第章卫星地球站PPT课件
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最新第5章星载和地球站设备PPT课件
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3、低噪声放大器(LNA)
❖ 地球站接收到的卫星信号非常微弱，因此必 须在接收系统前端加入低噪声放大器(LNA)。
❖ LNA的要求： 高增益，要对微弱信号进行高倍放大； 低噪声，放大器本身引入的噪声也要足够 低，不能淹没微弱的有用信号； 宽频带、高稳定性、高可靠性等。
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❖ 卫星地球站目前所用的低噪声放大器为砷化 镓场效应管级联放大器。
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前馈式抛物面天线
卫星来波
反射焦点（馈源）
金属抛物面
反射信号波
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原理图
金属抛物面
卫星来波
太阳
反射焦点（馈源）
F 反射信号波
聚光镜 f
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❖ 前馈式天线优点： 结构简单、成本较低
❖ 缺点： 由于馈源正好位于天线抛物面焦点处，带 来诸多问题，比如辐射器对反射电波有个 遮挡作用；馈线较长，损耗较大；LNB处 于阳光直射环境，温度高等。一般大型站 不用。
使用球形反射面天线的目的就是可以通过一副天线 来进行多星接收。
安装多个馈源，并根据所接收卫星的方向适当地调整
各馈源的位置。
45
27
伺服跟踪分系统
❖ 虽然通信卫星大多为静止卫星，但由于卫星 的实际运行轨道和理想轨道总存在一定的偏 差，因此，静止卫星并非完全“静止”。
❖ 根据天线理论，天线主瓣的波束宽度反比于
程序跟踪：预测卫星轨道信息驱动天线；
手动跟踪：手工移动天线。
❖ 大中型固定地球站一般采用自动跟踪系统为 主，手动跟踪和程序跟踪为辅的方式。根据 地球站接收到的卫星所发的信标信号，检测 出误差信号，驱动跟踪系统，使天线自动地 对准卫星。
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第一章 卫星系统概述(2011版)
一颗距地球表面36000km（距地心42000km）远 的同步通信卫星，其天线波束覆盖地域（即对地面的 视区）超过地球表面的42.4％，只需要把3颗相隔 120°的同步卫星送上天，就可以实现除南北极之外 的全球通信。 卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转 发无线电波，在两个或多个地球站之间进行的通信。 它是宇宙通信形式之一。
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(2)信息加密 对于现代侦听技术来说，防窃听已不足以解决通 信保密问题，即便是地下电缆、海缆通信，也不能有 效地防止窃听。所以，通信保密的重点应是信息加 密。现代数字通信及计算机技术为信息加密提供了技 术条件。卫星通信信道稳定，不论距离远近均可直达 通信，便于传输同步数字加密信息。所以，为保密起 见，卫星通信可选用数字通信体制及数字加密技术。
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卫星通信发展的回顾
早在1945年10月，英国空军雷达军官阿瑟· 克拉克在《无 线电世界》发表了《地球外的中继站》一文。大约20年之 后，这一设想变成现实。 卫星通信的发展过程，大致经历了以下几个阶段: 1、20世纪40年代提出构想及探索 2、20世纪50年代进入试验阶段 3、20世纪60年代中期卫星通信进入实用 4、20世纪70年代初期卫星通信进入国内通信 5、20世纪80年代VSAT问世 6、20世纪90年代卫星通信进入个人通信阶段
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我国卫星通信发展状况
“东方红1号”人造卫星的发射成功，开了我国卫星通信 事 业的先河。1984年4月8日，我国成功地发射了第一颗试验同 步通信卫星。1986年2月1日，我国第一颗实用同步通信卫星 发射成功，取名为STW，又叫“东方红2号”，向全国传送15 套 广播节目。1988年3月7日、12月22日、1990年2月4日，我国 又分别成功地发射了名为“东方红2号甲”的同步通信卫星。 展望未来，到2000年，仅广播电视占用的卫星转发器就将超 过30个，电视的人口覆盖率将从现在的84%提高到90%；大型 国内地球站将增加到32个左右，国内长途卫星通信电路增加 到几万条。卫星通信将和光纤通信、微波接力通信等通信手
卫星通信 第1章
3
图1-1 卫星通信过程示意图
4
利用卫星进行通信的过程如图1-1所示，图中A、B、C 等分别表示进行通信的各地球站，例如地球站A通过定向天 线向通信卫星发射无线电信号，先被通信卫星天线接收，再 经转发器放大和变换，由卫星天线转发到地球站B，当地球 站B接收到信号后，就完成了从A站到B站的信息传递过程。
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⑤按照卫星轨道与赤道平面的夹角(即卫星倾角i)，通信 卫星可分为赤道轨道卫星(i＝0°)、倾斜轨道卫星 (0°<i<90°，顺行；90°<i<180°，逆行)和极地轨道卫星(i ＝90°)。 (2)通信地球站分系统：包括地球站和通信业务控制中 心，其中有天馈设备、发射机、接收机、信道终端、跟踪与 伺服系统等。 (3)跟踪遥测及指令分系统：其作用是对卫星进行跟踪 测量，控制卫星准确地进入静止轨道上的指定位置，并对卫
纽站和馈送站，它通过空间段从用户处收集信息或向用户分
发信息)。
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(3)控制段：由所有地面控制和管理设施组成，它既包 括用于监测和控制(跟踪遥测及指令系统)这些卫星的地球站， 又包括用于业务与星上资源管理的地球站。
括信源、发送设备、传输媒质、接收设备和信宿等部分。
2
卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电 波，在两个或多个地球站之间进行的通信。它是在微波通信 和航天技术基础上发展起来的一门新兴的无线通信技术。其 无线电波频率使用微波频段(300 MHz～300 GHz，即波段1 m～1 mm)。这种利用人造地球卫星在地球站之间进行通信 的通信系统，则称为卫星通信系统，而把用于实现通信目的 的人造卫星称为通信卫星，其作用相当于离地面很高的中继 站。因此，可以认为卫星通信是地面微波中继通信的继承和 发展，是微波接力向太空的延伸。
《背景ppt模板》地球卫星
提供重要依据。
侦察监视
卫星能够实现全球范围内的侦察和 监视，对敌方行动进行跟踪和预警。
导航支援
卫星能够为军事行动提供导航支援， 确保军事行动的准确性和高效性。
04
地球卫星面临的挑战与解 决方案
地球卫星的安全问题
总结词
地球卫星的安全问题主要涉及卫星的轨道安全、防碰撞、防干扰等方面。
详细描述
随着越来越多的卫星被发射到太空，卫星之间的轨道安全和防碰撞问题越来越突出。同时，由于各种原因（如人 为干扰、电磁干扰等）可能导致卫星信号受到干扰，影响卫星的正常运行。
地球卫星的技术问题主要涉及卫星的设 计、制造、发射、运行、维护等方面。
VS
详细描述
卫星技术是一个高度复杂和精密的技术领 域，涉及到多个学科和领域的知识。在卫 星的设计、制造、发射、运行、维护等过 程中，任何一个环节出现技术问题都可能 导致卫星失效或性能下降。同时，随着技 术的不断进步和应用需求的不断提高，对 卫星技术的要求也越来越高。
地球卫星的分类
总结词
地球卫星可以根据不同的标准进行分类，如轨道高度、用途等。
详细描述
根据轨道高度的不同，地球卫星可以分为低轨道卫星、中轨道卫星和高轨道卫 星。根据用途的不同，地球卫星可以分为通信卫星、气象卫星、导航卫星、侦 察卫星等。
地球卫星的应用
总结词
地球卫星在多个领域有着广泛的应用，如通信、气象观测、导航等。
器制导等。
地球卫星对人类社会的影响
经济影响
地球卫星的发展将带动相关产业链的 发展，创造更多的就业机会和经济价 值。
科技推动
地球卫星技术将不断推动相关领域的 技术进步和创新，促进人类社会的科 技发展。
全球合作
地球卫星的研发和应用需要全球合作， 有助于加强国际间的交流与合作。
侦察监视
卫星能够实现全球范围内的侦察和 监视，对敌方行动进行跟踪和预警。
导航支援
卫星能够为军事行动提供导航支援， 确保军事行动的准确性和高效性。
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地球卫星面临的挑战与解 决方案
地球卫星的安全问题
总结词
地球卫星的安全问题主要涉及卫星的轨道安全、防碰撞、防干扰等方面。
详细描述
随着越来越多的卫星被发射到太空，卫星之间的轨道安全和防碰撞问题越来越突出。同时，由于各种原因（如人 为干扰、电磁干扰等）可能导致卫星信号受到干扰，影响卫星的正常运行。
地球卫星的技术问题主要涉及卫星的设 计、制造、发射、运行、维护等方面。
VS
详细描述
卫星技术是一个高度复杂和精密的技术领 域，涉及到多个学科和领域的知识。在卫 星的设计、制造、发射、运行、维护等过 程中，任何一个环节出现技术问题都可能 导致卫星失效或性能下降。同时，随着技 术的不断进步和应用需求的不断提高，对 卫星技术的要求也越来越高。
地球卫星的分类
总结词
地球卫星可以根据不同的标准进行分类，如轨道高度、用途等。
详细描述
根据轨道高度的不同，地球卫星可以分为低轨道卫星、中轨道卫星和高轨道卫 星。根据用途的不同，地球卫星可以分为通信卫星、气象卫星、导航卫星、侦 察卫星等。
地球卫星的应用
总结词
地球卫星在多个领域有着广泛的应用，如通信、气象观测、导航等。
器制导等。
地球卫星对人类社会的影响
经济影响
地球卫星的发展将带动相关产业链的 发展，创造更多的就业机会和经济价 值。
科技推动
地球卫星技术将不断推动相关领域的 技术进步和创新，促进人类社会的科 技发展。
全球合作
地球卫星的研发和应用需要全球合作， 有助于加强国际间的交流与合作。
第2章 卫星通信通信卫星和地球站设备
重量（kg） >3500 >1000 500～1000 100～500 10～100 1～10 0.1～1 <0.1
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SNAP-1 Nano-Satellite
清华大学的“纳星”一号
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Picosat 皮卫星
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2.2 卫星轨道
2.2.1 卫星运动的基本规律 卫星绕地球运行，它的运动轨迹叫卫星轨道。 卫星视使用目的和发射条件不同，可能有不 同高度和不同形状的轨道，但它们有一个共 同点，就是它们的轨道位置都在通过地球垂 心的一个平面内。卫星运动所在的平面叫轨 道面。卫星轨道可以是圆形或椭圆形。但不 论轨道形状如何，卫星的运动总是服从万有 引力定律的，由此导出卫星运动的三个定律。 9
rmax rmin hA hB a R 2 2
b a 2 c 2 a 1 e 2 rmax rmin
rmax rmin c ae 2 c rmax rmin hB hA e a rmax rmin hA hB 2 R
P rmin (1 e) a(1 e2 )
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卫星天线系统示意图
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2、通信转发器 又叫通信分系统或中继器，实质上是一部宽频带的 收、发信机。其作用为接收、处理并重发信号。 对转发器的基本要求是：以最小的附加噪声和失真， 并以足够的工作频带和输出功率来为各地球站有效 而可靠地转发无线电信号。 转发器通常分为： 透明转发器：收到地面发来的信号后，除进行 低噪声放大、变频、功率放大外，不作任何加 工处理，只是单纯地完成转发任务。 处理转发器：除进行信号转发外，还具有信号 处理功能。 52
20
2.2.2 卫星轨道的分类
第5章星载和地球站设备06312 55页PPT
的组合
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19
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图4-8 对覆盖区赋形
21
卫星多波束天线的典型方框图
22
波束宽度与天线直径的关系 23
（三）星载天线
• 喇叭型天线 • 抛物面反射型天线 • 相控阵列天线
24
• 喇叭天线
形状似喇叭，如圆锥形、角锥形 辐射效率高 天线方向性强
25
抛物面反射型天线
图4-6 中心馈源和偏置馈源的抛物面反射天线
26
图4-7 中心馈源的阻挡效应 27
（四）数字处理转发器
• 具有处理和交换的功能 • 数字处理转发器分类
载波处理转发器 比特流处理转发器 全基带处理转发器
28
三种数字处理转发器比较
• 载波处理转发器
以载波为单位直接对射频信号进行处理 具有星上载波交换能力
• 比特流处理转发器
33
解调---再调制转发器
图4-9 解调—再调制转发器结构
34
星载路由器
图4-11 星载中频路由转发器
35
图4-12 提供波束形成的转发器
36
三、通信地球站设备
• 射频部分 • 中频与基带处理部分 • 地面接口与陆地链路
陆地链路的选择 地面接口
37
图 4-15 地球站主要单元设备
三种放大器的性能比较 7
• 低噪声放大器（LNA）
参量放大器 致冷砷化镓场效应放大器 常温砷化镓场效应放大器(GaAsFET)
8
图4-3 三种LNA的内部噪声性能
9
LNA前端的接法
LNA模块只包含低噪声放大器 宽带低噪声下变频模块：LNA模块除了低
噪声放大器以外，还包含宽带下变频器， 带宽约500MHz 窄带低噪声下变频模块： LNA模块除了低 噪声放大器以外，还包含窄带下变频器， 带宽约70MHz
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图4-8 对覆盖区赋形
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卫星多波束天线的典型方框图
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波束宽度与天线直径的关系 23
（三）星载天线
• 喇叭型天线 • 抛物面反射型天线 • 相控阵列天线
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• 喇叭天线
形状似喇叭，如圆锥形、角锥形 辐射效率高 天线方向性强
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抛物面反射型天线
图4-6 中心馈源和偏置馈源的抛物面反射天线
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图4-7 中心馈源的阻挡效应 27
（四）数字处理转发器
• 具有处理和交换的功能 • 数字处理转发器分类
载波处理转发器 比特流处理转发器 全基带处理转发器
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三种数字处理转发器比较
• 载波处理转发器
以载波为单位直接对射频信号进行处理 具有星上载波交换能力
• 比特流处理转发器
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解调---再调制转发器
图4-9 解调—再调制转发器结构
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星载路由器
图4-11 星载中频路由转发器
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图4-12 提供波束形成的转发器
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三、通信地球站设备
• 射频部分 • 中频与基带处理部分 • 地面接口与陆地链路
陆地链路的选择 地面接口
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图 4-15 地球站主要单元设备
三种放大器的性能比较 7
• 低噪声放大器（LNA）
参量放大器 致冷砷化镓场效应放大器 常温砷化镓场效应放大器(GaAsFET)
8
图4-3 三种LNA的内部噪声性能
9
LNA前端的接法
LNA模块只包含低噪声放大器 宽带低噪声下变频模块：LNA模块除了低
噪声放大器以外，还包含宽带下变频器， 带宽约500MHz 窄带低噪声下变频模块： LNA模块除了低 噪声放大器以外，还包含窄带下变频器， 带宽约70MHz
《地球同步卫星》课件
特点
地球同步卫星具有覆盖面广、可 实现全球覆盖、轨道高度固定、 运行周期恒定等特点。
地球同步卫星的轨道与运行
轨道
地球同步卫星的轨道高度约为35786 公里，位于赤道平面内，运行方向与 地球自转方向相同。
运行
地球同步卫星的运行速度与地球自转 速度相同，约为每小时10700公里， 因此相对于地面保持静止。
竞争
各国在地球同步卫星技术方面展开激 烈竞争，力求在航天领域取得领先地 位。
中国在地球同步卫星领域的成就
技术突破
中国在地球同步卫星技术方面取得了重要突破，成功研制和发射了一系列重要卫星。
应用拓展
中国的地球同步卫星在通信、气象、导航等领域得到了广泛应用，为国民经济和社会发展做出了贡献 。
探索未知的宇宙奥秘
《地球同步卫星》ppt课件
目录
• 地球同步卫星简介 • 地球同步卫星的发射与运行 • 地球同步卫星的优缺点 • 地球同步卫星与人类生活 • 地球同步卫星的探索与发现
01
地球同步卫星简介
地球同步 轨道上的人造卫星，其运行周期 与地球自转周期相同，相对于地 面保持静止。
地球同步卫星的应用
通信
地球同步卫星广泛应用于电视 信号传输、电话通信、互联网
接入等领域。
气象观测
地球同步卫星可以提供全球范 围内的气象观测数据，对天气 预报和气候变化研究具有重要 意义。
导航定位
地球同步卫星是全球定位系统 （GPS）的重要组成部分，可 以提供高精度的导航和定位服 务。
科学研究
地球同步卫星还可以用于地球 观测、环境监测、军事侦察等 领域，为科学研究提供重要数
广播信号覆盖
地球同步卫星可以扩大广播信号的覆盖范围，使得更多的地区能够接收到广播 信号，提高广播服务的普及率。
地球同步卫星具有覆盖面广、可 实现全球覆盖、轨道高度固定、 运行周期恒定等特点。
地球同步卫星的轨道与运行
轨道
地球同步卫星的轨道高度约为35786 公里，位于赤道平面内，运行方向与 地球自转方向相同。
运行
地球同步卫星的运行速度与地球自转 速度相同，约为每小时10700公里， 因此相对于地面保持静止。
竞争
各国在地球同步卫星技术方面展开激 烈竞争，力求在航天领域取得领先地 位。
中国在地球同步卫星领域的成就
技术突破
中国在地球同步卫星技术方面取得了重要突破，成功研制和发射了一系列重要卫星。
应用拓展
中国的地球同步卫星在通信、气象、导航等领域得到了广泛应用，为国民经济和社会发展做出了贡献 。
探索未知的宇宙奥秘
《地球同步卫星》ppt课件
目录
• 地球同步卫星简介 • 地球同步卫星的发射与运行 • 地球同步卫星的优缺点 • 地球同步卫星与人类生活 • 地球同步卫星的探索与发现
01
地球同步卫星简介
地球同步 轨道上的人造卫星，其运行周期 与地球自转周期相同，相对于地 面保持静止。
地球同步卫星的应用
通信
地球同步卫星广泛应用于电视 信号传输、电话通信、互联网
接入等领域。
气象观测
地球同步卫星可以提供全球范 围内的气象观测数据，对天气 预报和气候变化研究具有重要 意义。
导航定位
地球同步卫星是全球定位系统 （GPS）的重要组成部分，可 以提供高精度的导航和定位服 务。
科学研究
地球同步卫星还可以用于地球 观测、环境监测、军事侦察等 领域，为科学研究提供重要数
广播信号覆盖
地球同步卫星可以扩大广播信号的覆盖范围，使得更多的地区能够接收到广播 信号，提高广播服务的普及率。
Z第一节地球在宇宙中的位置(17张ppt)
太阳和千千万万颗恒星组成庞大的恒星集团——银河系。在银河 系中，像太阳这样的恒星有1 000亿颗以上。银河系直径为10万 光年。太阳系与银河系中心的距离大约为3万光年。
在银河系以外，还有上千亿个同银河系相类似的天体系统， 天文学家称它们为河外星系。银河系和河外星系，统称为 总星系。它是目前人类所知道的最高一级天体系统，也是 目前我们能够观测到的宇宙部分。
流星体——流星现象——陨星（陨石、陨铁）
A
B
C
拖 着 长 尾 的 彗 星
哈雷慧星
慧星是在扁长轨道上绕太阳运行的一种质量较小 的天体，呈云雾状的独特外貌。
星云
星云是由气体和尘埃组成 的云雾状外表的天体。它的 主要组成物质是氢。
宇宙中有哪些天体？有何特点？
• 恒星—看起来星光闪烁，本身明亮发光 • 星云—轮廓模糊 云雾状外貌 气体和尘埃 主要成 分氢 • 行星—明显移动 绕恒星转动 近似球形 本身不发光 靠反射恒星的光发亮 • 卫星—绕行星转动 本身不发光 月球是地球的唯一天 然卫星 • 流星体—尘粒和固体小块 • 彗星—拖着明亮长尾 冰物质 绕太阳转动轨道扁长 • 星际物质—气体和尘埃 自然天体 • 人造卫星、飞船、太空站等 人造天体
行星
行星是在椭圆形轨 道上恒星运行的、近 似球形的天体。它的 质量比恒星小，本身 不发射可见光，以表 面放射太阳光而发亮。
卫星：环绕行星运转的天体。
• 地球及其卫星（月亮）
• 土星及其卫星
一 闪 即 逝 的 流 星
思考： 怎样区别流星体、流星群、 流星现象、流星雨与陨星？
流星现象
陨星
狮子座流星雨
总结回顾
第一节 宇宙中的地球
一、地球在宇宙中的位置
宇宙、天体、天体系统
在银河系以外，还有上千亿个同银河系相类似的天体系统， 天文学家称它们为河外星系。银河系和河外星系，统称为 总星系。它是目前人类所知道的最高一级天体系统，也是 目前我们能够观测到的宇宙部分。
流星体——流星现象——陨星（陨石、陨铁）
A
B
C
拖 着 长 尾 的 彗 星
哈雷慧星
慧星是在扁长轨道上绕太阳运行的一种质量较小 的天体，呈云雾状的独特外貌。
星云
星云是由气体和尘埃组成 的云雾状外表的天体。它的 主要组成物质是氢。
宇宙中有哪些天体？有何特点？
• 恒星—看起来星光闪烁，本身明亮发光 • 星云—轮廓模糊 云雾状外貌 气体和尘埃 主要成 分氢 • 行星—明显移动 绕恒星转动 近似球形 本身不发光 靠反射恒星的光发亮 • 卫星—绕行星转动 本身不发光 月球是地球的唯一天 然卫星 • 流星体—尘粒和固体小块 • 彗星—拖着明亮长尾 冰物质 绕太阳转动轨道扁长 • 星际物质—气体和尘埃 自然天体 • 人造卫星、飞船、太空站等 人造天体
行星
行星是在椭圆形轨 道上恒星运行的、近 似球形的天体。它的 质量比恒星小，本身 不发射可见光，以表 面放射太阳光而发亮。
卫星：环绕行星运转的天体。
• 地球及其卫星（月亮）
• 土星及其卫星
一 闪 即 逝 的 流 星
思考： 怎样区别流星体、流星群、 流星现象、流星雨与陨星？
流星现象
陨星
狮子座流星雨
总结回顾
第一节 宇宙中的地球
一、地球在宇宙中的位置
宇宙、天体、天体系统
地球同步卫星-课件-PPT
D．a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周 期，c是地球表面处的重力加速度
A.质量可以不同 B.轨道半径可以不同 C.轨道平面可以不同 D.速率可以不同
答案：A
（08年山东卷）据报道，我国数据中继卫星“天链一 号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射 升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东 经77 赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链 一号01星”，下列说法正确的是： A.运行速度大于7.9 km/s B.离地面高度一定，相对地面静止 C.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大 D.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小 相等
地球同步卫星
一、地球同步卫星
这种卫星绕地球运动的角速度与地球自转的角 速度相同，相对于地面静止，所以从地面上看， 它总在某地的正上方，因此叫地球同步卫星。
疑问：延安的上 空有没有地球同 步卫星？
人造地球卫星
所有卫星的轨道圆心都在地心上
按轨道分类:极地卫星;赤道卫星;其他卫星
问题： 同步卫 星的可 能轨 道?
答案：BC
地球同步卫星到地心的距离r可由：
r3
a 2b2c
4 2
求出，已知式中a的单位是m，
b的单位是s，c的单位是m/s 2则 （ AD）
A．a是地球半径，b是地球自转的周期，c是地 球表面处的重力加速度
B．a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周 期，c是同步卫星的加速度
C．a是赤道周长，b是地球自转的周期，c是同 步卫星的加速度
F
地心 o
地球同步卫星 的实际轨道
地 轴
的上际地
圆离轨球
轨地道同 道面为步
地心o
F
高赤卫
六年级下册科学课件-4.15 人造地球卫星丨冀教版 (共18张PPT)
人造地球卫星
合作学习
1、
年 月 日,
制
造发射了第一颗人造地球卫星.它标志着
________.
2、 __年__月__日我国发射了第一颗人造地球卫 星.截止到1998年底，我国有__颗卫星上天.
3、人造地球卫星具科学实验、
侦查、
、
、和
的用途.
、导航、 等重要
4、人造地球卫星可以如何分类？
图片及其简介
辅助材料：
宽胶条、橡皮泥
1、实验时手一定要举过头顶，一面 碰到自己。还要远离同学们，以免 伤到别人。 2、对比试验，每次只改变一个条件。 3、实验完毕后，整理好实验器材， 认真讨论思考，总结结论。
1、当乒乓球做圆周运动的时候。握 线的手什么感觉？如果没有绳子， 乒乓球还会绕自己做圆周运动吗 ？ 2、改变乒乓球的重量，感觉有什么 不同？ 3、改变乒乓球的速度，感觉有什么 不同？
风云二号气象卫星云图
风云二号 气象卫星
美国实用型导航卫星
美Hale Waihona Puke 截击卫星欧洲红外天文卫星东方红三号通信卫星
侦察卫星
日本地球资源卫星
合作学习
1、 1957 年 10 月 4 日,前苏联 制造发射了第 一颗人造地球卫星.它标志着人类进入了太空时 代.
2、 1970年4月24日我国发射了第一颗人造地球卫 星.截止到1998年底，我国有35颗卫星上天.
实验结论：
1、人造卫星绕地球飞行而不落下来， 是（由于地球引力与离心力共同作用 ）
2、转动速度（ 越快 ），乒乓球受力 （ 越大 ）；乒乓球质量（ 越大 )，乒乓 球受力( 越大)。
3、人造地球卫星具科学实验、通信、导航、侦查、 气象预报、资源勘测和天文观测等重要的用途.
合作学习
1、
年 月 日,
制
造发射了第一颗人造地球卫星.它标志着
________.
2、 __年__月__日我国发射了第一颗人造地球卫 星.截止到1998年底，我国有__颗卫星上天.
3、人造地球卫星具科学实验、
侦查、
、
、和
的用途.
、导航、 等重要
4、人造地球卫星可以如何分类？
图片及其简介
辅助材料：
宽胶条、橡皮泥
1、实验时手一定要举过头顶，一面 碰到自己。还要远离同学们，以免 伤到别人。 2、对比试验，每次只改变一个条件。 3、实验完毕后，整理好实验器材， 认真讨论思考，总结结论。
1、当乒乓球做圆周运动的时候。握 线的手什么感觉？如果没有绳子， 乒乓球还会绕自己做圆周运动吗 ？ 2、改变乒乓球的重量，感觉有什么 不同？ 3、改变乒乓球的速度，感觉有什么 不同？
风云二号气象卫星云图
风云二号 气象卫星
美国实用型导航卫星
美Hale Waihona Puke 截击卫星欧洲红外天文卫星东方红三号通信卫星
侦察卫星
日本地球资源卫星
合作学习
1、 1957 年 10 月 4 日,前苏联 制造发射了第 一颗人造地球卫星.它标志着人类进入了太空时 代.
2、 1970年4月24日我国发射了第一颗人造地球卫 星.截止到1998年底，我国有35颗卫星上天.
实验结论：
1、人造卫星绕地球飞行而不落下来， 是（由于地球引力与离心力共同作用 ）
2、转动速度（ 越快 ），乒乓球受力 （ 越大 ）；乒乓球质量（ 越大 )，乒乓 球受力( 越大)。
3、人造地球卫星具科学实验、通信、导航、侦查、 气象预报、资源勘测和天文观测等重要的用途.
地球在宇宙中的位置2(PPT)3-2
划分东西半球的经线——东经200西经1600
的索林斯通过陨星碰撞或冰火山与液态水临时性反应，在水冻结之前生成潜在的生命起源前有机分子？没有科学家可以准确地进行解释。美国亚利桑那州大 学行星科学系研究生凯瑟琳·尼什在实验室里进行了为期多天的研究，她在近冰冻温度条件下通过水解形成类似索林斯的物质。她将这项研究报告发表在《天 体生物学》杂志上。暴露在土卫六上的液态水被认为持续存在数百至数千年，像这样的固态冰融化成液态水的反应经常发生。很可能类似这样的反应同样发 生于早期地球。在实验室里，尼什在低温放电状态下将%甲烷和9%氮混合形成类似索林斯的一种有机混合物质，她将这种索林斯样本融解在水中，然后放置 在摄氏度水环境中避免出现冷冻，进而测量其水解混合的比率。结果显示，%索林斯形成了有机混合物，它与水中的氧发生反应，形成了复杂的有机分子。 当尼什的；https:// 新视觉 ； 研究报告发表在科学期刊上时，她的理论也遭到了批判。瑞塞勒理工学院研究员教授詹姆士·费里斯从事土卫 六大气层化学性质研究许多年，他指出尼什的研究存在着“缺陷”，其原因是她使用放电方法形成索林斯，然而土卫六大气层很可能是通过紫外光线和带电 辐射粒子形成索林斯的。费里斯使用紫外光线混合了类似土卫六大气层中的气体进行了一项实验，他说，“放电所形成的物质结构与紫外线光分解不一样， 因此其水解时间也完全不相同。许多光化学进程形成的碳氢化合物并不与水发生反应。”尼什对此作出反应，她指出，电子或等离子的释放意味着模拟带电 粒子的交互作用。她赞同费里斯所说的紫外光线辐射形成索林斯更像土卫六大气层中的薄雾。但是她认为这样形成的化合物多数不与水发生反应。她承认自 己的研究工作并不是理想的呈现土卫六大气层的化学特性，她说，“形成在低压状态下的索林斯要比高压状态下更像土卫六薄雾，你可以在低压状态使用紫 外光线制造索林斯，但不能在低压状态下使用等离子释放制造索林斯。我们实验所需的大量索林斯必须通过放电技术来制造，通过紫外光线光分解只能生成 一小部分。”尼什的这项研究并不能完整地表现出土卫六行星的化学性质，该研究表明类似的化学反应在液态水环境中可生成显著数量的有机混合物。在土 卫六表面，生命起源前分子可能存在于碰撞陨坑和冰火山的融化水中，类似这样的进程很可能发生于地球早期生命孕育阶段，那时的早期地球大气层还未出 现显著数量的氧气。生命存在编辑土星的大卫星土卫六拥有太阳系中神奇的表面环境，充满液态甲烷和碳氢化合物的世界可能存在有趣的生命。美国康奈尔 大学天体生物学家和化学家认为土卫六在
的索林斯通过陨星碰撞或冰火山与液态水临时性反应，在水冻结之前生成潜在的生命起源前有机分子？没有科学家可以准确地进行解释。美国亚利桑那州大 学行星科学系研究生凯瑟琳·尼什在实验室里进行了为期多天的研究，她在近冰冻温度条件下通过水解形成类似索林斯的物质。她将这项研究报告发表在《天 体生物学》杂志上。暴露在土卫六上的液态水被认为持续存在数百至数千年，像这样的固态冰融化成液态水的反应经常发生。很可能类似这样的反应同样发 生于早期地球。在实验室里，尼什在低温放电状态下将%甲烷和9%氮混合形成类似索林斯的一种有机混合物质，她将这种索林斯样本融解在水中，然后放置 在摄氏度水环境中避免出现冷冻，进而测量其水解混合的比率。结果显示，%索林斯形成了有机混合物，它与水中的氧发生反应，形成了复杂的有机分子。 当尼什的；https:// 新视觉 ； 研究报告发表在科学期刊上时，她的理论也遭到了批判。瑞塞勒理工学院研究员教授詹姆士·费里斯从事土卫 六大气层化学性质研究许多年，他指出尼什的研究存在着“缺陷”，其原因是她使用放电方法形成索林斯，然而土卫六大气层很可能是通过紫外光线和带电 辐射粒子形成索林斯的。费里斯使用紫外光线混合了类似土卫六大气层中的气体进行了一项实验，他说，“放电所形成的物质结构与紫外线光分解不一样， 因此其水解时间也完全不相同。许多光化学进程形成的碳氢化合物并不与水发生反应。”尼什对此作出反应，她指出，电子或等离子的释放意味着模拟带电 粒子的交互作用。她赞同费里斯所说的紫外光线辐射形成索林斯更像土卫六大气层中的薄雾。但是她认为这样形成的化合物多数不与水发生反应。她承认自 己的研究工作并不是理想的呈现土卫六大气层的化学特性，她说，“形成在低压状态下的索林斯要比高压状态下更像土卫六薄雾，你可以在低压状态使用紫 外光线制造索林斯，但不能在低压状态下使用等离子释放制造索林斯。我们实验所需的大量索林斯必须通过放电技术来制造，通过紫外光线光分解只能生成 一小部分。”尼什的这项研究并不能完整地表现出土卫六行星的化学性质，该研究表明类似的化学反应在液态水环境中可生成显著数量的有机混合物。在土 卫六表面，生命起源前分子可能存在于碰撞陨坑和冰火山的融化水中，类似这样的进程很可能发生于地球早期生命孕育阶段，那时的早期地球大气层还未出 现显著数量的氧气。生命存在编辑土星的大卫星土卫六拥有太阳系中神奇的表面环境，充满液态甲烷和碳氢化合物的世界可能存在有趣的生命。美国康奈尔 大学天体生物学家和化学家认为土卫六在
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越强。因此，根据提供业务和G / T值的
不同，可以按此对地球站进行分类。
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3.1.1 设计考虑
一个地球站的设计主要因素有：
➢ 服务类型：FSS、BSS、MSS
➢ 通信业务类型：电话、数据、电视等
➢ 终端站对基带信号质量的要求
➢ 业务要求
➢ 价格和可靠性
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N=G*Ns+Nn=G*KTsB+Nn=GKB(Ts+Nn/GKB)
=GKB(Ts+Te)
Te=Nn/GKB等效输入噪声温度
此时，对一个有内部噪声的放大器，其输入端总的等效噪声温度为 Te+Ts=T
(2)噪声系数
系统输出噪声功率
定义1 假定输入端的噪声温度为T0，则F=无内部噪声时的输出噪声功率
>1
到天线馈源口的损耗为1dB，则地球站的EIRP值为：
连接线导致损耗的存在
EIRP = 33 + 66.82 – 1 = 98.82 dBW
注：dBW、dBm—绝对的功率值
利用dB计算时，除法变为加法
dBi（相对全向天线）、dBd（相对偶极子天线）—增益相对值（两者相差2.15
dBc—功率相对值
dB—相对值
N1经过M2放大 M2内部噪声
=G1G2KB(Ts+Te1+Te2/G1)
整个系统：N=G1G2KB(Ts+Te1+Te2/G1)
G=G1*G2
Te=Te1+Te2/G1
图3-4 用于等效噪声温度分析的级联二端口系统
F==F11+2+02TT0eo/2/18=1+Te1+ToTe2/G1
=TTeo11+ TeG2/1To+
卫星通信
第3章 卫星地球站
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Note:
卫星地球站
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3.1引言
描述地球站性能的一个最基本参量，是
接收天线增益对噪声温度比 (G/T) （单
位dB/K）值，又称为地球站的 G /
T值越高就意味着这个地球站的接收能力
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设计过程可以用两个主要步骤来区分
第一步是基于整个系统的要求，由此形 成地球站的基本参量如G/T值、发射功率、 多址联接方案等。
然后，地球站设计师和工程师以最佳的 性能价格比，使设备配置设法达到上述 性能指标。
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理解设计应用中的某些折衷
G / T C / N 0 EIRPS (L p Lm ) k
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接收系统噪声分析和品质因素G / T值计算
通常用天线增益对噪声温度比G / T，表 示地球站天线和低噪声放大器的性能，它 与接收机的灵敏度密切相关。参量G是表 示低噪声放大器输入端的接收天线增益， 参量T是接收机内部噪声温度。
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1、通信系统中的噪声
G/T：要求的品质因数 C/No：载波功率/噪声功率谱密度 EIRP：有效全向辐射功率（s：卫星）——卫星上发射功率和天线增益有关 Lp：传播损耗，正比于路径的平方 Lm：设计余量，对抗其余衰减 K：玻尔兹曼常数
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3.1.2 国际规定和技术限制
1. 国际规定
比如频带、功率等限制，不能对地面无线通信造成干扰
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F2-1
G1
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n个系统噪声温度：
Te Te1 Te2 / G1 Te3 / G1G2 Te n / G1G2 Gn1
n个系统级联时的噪声系数
F F1 (F2 1) / G1 (F3 1) / G1G2
(F n 1) / G1G2 Gn1
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图3-1 地球站设可备编的辑一般原理性框图
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3.2 地球站射频基本性能
有效全向辐射功率 (EIRP)的定义和计算
如果用PT表示天线馈源口的G输T—入天线功最率大增，益方G向T上是的增发益（射主瓣天）
线增益，则地球站的有效全向辐射功率就是：
EIRP =PTGT 单位：dBW、dBm
Ts：噪声源等效噪声温度
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2、 放大器的噪声温度和噪声系数
系统噪声温度： 输入噪声源
T TS Te
噪声系数 :
系统内部等效 噪声
F Gk T0 B N n 1 Te
Gk T0 B
T0
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PS：推导过程：
Ns
G、Nn
N
(1)噪声温度
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无源器件（双工器、馈线）——通常用功率的损耗L表示其特性 G=1/L。
经此类器件后，载波噪声比发生L倍衰减（载波功率衰减L倍，而噪声功率谱密
4、 度和带宽均无变化）。 无源器件的噪声温度
Co
G
Ci/L
Ci
Te
L* No = Ni
通信系统中有关噪声的论述是基于白噪 声的噪声形式，它的功率谱密度在很大 的频率范围内是平滑的。
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在电子通信系统中，由噪声源送到匹配
负载的白噪声功率谱密度通常用W / Hz
表示，为:
（双边功率谱密度） N0 / 2 kTS / 2 噪声源输出的噪声功率为 N N0 B
2. 技术限制
比如平台载荷能力、最大发射功率、天线尺寸等
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3.1.3 地球站技术近期发展趋向
关键技术：
回波控制技术； 语音编码和视频压缩技术； 天线技术：控制副瓣电平； 设备小型化：超大规模集成电路（VLSI）技术
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3.1.4 地球站设备一般组成
定义2 Ts=T0时F=，输PP入oi//N信Ni噪比与=输1+TT出eo 信噪比的比值
所以，Te=（F-1o）To
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放大器级联噪声温度
在M1输出端噪声功率：N1=G1KB(Ts+Te1)
在M2输出端噪声功率：N=N12+N2=G2G1KB(Ts+Te1)+G2KBTe2
之所以称为有效全向辐射功率，是相对于定向天线而言的。
PS：1W的PT提供给定向天线得到的效果相当于采用全向天线时，馈源口采用 ETRP（W）的效果。
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有效全向辐射功率 (EIRP)的定义和计算
例：2kW的高功放和一个20m的卡塞格伦天线，在
天线增益与f有关的
14.25GHz时，它的发射天线增益为66.82dB。高功放