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第18章 卫星通信(wèixīng tōngxìn)技术
卫星通信的基本概念
通信卫星的种类
卫星通信系统(xìtǒng)分类
卫星通信的特点
卫星通信系统(xìtǒng)的组成及工作原理
空分多址（SDMA）
卫星通信新技术
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卫星通信(wèixīng tōngxìn)的基本概念
卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电信号，在两个或多个地面站之间进行的通信过程或方式。卫星通信属于宇宙无线电通信的一种(yī zhǒnɡ)形式，工作在微波频段。
宇宙通信是以宇宙飞行体或通信转发体作为对象的无线电通信。它可分为三种形式：
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（1）地球站与宇宙站间的通信；
（2）宇宙站之间的通信；
（3）通过宇宙站的转发或反射进行的地球站之间的通信。
人们常把第三种形式称为(chēnɡ wéi)卫星通信。宇宙站是指地球大气层以外的宇宙飞行体（如人造卫星和宇宙飞船等）或其它星球上的通信站。地球站是指设在地面、海洋或大气层中的通信站****惯上统称为(chēnɡ wéi)地面站。
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卫星通信是在地面微波(wēibō)中继通信和空间技术的基础上发展起来的。微波(wēibō)中继通信是一种“视距”通信，即只有在“看得见”的范围内才能通信。而通信卫星的作用相当于离地面很高的微波(wēibō)中继站。由于作为中继的卫星离地面很高，因此经过一次中继转接之后即可进行长距离的通信。图18―1是一种简单的卫星通信系统示意图，它是由一颗通信卫星和多个地面通信站组成的。
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图18―1 卫星通信(wèixīng tōngxìn)示意图
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由图18―1可见，离地面高度为he的卫星中继站，看到地面的两个(liǎnɡ ɡè)极端点是A和B点，即S长度将是以卫星为中继站所能达到的最大通信距离。其计算公式为
式中，R0为地球半径， R0 =6378km；θ为AB所对应的圆心角（弧度）；he为通信卫星到地面的高度，单位为km。上式说明(shuōmíng)， he越高，地面上最大通信距离越大。
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（1） he =500km时，由公式求得S=4892km；
（2） he =35800km时，S=18100km。
由于卫星处于(chǔyú)外层空间，即在电离层之外，地面上发射的电磁波必须能穿透电离层才能到达卫星；同样，从卫星到地面上的电磁波也必须穿透电离层，而在无线电频段中只有微波频段恰好具备这一条件，因此卫星通信使用微波频段。
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目前大多数卫星通信系统选择在下列频段工作：
(1) UHF波段（400/200MHz）；
(2) L波段（）；
(3) C波段（）；
(4) X波段（）；
(5) K波段（；；30/20GHz）。
由于C波段的频段较宽，又便于利用成熟的微波(wēibō)中继通信技术，且天线尺寸也较小，因此，卫星通信最常用的是C波段。
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通信卫星(tōngxìn wèixīng)的种类
目前，通信卫星的种类繁多，按不同的标准有不同的分类(fēn lèi)。下面我们给出几种常用的卫星种类。
(1)按卫星的结构可分为：无源卫星和有源卫星两类。
无源卫星是运行在特定轨道上的球形或其它形状的反射体，没有任何电子设备，它是靠其金属表面对无线电波进行反射来完成信号中继任务的。在20世纪50~60年代进行卫星通信试验时，曾利用过这种卫星。
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