文档介绍：第四章卫星通信系统
概述
卫星通信定义
通信卫星的轨道
同步静止轨道卫星
卫星通信的发展概况
卫星通信的特点
卫星通信的应用范围
卫星通信系统
卫星通信工作波段
星蚀、日凌中断及传输时延
概述
为了增加地面通信距离,采用中继接力的方法可以部分克服地球曲率对电波传播的阻挡,使点对点的通信距离加大。通信距离与天线架高有关,微波中继通信是视距通信,中继接力的距离为50km,若进行长距离如18101 km通信,则需要设置360个中继站,造价高、维护不便、而且经过多次转发后信号质量会受到较大的影响。随着航天技术的发展,人们必然想把中继通信站放到距离地面很高的卫星上,并使天线对准地球表面,由于视野十分开阔,便可达到地面接力无法达到的“中继”效果。由此引入一种新的中继通信方式----卫星通信。
卫星通信定义
卫星通信,简单的说就是地球上(包括地面、水面和低层大气中)的无线电通信站之间利用人造卫星作为中继站转发或反射无线电波,以此来实现两个或多个地球站之间通信的一种通信方式。它是一种无线通信方式,可以承载多种通信业务,是当今社会重要的通信手段之一。
通信卫星的轨道
卫星运行的轨迹和趋势称为卫星运行轨道;其轨道近似于椭圆或圆形,地心就处在椭圆的一个焦点或圆心上,按照轨道平面与赤道平面的夹角i(轨道倾角)的不同,地球卫星的轨道有赤道轨道(i=0º)、极轨道(i=90º)、倾斜轨道(0º<i<90º)之分。
同步静止轨道卫星
卫星运行轨道处于地球赤道平面内,运行方向与地球自转方向一致,绕地球一圈的时间与地球自转一周的时间相同(24小时)的卫星称为同步静止轨道卫星()。从地面看卫星是“静止”不动的,即地面上各点与卫星之间的相对位置不变,因此称之为静止轨道卫星(同步卫星)。
静止卫星距赤道的高度为35786km,从卫星向地球引两条切线,°,两切点的弧线距18101km(此为每颗卫星可以通信的最远距离)。若以120°的等间隔在静止轨道上配置3颗静止卫星,则卫星至地球覆盖边缘的最远距离41756km,卫星与卫星之间的空间距离为73511km,地球赤道上的直径约12740km,则在地球表面除两级地区未被卫星波束覆盖外,其他地区均在覆盖范围内,而且其中一部分地区还是两个静止卫星天线波束覆盖的重叠区域,借助于重叠区域内地球站的中继,便可实现在不同卫星覆盖区的地球站的通信。这样,利用3颗等间隔配置的静止卫星就可以实现全球通信。
利用静止卫星建立全球通信示意图
卫星通信的发展概况
1945年五月英国人阿瑟克拉克提出关于静止卫星的设想。1954-1964 卫星通信试验,1957年10月4日苏联发射了第一颗人造卫星,1963年7月美国发射了第一颗地球同步卫星,他们都进行了卫星通信试验。1965年国际通信卫星组织的IS-1(国际通信卫星)发射,卫星通信进入实用阶段。
我国于1970年4月24日,成功地发射了自行研制的东方红一号卫星,1984年4月发射了我国第一颗同步通信卫星东方红二号,1997年5月12日月发射了我国第一颗三轴稳定的同步通信卫星东方红三号。