衛(wèi)星通信概覽overv

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1、衛(wèi)星通信技術(shù)第一章　緒論1．1概述通信的目的通信的類別無(wú)線電通信衛(wèi)星通信覆蓋說(shuō)衛(wèi)星通信1．1．1衛(wèi)星通信的基本知識(shí)宇宙通信的三種形式利用衛(wèi)星構(gòu)成的通信的系統(tǒng)靜止衛(wèi)星與地球的相對(duì)位置1．1．2衛(wèi)星通信使用的頻段衛(wèi)星工作頻段通常選擇的頻段衛(wèi)星通信在現(xiàn)有微波技術(shù)的基礎(chǔ)上，頻率選擇在1—10GHz范圍內(nèi)最佳。根據(jù)無(wú)線電波穿越大氣層時(shí)電波衰減情況，最理想的頻段在6／4GHz(上行/下行)附近。在這個(gè)頻段，可用帶寬約在500MHz左右。在波段可用帶寬內(nèi)，又可以被分成很多個(gè)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬。1．1．3衛(wèi)星通信的分類衛(wèi)星通信系統(tǒng)的分類按衛(wèi)星制式劃分按通信覆蓋區(qū)的范

2、圍劃分按用戶性質(zhì)劃分按業(yè)務(wù)劃分按多址方式劃分1．1．4衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成靜止衛(wèi)星（也稱同步衛(wèi)星）通信系統(tǒng)跟蹤遙測(cè)和指令系統(tǒng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成衛(wèi)星通信線路圖1－4衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成1．1．5衛(wèi)星通信系統(tǒng)的特點(diǎn)衛(wèi)星通信的優(yōu)點(diǎn)通信距離遠(yuǎn)，建站成本與通信距離無(wú)關(guān)。通信容量大。組網(wǎng)靈活，便于多址聯(lián)接。通信線路質(zhì)量穩(wěn)定可靠。機(jī)動(dòng)性能好。靜止衛(wèi)星通信系統(tǒng)的缺點(diǎn)兩極地區(qū)為通信盲區(qū)，在高緯度時(shí)，通信效果較差。衛(wèi)星的發(fā)射、測(cè)控技術(shù)復(fù)雜，運(yùn)營(yíng)成本高。存在日凌中斷和星蝕現(xiàn)象。電波的傳播時(shí)延較大和存在回波干擾?？垢蓴_能力差。保密性能差。1．2衛(wèi)星通信技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展1．2

3、．1衛(wèi)星通信技術(shù)的應(yīng)用（1）衛(wèi)星通信的發(fā)展（2）利用靜止通信衛(wèi)星可以構(gòu)成多種制式的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。主要有：衛(wèi)星電視輸送衛(wèi)星電視廣播國(guó)際電話通信互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)（3）低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)（LEO）“5個(gè)任何”美國(guó)的銥星衛(wèi)星通信系統(tǒng)低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)與靜止（同步）衛(wèi)星通信系統(tǒng)比較有如下一些優(yōu)點(diǎn)①由于衛(wèi)星高度較低，衛(wèi)星通信特有的通信傳輸時(shí)延大大降低；②低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)電波傳播衰減小。③因?yàn)榈蛙壍佬l(wèi)星通信系統(tǒng)可以將衛(wèi)星均勻地排布在整個(gè)地球的周圍，即使是在地球的南北極，也能使用低軌道衛(wèi)星進(jìn)行通信，而這正是靜止衛(wèi)星通信的盲區(qū)；④由于低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)包括的衛(wèi)星數(shù)量多

4、，使用的軌道低，衛(wèi)星本身的壽命較短，所以在實(shí)際運(yùn)用中要有幾顆備份衛(wèi)星放在空中，隨時(shí)接替有故障的衛(wèi)星，以保證整個(gè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行；⑤另外低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)有一套較為復(fù)雜的衛(wèi)星測(cè)量及控制系統(tǒng)。（4）中軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)（MEO）QDYSSEY系統(tǒng)國(guó)際海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)組織推出的方案（5）高軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)（GEO）（6）VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)1.3衛(wèi)星通信的基本技術(shù)參數(shù)1．3．1有效全向輻射功率（EIRP）EIRP也稱等效全向輻射功率。它定義為發(fā)射機(jī)發(fā)出的功率PT與天線增益GT的乘積。EIRP的物理意義1．3．2噪聲系數(shù)和噪聲溫度噪聲系數(shù)NF噪聲溫度

5、噪聲功率與絕對(duì)溫度成正比。這樣可用噪聲溫度來(lái)衡量噪聲的大小。噪聲系數(shù)NF和噪聲溫度Te存在的關(guān)系1．3．3地球站的品質(zhì)因素地球站的品質(zhì)因素是地球站天線的接收增益與饋源輸入端的系統(tǒng)等效噪聲溫度的比值（或者是在接收系統(tǒng)的某個(gè)介面處的有效天線增益與接收系統(tǒng)的等效噪聲溫度之比），通常用GT表示。地球站接收品質(zhì)因素GT是衛(wèi)星通信系統(tǒng)的一個(gè)重要參數(shù)，也是INTELSAT組織對(duì)地球站進(jìn)行分類的主要依據(jù)之一。因此，對(duì)GT值的計(jì)算必須準(zhǔn)確，以真正反映地球站的性能。1．3．4衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器飽和通量衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器飽和通量密度W表示了衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的靈敏度。它的基本含意是：為使衛(wèi)星

6、轉(zhuǎn)發(fā)器單載波飽和工作，在其接收天線的單位有效面積上應(yīng)輸入的功率。1．3．5載波噪聲功率衛(wèi)星通信線路中的載波功率與噪聲功率之比簡(jiǎn)稱載噪比，它是決定衛(wèi)星通信線路性能最基本的參數(shù)之一。衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的已調(diào)信號(hào)，對(duì)模擬系統(tǒng)通常是頻率調(diào)制的，而對(duì)數(shù)字系統(tǒng)通常是恒包絡(luò)的數(shù)字鍵控信號(hào)。調(diào)頻波各頻率分量功率的總和等于未調(diào)載波的功率，數(shù)字鍵控信號(hào)的平均功率也等于其未調(diào)波的功率。因此，用載波功率來(lái)表示信號(hào)的功率，就具有一般意義，可以不管具體調(diào)制制度如何，從而確定衛(wèi)星通信系統(tǒng)的質(zhì)量。1．3．6天線增益和波束寬度定向天線增益G的定義衛(wèi)星通信中使用的喇叭天線、拋物面天線等

7、的增益1．3．7互調(diào)噪聲和輸入輸出補(bǔ)償互調(diào)噪聲輸入補(bǔ)償（Boi）輸出補(bǔ)償（Boo）1．3．8門限載噪比解調(diào)器輸出的被恢復(fù)的基帶信號(hào)的好壞的度量門限載噪比1．3．9傳輸損耗1、自由空間傳播損耗2、大氣損耗La（1）晴天的大氣損耗（2）壞天氣的大氣損耗3、天線方向跟蹤誤差損耗Lr第二章衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成與體制2．1衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信2．1．1衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成圖2－1地面微波接力通信示意圖一個(gè)完整的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，通常是由通信衛(wèi)星、地球站、跟蹤遙測(cè)及指令系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)等四大部分組成圖2－2衛(wèi)星通信示意圖2．1．2衛(wèi)星通信系統(tǒng)的各部分功能和作用1、

8、地球站的組成圖2－3衛(wèi)星通信地球站的簡(jiǎn)化方框圖天饋設(shè)備發(fā)射機(jī)接收機(jī)終端設(shè)備跟蹤設(shè)備2、通信衛(wèi)星的組成天線分系統(tǒng)通信分系統(tǒng)電源分系統(tǒng)遙測(cè)指