的波。

我们把费涅耳区上一点P到TR连线的