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卫星通信基本概念与知识
上行链路:
从地球站发射信号到通信卫星所经过的通信路径成为上行链路。
下行链路:
通信卫星将信号再转发到其他地球站的通信路径称为下行链路。
星间链路:
同轨道卫星间的通信。
星际链路:
不同轨道卫星间的通信。
卫星通信特点
优点:
- 通信距离远,费用与通信距离无关。
- 覆盖面积打,以广播方式工作,可进行多址通信(同时多方向多地点通信)。
- 机动灵活易于处理突发事件
缺点:
- 使用寿命短
- 星蚀现象(卫星、太阳、地球一条直线,卫星在地球背面)和日凌中断(卫星、太阳、地球一条直线,卫星在中间)
- 电波的传播延时大和存在回波干扰
- 具有广播特性,保密措施要求严格
地面站:
天馈设备:将发射机送来的射频信号经天线向卫星方向辐射,同时接收卫星转发的信号送往接收机
发射机:将已调制的中频信号,变换成射频信号,并经馈线送至天线。
接收机:从噪声中接收来自卫星的有用信号。
信道终端设备:将用户端送来的信息加以处理,形成基带信号,对中频信号进行调制。
天线跟踪设备:校正地球站天线的方向与仰角
通信卫星的组成:空间平台+有效载荷
1.空间平台
结构分系统:结构主体,使卫星具有一定的外形和容积
温控分系统:控制卫星各部分的温度,保证各类仪器设备正常工作
控制分系统:各种可控的装置和机构,对卫星工作进行控制
跟踪、遥测和指令分系统:TT&C发送信标以及各类指令数据
电源分系统:卫星的供电和电源管理
发动机系统:把卫星推入预设轨道
2.有效载荷
天线分系统:定向发射与接收无线电信号
通信转发器:高灵敏度的发射接收机,一个卫星由一个和若干转发器构成,每个转发器覆盖一定的频段。
(透明转发器:接收信号后不做任何处理,只进行低噪声放大、变频和功率放大)
(处理转发器:接收信号还进行信号处理)
卫星工作频段的选择:
卫星通信的工作频段在微波频段(300MHz-300GHz):微波频段有很宽的频谱,频率很高,可以获得较大的通信容量,天线的增益高,尺寸可以做的小。
英文代号 | 频率/GHz |
---|
L | 1-2 |
S | $12 |
C | 4-8 |
X | 8-12 |
Ku | 12-18 |
K | 18-26 |
Ka | 26-40 |
卫星频率协调:
使用方式属于什么业务范围,就只能在规定的范围内申请频段,使用频段不能超出申请范围,同时考虑同一频段内与其它业务之间的兼容性。
卫星通信系统申请频段与带宽时需要说明的参数包括但不限于:
卫星的轨道、每个频段的星上的射频特性(发射功率,带宽、天线增益、天线方向图、调制特性)、地面的射频特性(发射功率,带宽、天线增益、口径、天线方向图)、接收系统噪温。
注释:参考书籍《卫星通信》(清华大学出版社)
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