卫星通信基础知识
卫星通信基础知识(六)卫星天线的方位 仰角 极化角
卫星通信基础知识（六）卫星天线的方位仰角极化角要进行卫星接收，关键点是卫星接收天线的定位，它包括：天线的方位角、仰角和馈源的极化角这三大参数。
1、方位角从地球的北极到南极的等分线称为经线（0－180度），把地球分为东方西方，偏东的经线称为东经，偏西方的经线称为西经。
从地球的东到西的等分线称纬线（0－90度），把地球分为南北半球，以赤道为界（赤道的纬度为0），北半球的纬线称北纬，南半球的纬线称南纬。
我国处于北半球的东方，约在东经75－135度，北纬18－55度之间。
所有的广播电视卫星都分布在地球赤道上空35786.6公里的高空同步轨道的不同经度上，平时我们惯称多少度的卫星，这个度指的是地球的经线。
卫星在地球上的投影称为星下点，它是位于赤道上，经度与卫星经度相同的地方。
如亚太6号卫星的星下点是位于赤道上的东经134度的位置。
我们在寻星时，如果你所在的地方（北半球）的经度大于星下点的经度，那么天线的方位角必定时正南（以正南为基准）偏西，反过来，如果你所在的位置的经度小于星下点的经度，那么天线的方位角是正南偏东。
卫星天线的方位角计算公式是：A＝arctg｛tg(ψs－ψg)/sinθ｝----------(1)公式（1）中的ψg是接收站经度，ψs为卫星的经度，θ为接收站的纬度。
图1是卫星的方位角示意图。
方位角的调整方法很简单，首先用指南针找到正南方，天线方向正对正南方，如果计算的角度A是负值，则天线向正南偏西转动A度，如果A是正值，则天线向正南偏东方向转动A度。
即可完成方位角的调整。
2、仰角 仰角是接收站所在地的地平面水平线于天线中心线所形成的角度，如图2所示。
仰角的计算公式是： .-----------------⑵ 仰角的调整最好是用量角器加上一个垂针作成的仰角调整专用工具进行调整。
方位角和仰角的调整顺序是，先调整好仰角，在调整方位角。
3、极化角 国内或区域卫星一般都是线极化，线极化分为水平极化（以E‖表示）和垂直极化（以E⊥表示）。
卫星通信基础知识.doc
卫星通信基础知识第一节电磁波常识一、电磁波振动的电场和磁场在空间的传播叫做电磁波。
由收音机收到的无线电广播信号，由电视机收到的高频电视信号, 医院里物理治疗用的红外线，消毒和杀菌用的紫外线，透视照相用的X射线，以及各种可见光，都属于电磁波。
二、电磁波的频率、波长人们用频率、波长和波速来描述电磁波的性质。
频率是指在单位时间内电场强度矢量E （或磁场强度矢量H）进行完全振动的次数，通常用f表示。
波长是指在波的传播方向上相邻两个振动完全相同点之间的距离，通常用入表示。
波速是指电磁波在单位时间内传播的距离，通常用v表示。
频率f,波长入，和波速v 之间满足如下关系：v=Xf如果一电磁波在一秒内振动一次，该电磁波的频率就是1Hz , 在国际单位制中，波速的单位是m/s（米/秒），波长的单位是m（米）, 频率的单位是Hz.对于无线电信号，它属于电磁波，它的传播速度为光速，即每秒约前进30万公里。
例如：对于一个频率为98MHz的调频广播节目，其波长为300,000,000 米除98,000,000Hz,等于3.06 米。
不同的频率的（或不同波长）电磁波具有不同的性质用途。
人们按照其频率或波长的不同把电磁波分为不同的种类，频率在300GHz（lGHz=109Hz）以下的波称为无线电波，主要用于广播，电视或其他通讯。
频率在3 X1011HZ-4X 1014Hz之间的波称为红外线, 它的显著特点是给人以“热”的感觉，常用于医学上的物理治疗或红外线加热，探测等，频率在3.84X 1014HZ-7.69X 1014Hz之间的波为1417可见光，它能引起人们的视觉，频率在8X10Hz-3X10Hz 之间的波称为紫外线，具有较强的杀菌能力，常用于杀菌，消毒，频率在3X1017 Hz-5X 1019Hz之间的波称为X射线（或伦琴射线）它的穿透能力很强，常用于金属探测，人体透视等，在原子核物理中还有频率为1018Hz-1022Hz以上的射线，其穿透能力就更强了。
卫星通信系统基础知识及设备操作使用与维护管理
卫星通信系统基础知识及设备操作使用与维护管理卫星通信系统是利用卫星作为中间传输媒介的通信方式。
卫星通信通过将信号传输到地球上的接收站，实现了全球范围内的通信。
它具有全天候、全天时、全球覆盖、无距离限制等优点，被广泛应用于军事、民用、航空、航天等领域。
1.设备操作使用：-在操作卫星通信系统设备之前，需要仔细阅读设备的使用说明书和操作手册，了解设备的工作原理、操作流程以及安全注意事项。
-进行设备操作时，需要按照操作流程的指导进行操作，遵循正确的操作步骤，避免操作错误导致设备损坏或故障。
-在设备操作过程中，应注意设备的状态和指示灯的变化，及时处理设备异常情况，避免出现故障。
2.设备使用：-卫星通信设备通常需要安装在固定的位置上，以保证信号传输的稳定性。
因此，在安装设备时，需要选择合适的位置，并按照设备说明书进行正确的安装和固定。
-设备使用过程中，需要注意设备的环境要求，如温度、湿度、电源供应等。
避免设备在恶劣的环境条件下工作，导致设备故障或损坏。
-使用设备时，应遵循设备的操作规程，合理调节设备参数，保证设备的正常运行。
3.设备维护管理：-定期检查卫星通信设备的硬件和软件状态，检测设备是否正常工作，并及时处理设备异常情况。
例如，设备的散热情况、电源供应是否正常等。
-对设备进行定期的清洁和维护，保持设备的良好状态。
同时，定期对设备进行保养，如更换电池、更新软件等。
-设备的安全保护措施也是重要的一环。
例如，设备需要定期备份数据，以防止数据丢失或损坏。
同时，设备的接入口需要设置密码保护，避免未经授权的人员操作设备。
总结起来，卫星通信系统的设备操作使用与维护管理需要关注设备的正确操作、合理使用和定期维护。
通过正确操作和及时维护，可以确保卫星通信系统的稳定运行，提高通信的可靠性和效率。
卫星通信基础知识
1.2 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。
利用静止卫星建立全球通信示意图
1.4 卫星通信的开展概况
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 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）1.8.1卫星通信使用频率 1、C频段（3.4-6.65GHz） 2、Ku频段(10.95-18GHz) 3、Ka频段(18-40GHz) 4、L频段(1.12-2.6GHz) 5、其他频段(UHF,S,X,Q,V)
1.8.2 C波段与Ku波段比较
C波段
资源较丰富 易受地面干扰 天线口径较大 不受天气影响
国际通信方面我国运营15座国际通信卫星地球站，开通了约1 万3千条双向电路（占国际长途电路的26%）。中国通信播送 卫星公司等具有国际点对点业务许可的单位开通了150~200条 国际双向VSAT电路。公众通信约使用50个转发器 。
我国已有中央电视台的12套节目，中央人民播送电台和国际 台的32路声音播送节目，以及31个省、自治区、直辖市的播送 电视节目均通过通信卫星向全国传送。目前我国播送电视节目 共使用了11颗通信卫星（亚太1A、亚洲2号、亚洲3S、鑫诺1 号、亚太2R、泛美3R号、泛美8号、泛美9号、泛美3R号、泛 美10号、银河3R和热鸟3号）的32个转发器。
卫星通信基础知识讲座-PPT课件
1、基本概念
1.4单跳、双跳
1、基本概念
1.5卫星通信频段
1） C波段，4／6GHZ 设备成熟，可用带宽500MHz，大部分国际卫星通信，尤其是 商业卫星通信都使用此频段，雨衰小，1－2dB C波段工作频段选择可以有以下选择：
1、基本概念
1.5卫星通信常用频段
1） C波段，4／6GHZ 扩展C特点：
1、基本概念
1.2通信卫星的类型
按高度分：
（1）低高度卫星，h<1500km； （2）中高度卫星，8000km<h<12000km； （3）高高度卫星，h＞20000km。 范艾伦高速粒子带
1、基本概念
1.2通信卫星的类型
同步卫星
1、基本概念
1.3日凌中断与星蚀
春分和秋分前后还存在星蚀（卫星进入地球的阴影区）和日凌中断（卫星 处于太阳和地球之间，受强大的太阳噪声影响而使通信中断）现象。
2、卫星通信系统
2.2 通信地球站 2.2.2 天线
主要技度
2、卫星通信系统
2.2 通信地球站 2.2.2 天线
2、卫星通信系统
2.2 通信地球站 2.2.3 功放
•行波管功放（TWTA） 微波电子管，大功率（400W以上），线性差，寿命6~10年，便宜。 •固态功放（SSPA、SSPB）
砷化镓场效应管，中小功率，线性好，寿命10年以上，贵。
2、卫星通信系统
2.2 通信地球站 2.2.4 低噪声放大器（LNA、LNB）
•微波信号低噪声放大 •带下变频（LNB）或不带（LNA） •带10MHz参考输入或不带 主要指标： •工作频率
双 工 器 天 线
收中频
下变频
LNA
供电
卫星通信(基础理论)
卫 星 通 信 卫星基础知识
1962年7月，美国成功地发射了一个颗通信卫星（Telstar）， 试验了横跨大西洋的电视和电话传输。但是， Telstar并非 在静止轨道上运行，而是运行在椭圆轨道上，每157分钟绕 地球1周。
第一颗静止轨道卫星是在1963年2月由美国发射，它成功地 转播了1964年东京奥运会的实况，有力地显示出卫星通信的 优越性和实用价值。 经过20多年的探索和实验，到20世纪80年代，卫星通信终 于跨入了实用阶段，渐渐走近我们的生活，走向社会各个领 域。
卫星基础知识
卫 星 通 信 卫星基础知识
引言： 利用卫星进行通信的科学设想，是在1945年10月由英 国空军雷达专家阿瑟· 克拉克首先提出的，他在《无线 电世界》杂志上发表的一篇题为《地球外的中继站》的 文章中，提出了在静止轨道上放置3颗卫星来实现全球 通信的设想。 直到1957年10月4日，前苏联发射了世界上第一颗人造 地球卫星，人们才真正看到实现卫星通信的希望。
卫星通信的优势
1、广播功能
一点发送卫星接收 卫星转发多点接收
卫 星 通 信 卫星基础知识
卫星通信的优势
2、覆盖面广
三颗卫星覆盖整个地球 覆盖面内均可通信
卫 星 通 信 卫星基础知识
卫星通信的优势
3、通信与地面距离无关
通信费用与地面距离无关 通信不受地形地貌的影响
35800+35800
×
A B
卫 星 通 信 卫星基础知识
卫 星 通 信 卫星基础知识
卫星转发器
卫星转发器是通信卫星中最重要的组成部分，它能起到 卫星通信中继站的作用，其性能直接影响到卫星通信系统的工 作质量。
电源系统
通信卫星的电源要求体积小、重量轻和寿命长。常用的 电源有太阳能电池和化学能电池。平时主要使用太阳能电池 ，当卫星进入地球的阴影区（即星蚀）时，则使用化学能电 池。
卫星通信基础知识(四)自由空间衰耗
卫星通信基础知识（四）自由空间衰耗
自由空间电波传播是无线电波最基本、最简单的传播方式。
自由空间是一个理想化的概念，实际上电波是不可能在真空中传播的，自由空间为人们研究电波传播提供了一个简化的计算环境。
自由空间是传播损耗中最基本的损耗，接收天线接收到的信号功率仅仅是发射天线辐射功率的一小传播损耗L
p
部分，大部分能量都向其它方向扩散了。
工作距离越远，球面积越大，接收点截获的功率越小，即传播损耗加大。
电波在大气层以外的空间传播时，可以近似看成在自由空间传播。
在自由空间传播过程中，接收信号的功率为：
为发射功率
T
为发射天线增益
G
T
为接收天线增益
G
R
自由空间传播损耗
L
p
其中L p的定义为：
d为传播距离λ为工作波长c为光速f为工作电波频率
以分贝为单位表示为:
[Lp]=92.44+20lgd(km)+20lgf(GHz)
[Lp]=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz)
式中d为地球站到静止卫星的距离，可以取d=40000km
对常见C波段的卫星信号的上行6GHz、和下行4GHz线路传输损耗
[Lu]=92.44+20lg40000+20lg6=200.04(dB)
[LD]＝92.44+20lg40000+20lg4= 196.52(dB)。
卫星通信基础知识简介
信业务
信覆盖效果差
➢ 从一颗星向另一颗星切换时 ➢ 地面设备大，成
，需要电路中继保护措施
本高，机动性差
➢ 需要多普勒移频率补偿功能 ➢ 要用星上处理技
➢ 地球站必须从一颗星跟踪到
术和大功率发射
及大口径天线
另一颗星，所以系统至少需
要两副天线和一套跟踪设备
➢ 地面设备比较大，成本高
➢ 卫星天线必须有波束定位控
和信标。
➢ 通信天线
全球波束天线
点波束天线
赋形波束天线
范晓晴
5 November 2015
13
转发器
➢ 是通信卫星中直接起中继站作用的部分。
要求：以最小的附加噪声和失真，足够的工作频带和输出功率业为
各地球站有效可靠地转发无线电信号。
➢ 透明转发器
对收到的信号只进行低噪声放大、变频、功率放大，对频带内
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卫星通讯知识点归纳总结
卫星通讯知识点归纳总结一、卫星通讯基础知识1.卫星通讯的概念卫星通讯是利用卫星作为信号中继站，进行远距离通讯的一种通讯方式。
通过卫星，可以实现全球范围内的通讯覆盖，能够跨越地面的地理障碍，适用于广域通信、广播、电视等多种通讯应用。
2.卫星通讯的原理卫星通讯是通过地面站发射信号到卫星，再由卫星转发信号到目标地点的过程。
具体而言，地面站发射的信号经过天线传输到卫星上，再由卫星的转发器转发到另一地面站或用户终端，实现通讯目的。
3.卫星通讯的组成卫星通讯系统包括地面站、卫星和用户终端三部分。
地面站通过地面设备和天线发射信号到卫星，卫星通过天线接收地面信号并转发到另一地面站或用户终端。
二、卫星通讯技术1.卫星通讯的频段卫星通讯利用的频段主要包括C波段、Ku波段和Ka波段等。
C波段通讯距离远，穿透能力强，适用于卫星广播、远程通讯等；Ku波段通讯带宽大，传输速率快，适用于高速数据传输、互联网接入等；Ka波段通讯频率高，传输速率更快，适用于高清视频传输、卫星移动通信等。
2.卫星通讯的调制技术卫星通讯采用的调制技术主要包括AM、FM、PM等模拟调制技术，以及BPSK、QPSK、8PSK等数字调制技术。
调制技术可以提高信号的抗干扰能力、增加传输速率、提高频谱利用率等。
3.卫星通讯的编码技术卫星通讯采用的编码技术主要包括差分编码、卷积编码、交织编码、纠错编码等。
编码技术可以提高信号的可靠性，减小误码率，提高通讯质量。
4.卫星通讯的多址技术卫星通讯中的多址技术包括FDMA、TDMA、CDMA等。
FDMA将频段分成不同的信道，每个信道分配给不同的用户；TDMA将时间分成不同的时隙，不同用户在不同的时隙传输；CDMA利用不同码型区分用户，提高频谱利用率。
5.卫星通讯的跟踪技术卫星通讯中的跟踪技术包括天线跟踪、频率跟踪、星上时钟跟踪等。
跟踪技术可以确保地面站和卫星之间的通讯连续性，减小信号衰减和误差。
6.卫星通讯的天线技术卫星通讯中的天线技术主要包括馈源天线、反射天线、相控阵天线等。
卫星通信知识点
第1章1．卫星通信：利用人造地球卫星作为中继站转发无线电破，在两个或多个地球站之间进行通信。
它是宇宙通信形式之一。
2．卫星通信的特点：①覆盖面积大, 通信距离远。
一颗静止卫星可最大覆盖地球表面三分之一, 三颗同步卫星可覆盖除两极外的全球表面, 从而实现全球通信。
②设站灵活, 容易实现多址通信。
③通信容量大, 传送的业务类型多。
④卫星通信一般为恒参信道, 信道特性稳定。
⑤电路使用费用与通信距离无关。
⑥建站快, 投资省。
3．卫星通信的缺点：①卫星要求严格,要求有高可靠性、长寿命。
②通信地球站设备较复杂、庞大。
③存在日凌和星蚀现象。
④卫星传输信号有延迟4．非同步卫星系统按轨道分：1）低轨道卫星通信系统(LEO)，如极轨道卫星, 当卫星通过赤道上空时卫星间的距离最大, 此时须多开放一些小区; 当卫星通过两极时, 卫星间的距离变小, 这时会出现小区重叠, 在切换时要关闭一些小区。
2）中轨道卫星通信系统(MEO)3）同步（静止）卫星通信系统(GEO)：当卫星的运行轨道在赤道平面内，其高度大约为35800 km 时，它的运行方向与地球自转的方向相同．5．地球卫星轨道分为：赤道轨道，极轨道，倾斜轨道。
6．卫星通信系统的组成：通信卫星，地球站，跟走遥测及指令系统和监控管理系统。
7．地球站的组成：天馈设备，收信机，发信机，终端设备，天线跟踪设备，以及电源设备。
8．基本工作原理：当甲地一些用户要与乙地的某些用户通话时, 甲地首先要把本站的信号组成基带信号, 经过调制器变换为中频信号(70 MHz), 再经上变频变为微波信号, 经高功放放大后, 由天线发向卫星(上行线)。
卫星收到地面站的上行信号，经放大处理, 变换为下行的微波信号。
9．影响同步卫星通信的因素：1）摄动：在空中运行的卫星, 受到来自地球、太阳、月亮的引力以及地球形状不均匀, 太阳辐射压力等影响, 使卫星运行轨道偏离预定理想轨道, 这种现象称为摄动。
2）轨道平面倾斜效应3）星蚀与日凌中断4）卫星姿态的保持与控制10．同步卫星通信卫星的组成：控制分系统，通信分系统，遥测指令分系统，电源分系统，温控分系统。
卫星通信基础知识(五) eirp gt值的意义
卫星通信基础知识（五）EIRP值，G/T值的意义在卫星通信中常常看到 EIRP、G/T 他们是什么意思呢？EIRPEIRP(Effective Isotropic Radiated Power) 有效全向辐射功率EIRP也称为等效全向辐射功率，它的定义是地球站或卫星的天线发送出的功率（P）和该天线增益（G）的乘积，即：EIRP=P*G如果用dB计算，则为EIRP(dBW) = P(dBW) + G(dBW)EIRP表示了发送功率和天线增益的联合效果。
EIRP是卫星通信和无线网络中的一种重要参数。
有效全向辐射功率EIRP为卫星转发器在指定方向上的辐射功率。
它为天线增益与功放输出功率之对数和，单位为dBW。
EIRP的计算公式为 EIRP = P – Loss + G式中的P为放大器的输出功率，Loss为功放输出端与天线馈源之间的馈线损耗，G为卫星天线的发送增益。
通过对比同一颗通信卫星的C频段EIRP分布图和Ku频段EIRP分布图可知，C频段转发器的服务区大，通常覆盖几乎所有的可见陆地，适用于远距离的国际或洲际业务；Ku频段转发器的服务区小，通常只覆盖一个大国或数个小国，只适用于国内业务。
C频段转发器的EIRP通常为36到42dBW，G/T通常为-5到+1dB/k，地面天线的口径一般不小于1.8米；Ku频段转发器的EIRP通常为44到56dBW，G/T通常为-2到+8dB/k，地面天线口径有可能小于1米。
另一方面，C频段因为电波传播通常不受气候条件的影响，适用于可靠性较高的业务；Ku频段转发器则因电波传播可能遭受降雨衰耗的影响，只适用于建网条件较差、天线尺寸和成本受限的业务。
下表是亚洲卫星公司四颗卫星的最大EIRP、G/T值G/T地面站性能指数G/T值是反映地面站接收系统的一项重要技术性能指标。
其中G为接收天线增益，T为表示接收系统噪声性能的等效噪声温度。
G/T值越大，说明地面站接收系统的性能越好。
目前，国际上把G/T≥35dB/K的地面站定为A型标准站，把G/T≥31.7dB/K的站定为B型标准站，而把G/T＜31.7dB/K的站称为非标准站。
卫星通信的基础知识
卫星通信的基础知识1.卫星通信的基本概念与特点定义：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，在两个或多个地球东站之间展开的通信。
卫星通信又就是宇宙无线电通信形式之一，而宇宙（1）宇宙站与地球站之间的通信；（直接通信）（2（3）通过宇宙站留言或散射而展开的地球站间的通信。
（间接通信）第三种通信方式通常称作卫星通信，当卫星为恒定卫星时称作恒定卫星通信。
大多数通信卫星就是地球同步卫星（恒定卫星：轨道在一定高度时卫星与地球相对恒定）。
恒定卫星就是指卫星的运转轨道在赤道平面内。
轨道距地面高度约为35800km（为直观确保安全，经常表示36000km）。
静止卫星通信的特点（1a通信距离远，且费用与通信距离毫无关系（只要在卫星波束范围内两站之间的传输与距离毫无关系）b覆盖面积大（三颗卫星即可覆盖所有地方），可进行多址通信（一发多收）c通信频带宽（带宽为500md信号传输质量低，通信线路平衡可信e建立通信电路灵活、机动性好（只要卫星覆盖到，均可建立地面站进行通信）f可自发自收进行监测（2a恒定卫星的升空与控制技术比较复杂（所以国内搞卫星升空的很少）。
b地球的两极地区为通信盲区（轨道与赤道平行，切线方向下来无法到达两c存有星蚀（卫星在地球和太阳之间）和日凌（地球在太阳和卫星之间）中断——（现今可通过处理缩短这种现象）d存有很大的信号传输时延（升空和拒绝接受时间）和脉冲阻碍。
2.卫星通信系统的共同组成（1通常卫星通信系统是由地球站、通信卫星（前两个为主要组成，负责卫星收发）、跟踪遥测及指令系统和监控管理系统（后两个提供辅助功能，监测卫星、姿态调整等）4大部分组成的，如图所示。
两个地球东站通过通信卫星展开通信的卫星通信线路的共同组成如图所示，就是由发端地球站，上、下行无线传输路径和收端地球站组成的。
3.卫星通信地球东站设备一般来说，对地球站应有以下几方面的要求。
①传送的信号应当就是宽频拎、平衡、大功率的信号，能够发送由卫星留言器转发来的微弱信号（可通过放大解调处理）。
卫星通信(基础理论)教材
通信卫星组成框图
卫 星 通 信 卫星基础知识
控制系统 它的任务是根据地面指令信号来控制卫星姿态和位置 等。通信卫星的控制系统包括位置控制和姿态控制两部分。 1. 位置控制 由于太阳和月球的引力以及太阳的辐射压力等原因，会 破坏卫星对地球的相对位置，使卫星发生缓慢移动，漂出轨 道，影响正常通行。位置控制是利用装在卫星上的气体喷射 装置由地面控制站发出指令进行工作，以进行位置控制。
卫 星 通 信 卫星基础知识
三、消防部队应急救援常用卫星通信系统：
1、GPS全球卫星定位系统 GPS是全球卫星定位系统的简称。GPS起始于1958年美国军 方的一个项目，1964年投入使用。20世纪70年代，美国陆海 空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS。主要目的是为 陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并 用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的。 GPS的空间部分是由24颗卫星组成（21颗工作卫星；3颗备 用卫星），它位于距地表20200km的上空，运行周期为12小 时。卫星均匀分布在6个轨道面上（每个轨道面4颗）。卫星 的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上 的卫星，并能在卫星中预存导航信息。
卫 星 通 信 卫星基础知识
二、通信卫星的组成
通信卫星是卫星通信系统的重要组成部分。在卫 星通信系统中，所有地面站发出的信号都是经过卫星中 继转发到地面接收站的。为了完成这一转发任务，卫星 上必须配备转发无线电信号的通信系统（即转发器）与 天线系统。除此之外，为了保证通信卫星的正常工作， 还必须配备控制系统、遥测系统和电源系统。下图是通 信卫星的组成框图。
卫 星 通 信 卫星基础知识
电源部分 太阳能 电池 控制部分 执行 机构 自 旋 遥测 编码器 指令 译码器 遥控 发射机 指令 接收机 本 机 振荡器 变频器 遥测指令部分 通信部分(转发器)
卫星通信(基础理论)讲解
卫星通信的缺陷：
星上处理时间：50 — 70ms
1、 固定时延(250 — 270ms/跳)
电磁波速率为300,000km/s 卫星距地球赤道35,800km
100ms 100ms
A
B
卫星卫基星础通知识信
卫星通信的缺陷：
2、 水衰
雨衰 雪衰 解决办法
加大天线 加大功放
卫星卫基星础通知识信
卫星通信的缺陷：
通信卫星组成框图
卫卫星星基础通知信识
控制系统
它的任务是根据地面指令信号来控制卫星姿态和位置 等。通信卫星的控制系统包括位置控制和姿态控制两部分。 1. 位置控制
由于太阳和月球的引力以及太阳的辐射压力等原因，会 破坏卫星对地球的相对位置，使卫星发生缓慢移动，漂出轨 道，影响正常通行。位置控制是利用装在卫星上的气体喷射 装置由地面控制站发出指令进行工作，以进行位置控制。
卫卫星星基础通知信识
电源 部分 太阳 能
电池
蓄电 池
电源 控 制电 路
控制 部分
执行 机构
自旋
传感 器
姿态 控制
天线 控制
轨道 控制
遥测 指令部分
通信部分( 转发器)
遥测 编码 器
遥控 发射 机
指令 译码 器
指令 接收 机
双工 器
本机 振荡 器 变频 器
发射机 接收机
双工 器
遥测 指令天线
通信 天线
卫卫星星基础通知信识
2. 姿态控制 卫星仅仅能保持在轨道上的指定位置还不够，还必须
使它在这个位置上有一个正确的姿态。对通信卫星而言， 为了保证正常通信，要求卫星天线波束始终指向地球中心 或覆盖中心区域；同时，要求卫星上太阳能电池板始终朝 向太阳。这就要对卫星的姿态进行控制。
卫星通信知识点
第1xx1．卫星通信：利用人造地球卫星作为中继站转发无线电破，在两个或多个地球站之间进行通信。
它是宇宙通信形式之一。
2．卫星通信的特点：①覆盖面积大,通信距离远。
一颗静止卫星可最大覆盖地球表面三分之一,三颗同步卫星可覆盖除两极外的全球表面,从而实现全球通信。
②设站灵活,容易实现多址通信。
③通信容量大,传送的业务类型多。
④卫星通信一般为恒参信道,信道特性稳定。
⑤电路使用费用与通信距离无关。
⑥建站快,投资省。
3．卫星通信的缺点：①卫星要求严格,要求有高可靠性、长寿命。
②通信地球站设备较复杂、庞大。
③存在日凌和星蚀现象。
④卫星传输信号有延迟4．非同步卫星系统按轨道分：1）低轨道卫星通信系统(LEO)，如极轨道卫星,当卫星通过赤道上空时卫星间的距离最大,此时须多开放一些小区;当卫星通过两极时,卫星间的距离变小,这时会出现小区重叠,在切换时要关闭一些小区。
2）中轨道卫星通信系统(MEO)3）同步（静止）卫星通信系统(GEO)：当卫星的运行轨道在赤道平面内，其高度大约为35800 km时，它的运行方向与地球自转的方向相同．5．地球卫星轨道分为：赤道轨道，极轨道，倾斜轨道。
6．卫星通信系统的组成：通信卫星，地球站，跟走遥测及指令系统和监控管理系统。
7．地球站的组成：天馈设备，收信机，发信机，终端设备，天线跟踪设备，以及电源设备。
8．基本工作原理：当甲地一些用户要与乙地的某些用户通话时,甲地首先要把本站的信号组成基带信号,经过调制器变换为中频信号(70 MHz),再经上变频变为微波信号,经高功放放大后,由天线发向卫星(上行线)。
卫星收到地面站的上行信号，经放大处理,变换为下行的微波信号。
9．影响同步卫星通信的因素：1）摄动：在空中运行的卫星,受到来自地球、太阳、月亮的引力以及地球形状不均匀,太阳辐射压力等影响,使卫星运行轨道偏离预定理想轨道,这种现象称为摄动。
2）轨道平面倾斜效应3）星蚀与日凌中断4）卫星姿态的保持与控制10．同步卫星通信卫星的组成：控制分系统，通信分系统，遥测指令分系统，电源分系统，温控分系统。
卫星通信基础知识
4.1天线角度定义 方位角以正北为零度， 方位角以正北为零度， 正南为180度。 正南为 度 顺时针为正， 顺时针为正， 逆时针为负。 逆时针为负。
系统框图（卫星通信系统为例） 5.1 系统框图（卫星通信系统为例）
天馈分系统 天线 馈源 双工器 功放 上变频器 室外单元分系统 室内单元分系统
调制器 用户 终端 系统
卫星通信常用波段（静止卫星） 卫星通信常用波段（静止卫星）C、Ku
C： 下行 4.2GHz， 3.7 ～4.2GHz， 扩展 上行 6.425GHz， 5.925 ～6.425GHz， 5.625 ～6.425GHz 3.4 ～4.2GHz
Ku： Ku： 上行 下行
14.5GHz， 14 ～14.5GHz， 10.95 ～12.75GHz, 10.95 ～11.7GHz 欧洲（ 欧洲（Ⅰ区） 美洲（ 美洲（Ⅱ区） 亚洲、澳洲（ 亚洲、澳洲（Ⅲ区）
4.1卫星系统工作流程 一个完整的卫星通信系统，工作流程如下： 一个完整的卫星通信系统，工作流程如下：
4.1卫星网拓扑结构 星状网 网状网 混合网（树状网) 混合网（树状网
4.1卫星通信多址方式 FDMA TDMA CDMA SDMA 混合方式
4.1卫星天线类型 前馈型抛物面天线 卡塞格仑天线 格里高利天线 环焦天线
DVB6.2 DVB-RCS
主站→端站（DVB-数字视频广播） 主站→端站（DVB-数字视频广播） 端站→主站（RCS-回信回传信道）MF-TDMA 端站→主站（RCS-回信回传信道）MF主站组成
天线
馈源
双工器
SSPB DVBDVB-RCS Hub LNB 用户 终端
7.2频谱仪操作
频谱仪用来观察卫星上的频率使用状态， 频谱仪用来观察卫星上的频率使用状态，在对星及频率使用时可起到重要的参 考作用，其设置如下： 考作用，其设置如下： 观察卫星信标时，基本设置如下： 观察卫星信标时，基本设置如下： FRQ：960MHZ ： SPAN：500KHZ ： REF：按上下键，使底部噪声居于屏幕中间即可 ：按上下键， RBW：3KHZ ： VBW：1KHZ ： SWEEP：500ms ： 当天线对准卫星时，将看到鑫诺1号的卫星信标 号的卫星信标。 低两个单载波。 当天线对准卫星时，将看到鑫诺 号的卫星信标。为1高1低两个单载波。 高 低两个单载波 观察卫星频段使用时，基本设置如下： 观察卫星频段使用时，基本设置如下： FRQ：设置为使用的频率，为1259.43 ：设置为使用的频率， SPAN：10MHZ ： REF：使底部噪声居于屏幕中间即可 ： RBW：10KHZ ： VBW：3KHZ ： SWEEP：500ms ： 屏幕上鼓起的一个个小包就是用户发射的载波，我们可以看频段的使用情况。 屏幕上鼓起的一个个小包就是用户发射的载波，我们可以看频段的使用情况。
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我国已建成的广播电视卫星地球站共31座，地面卫星收 转台站52万多座。与1985年上卫星时相比，我国广播电视人 口覆盖率已由68.3%和68.4%上升为2001年底的92.9%和94.1%。
至2001年底国内VSAT经营者有43家。双向VSAT站7000多 个，单向VSAT站近17000个。目前，经营性和专用性VSAT卫 星通信网约达120个左右。专网通信约使用14个转发器，经 营性VSAT通信用了约14个转发器
卫星通信的应用范围很广，涉及长途电话、传真、电视 广播、娱乐、计算机联网、电视会议、电话会议、交互型远 程教育、医疗数据、应急业务、新闻广播、交通信息、船舶、 飞机的航行数据及军事通信等。
目前国内公众卫星通信网的干线已有37个大型C波段地球 站，运行着3万5千条双向电路（占国内长途电路的5~6‰）， 另有4个试验地球站和约30台移动卫星通信车载站工作在Ku 波段。
1.7 卫星通信系统的基本组成
1.7.1 空间分系统
空间分系统即通信卫星，起无线电中继站作用，主体是通信装置， 包括一个或多个转发器（微波收、发信机）和天线，保障部分星体上 的遥测指令、控制系统和能源装置等
1.7.2 监控管理分系统 监控管理分系统主要负责对定点的卫星在业务开通前、
后进行通信性能的监测和控制（如对转发器功率、卫星天线 增益、各地球站发射功率、带宽等参数进行监控）
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。
1.2 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。
1.7.3 跟踪遥测指令分系统 跟踪遥测指令分系统负责对卫星进行跟踪测量，控制其
准确进入静止轨道上的指定位置；定期对卫星进行轨道修正 和位置保持
1.7.4 地球站
地球站是微波无线电收、发信台（站），用户通过他们 接入卫星线路。主要包括：天线、发射设备、功率放大器、 接收设备、信道终端设备、跟踪/伺服设备以及电源设备等 等。
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。
我国自1972年开始运行卫星通信业务，目前全球共有地球同步 静止轨道卫星约210颗。中国的卫星通信经过近三十年的发展， 从无到有，已经初具规模，但是发展速度仍比较缓慢。注册的 卫星运营公司已有中国通信广播卫星公司、中国东方通信卫星 有限责任公司、鑫诺卫星通信有限公司、亚洲卫星通信有限公 司、亚太卫星控股有限公司五家（在大陆注册三家），共拥有 10颗卫星, 342个转发器单元（C波段236个、Ku波段106个，均 已折合至每转发器36MHz带宽）。其业务已覆盖到亚洲大部分地 区和欧洲部分地区。
1.5 卫星通信的特点
卫星通信的优点 ü 覆盖区域大，通信距离远，通信成本与通信距离无关 ü 以广播方式工作，便于实现多址联接，组网方式灵活 ü 通信容量较大，能应用的业务种类多 ü 可自发自收进行监测 ü 机动灵活
卫星通信的缺点
ü 设备复杂，存在时延 ü 需要解决星蚀及空间干扰问题
1.6 卫星通信的应用范围
利用静止卫星建立全球通信示意图
1.4 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。
资源较丰富 资源较为紧张 易受地面干扰 不易受到干扰 天线口径较大 天线口径较小 不受天气影响 在地球站和天线一定时波束较窄
1.3 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， 饶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（此时卫星距地面高度为35785.6公里）。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。
卫星通信基础知识
1.1 卫星通信定义 1.2 通信卫星的轨道 1.3 同步静止轨道卫星 1.4 卫星通信的发展概况 1.5 卫星通信的特点 1.6 卫星通信的应用范围 1.7 卫星通信系统的基本组成 1.8 卫星通信使用频率 1.9 星蚀、日凌中断及传输时延
1.1 卫星通信定义
国际通信方面我国运营15座国际通信卫星地球站，开通了 约1万3千条双向电路（占国际长途电路的26%）。中国通信广播 卫星公司等具有国际点对点业务许可的单位开通了150~200条国 际双向VSAT电路。公众通信约使用50个转发器 。
我国已有中央电视台的12套节目，中央人民广播电台和国 际台的32路声音广播节目，以及31个省、自治区、直辖市的广 播电视节目均通过通信卫星向全国传送。目前我国广播电视节 目共使用了11颗通信卫星（亚太1A、亚洲2号、亚洲3S、鑫诺1 号、亚太2R、泛美3R号、泛美8号、泛美9号、泛美3R号、泛美 10号、银河3R和热鸟3号）的32个转发器。
1.8 卫星通信使用频率
1.8.1卫星通信使用频率 1、C频段（3.4-6.65GHz） 2、Ku频段(10.95-18GHz) 3、Ka频段(18-40GHz) 4、L频段(1.12-2.6GHz) 5、其他频段(UHF,S,X,Q,V)
1.8.2 C波段与Ku波段比较
C波段
Ku 波段