卫星通信地球站设备1概述

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卫星通信系统概述课件

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在民用领域,卫星电视广播和移动通信是最常见的应用 ,为人们提供高质量的电视节目和便捷的通信服务。
02
卫星通信系统的工作原 理
卫星通信系统的信号传输原理
无线电信号传输
卫星通信系统利用无线电波进 行信号传输,将信息编码为无 线电信号,并通过天线发送到
空间中。
信号反射和折射
卫星通信系统利用地球表面或高度 大气的反射和折射实现信号传输, 使得远离地球的区域也能够接收到 信号。
非静止轨道卫星通信系统
总结词
具有灵活性和机动性,适用于应急通信和军事通信等特殊应用场景。
详细描述
非静止轨道卫星通信系统是指卫星在地球的非静止轨道上运行,与地球保持相对运动,从而实现与地球表面进行 通信的卫星通信系统。这种系统的优点是灵活性好,可以随时调整卫星的位置和姿态,适用于应急通信和军事通 信等特殊应用场景。但是,由于卫星轨道资源的限制,建设成本较高。
信号传输频段
卫星通信系统工作在特定的频段, 包括微波、毫米波和激光等,这些 频段具有较宽的带宽和较高的传输 速率。
卫星通信系统的调制解调原理
01
02
03
调制技术
卫星通信系统采用数字调 制技术,将信息编码为数 字信号,并通过调制技术 将其加载到载波上。
解调技术
接收端对接收到的信号进 行解调,提取出原始信息 ,并将其解码为原始信号 。
卫星通信系统概述课 件
目录
• 卫星通信系统简介 • 卫星通信系统的工作原理 • 卫星通信系统的种类与特点 • 卫星通信系统的优势与局限 • 卫星通信系统的发展现状与趋势 • 卫星通信系统的实际应用案例
01
卫星通信系统简介
卫星通信系统的定义
卫星通信系统是一种利用人造卫星作为中继站,在地球上( 包括地面和空中)的通信站之间进行信息传输的无线电通信 系统。

卫星通信系统概述

卫星通信系统概述

卫星通信系统概述
卫星通信系统是指利用卫星进行通信的一种系统。

卫星通信系统利用
地球上的通信站与卫星进行通信,再通过卫星之间的通信连接实现全球范
围内的通信。

它具有广泛的覆盖范围、高可靠性和持续连接的特点,是现
代通信领域的重要组成部分。

卫星通信系统由地面控制站、卫星及通信设备组成。

地面控制站负责
管理整个系统,并通过射频系统与卫星进行通信。

卫星作为通信中继器,
负责接收、放大和转发信号。

通信设备包括地球站、航天器和卫星地面站,用于连接用户和卫星。

1.广域覆盖能力:卫星通信系统通过卫星之间的通信连接,可以实现
全球范围内的通信覆盖,即使在边远地区也能进行通信。

2.高可靠性:由于卫星通信系统具有多点接入的特点,即使一些通信
节点故障,通信仍然可以通过其他节点进行。

3.持续连接:卫星通信系统可以提供持续的通信连接,不受地理位置
和时间的限制,方便用户进行长时间的通信。

4.大容量传输:卫星通信系统具有较大的带宽和传输速率,可以同时
传输多个通道和大量的数据。

5.灵活性:卫星通信系统可以根据需求进行调整和扩展,适用于不同
规模和需求的通信应用。

然而,卫星通信系统也存在一些挑战和限制:
1.高成本:卫星通信系统的建设和运营成本较高,包括卫星的制造和
发射、地面控制站的建设和维护等。

2.延迟问题:由于信号需要经过地面站、卫星和地面站的传输,卫星通信系统存在一定的信号传输延迟,不适用于实时性要求较高的应用。

3.天气影响:卫星通信系统受天气条件的影响较大,特别是在恶劣天气下,如暴风雨或大雪,信号传输可能会受到干扰或中断。

卫星通信系统概述-文档资料

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• 解决边远地区通信服务、企业专网、洲际通信、 国防通信,与地面通信网结合解决广域无缝覆盖。
15
1.4 卫星通信的特点
卫星移动通信和地面移动通信的关系: 卫星移动通信系统能扩大地面移动通信的地理
和业务覆盖范围,除提供常规的移动通信业务 外,还可向空中、海面和复杂地理结构的地面 区域的各类移动用户提供服务。 从应用来讲,地面移动通信网主要集中在高业 务量的应用环境,而卫星移动通信系统最适合 于低业务量地区、航海、航空及地面网欠发达 地区的应用环境,并且在地面网络过载或发生 故障时作为其迂回网络。
换言之,卫星通信是在地球站上,包
括地面、水面和大气层中的无线电通信站 之间,利用人造卫星作为中继站进行的通 信。
卫星通信是个人通信网的组成部分,
是地面通信网的补充。
2
1.1 卫星轨道
假设地球是质量均匀分布的圆球体,忽略 太阳、月球和其它行星的引力作用,卫星运动 服从开普勒(Kepler)三大定律。
(8)现有卫星通信系统为适应新技术发展和系统对容量的 更大要求形成了新的演变方案,如Iridium系统将其运行 的卫星数目从66颗增加至96颗。
(9)天地网络不断融合。卫星通信与有线电视、宽带互联 网、移动互联网等融合。
(10)新技术广泛应用。如星上交换与处理、多波速天线等。
24
附录:通信卫星的分类
300~3000吉赫(GHz)
10
1.3 卫星通信的工根作据IE频EE段521-2002标准,L
<<<<1223>>>>频段综LSCX工。合作具上频 频 频 频:体述段段段段地要::::说求1468,,.///6247目应/1GGG前将.HHH5zzz大卫雷Z也波电导频卫采K句K通3是时和为的电是段范即展7率频比EGi0aa多星.g达使段波航带星用话常HI7用又高1无视M指。围英的代波R受段较KBz5m数的主等用是波系,地,说用KPH作是频线领aeC据频而则语”表段甚特国。大XG~波较e波卫z工要波。这指段统在面且,于电航(电域1波I~H、率在为中着也高高际,KE用用用。段d大段星作3应段个频。等卫站一z该卫u台空波。HE段现无在某7的被Km频频有多0,于于于的,波(通频EF~用,0范率可。星应直的波星1及和,特通,在线8些“称((关采1)上MMMM8V频加段5信段~:是1围在被电用被正段通电航常高常频~广路场e作2HUH法用SSS1不.行率上卫2系选x1中频SSS1的用2视中广上直信FHz视海用频的率泛由合37律赋t-同频,,,~的G)范K星e2F统G在0G继率是频于广,泛方接。2台 的于 主下为使n、中0H)保 形/u的率GGG频HH围2单是微0d、4GD指率播该使(高波z广沟移要行3EEE0用无,zK是z护波2是~为e段。为AH转0选的波OOO)卫标频。和频用于段8d-G播通动用频,的线X0指,束aBz,7卫卫卫。XG”2发K择无频~H星的b波准带各段。K接.,频通于、率,7波蓝鼠9波H覆13电u星星星o多z器波~线在段~通无2段,0类首收波波z同道信短卫为表v段牙标长4盖离8~0测测测数的e功段电以或信0线的X小先.天段10段。和途星7示中、)等4范,G控控控一,波8M.率。波下特、频2型被线,的G广通“G的H围卫H。。。5段换段一波频高H率Hz效频~播信扩zX星。zz般,,

现代通信技术3(卫星通信)课件ppt

现代通信技术3(卫星通信)课件ppt

卫星轨道类型及特点
地球同步轨道(GEO)
低地球轨道(LEO)
卫星运行周期与地球自转周期相同, 相对地面位置固定,适合大范围覆盖 和连续通信。
卫星运行轨道离地面较近,通信时延 小,但覆盖区域有限,需要多个卫星 组成星座才能实现全球覆盖。
中地球轨道(MEO)
卫星运行周期较地球自转周期长,但 较低轨道高,可实现全球覆盖和较好 的通信性能。
包括卫星轨道、频段、调制方式等基本概 念和原理。
详细介绍了卫星、地球站、控制系统等组 成部分及其功能。
卫星通信链路分析
卫星通信网络与协议
对上行链路、下行链路以及整个通信链路 的性能进行了深入的分析。
讲解了卫星通信网络的拓扑结构、协议体系 以及关键技术。
新型卫星通信技术发展趋势预测
高通量卫星通信技术
解密算法原理
加密算法实现
解密算法实现
解释与加密算法相对应 的解密算法原理。
详细阐述加密算法的实 现过程,包括密钥生成、
加密解密流程等。
详细阐述解密算法的实 现过程,包括密钥管理、
解密流程等。
可靠性保障策略制定和实施过程
制定可靠性保障策略
根据卫星通信网络的特点和需求,制定相应 的可靠性保障策略。
实施可靠性保障措施
行业应用前景拓展思考
海上通信领域
卫星通信技术可实现海上船舶与陆地之间 的实时通信,提高海上运输的安全性和效
率。
A 航空航天领域
卫星通信技术在航空航天领域具有 广泛的应用前景,如飞机导航、无
人机遥控等。
B
C
D
偏远地区通信覆盖
卫星通信技术可解决偏远地区的通信覆盖 问题,为当地居民提供基本的通信服务。
应急通信领域

卫星通信简介ppt课件

卫星通信简介ppt课件

卫星通信的特点
5、可以与接收无线电信号
通信分系统:接收、处理并重发信号。(转发器)
电源分系统:为卫星提供电能,包括太阳能电池、 蓄电池和配电设备。
跟踪遥测指令分系统:
跟踪部分用来为地球站跟踪卫星发送信标
遥测部分用来在星上测定并给地面的TTC站发 送的有关卫星姿态、星上各部件工作状态的数据
➢ 组网灵活,建设周期短(经济活跃时,优势明显) ➢ 非对称信道 ➢ 网状指挥、控制(司令部与单兵) ➢ 面向用户(更好地交互)
卫星通信的缺点
➢ 同步轨道卫星: 通信时延大 通信端站体积大 设备价格高 操作复杂
➢ 中、低轨道卫星: 系统复杂,使用费用高
➢ 政策、通信安全方面 ➢ 易受恶意干扰和攻击
1#站
信信 号号 设识 计别
2#站
信信 号号 设识 计别
3#站
一个无线电信号可以用若干个参量(指广义的参量,
下同)来表征,最基本的是:信号的射频频率,信号 出现的时间以及信号所处的空间
目前卫星通信系统主要多址
按 射
预分配
按需分配
随机接入
频 多
CDMA
CDMA
CDMA 码分多址

联 接
SDMA
SDMA
信息调制波频谱 扩频调制后频谱
fc-Rc
fc-Rd fc fc+Rd
频率 fc+Rc
扩频原理示意图
fc为中心频率 Rc为码速率 Rd为数据速率
码分多址方式(CDMA)
CDMA方式的优点是:具有较强的抗干扰能力;有 一定的保密能力;改变地十比较灵活。
缺点是:要占用很宽的频带,频带利用率一般较低; 要选择数量足够的可用地址码组较为困难;接收时,对 地址码的捕获与同步需有一定时间。CDMA方式特别适 用于军事卫星通信系统及小容量的系统。

卫星通信设备讲解

卫星通信设备讲解

家庭卫星通信: 通过卫星通信设 备,家庭用户可 以与全球范围内 的亲友进行语音、 视频通话,享受 稳定的通信服务。
海上运输与渔业: 卫星通信设备在 海上运输和渔业 中发挥着重要作 用,保障海上作 业的安全和效率。
航空领域:卫星 通信设备广泛应 用于航空领域, 为飞行员和空管 人员提供稳定的 通信服务,确保 飞行安全。
03
卫星通信设备组成
卫星通信地面设备
地面站:用于接收和发送卫星信 号的设施,包括天线、接收机、 发射机等
地面网络控制中心:用于控制和 管理地面站和地面中继站的设施, 包括信令处理、路由控制等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
地面中继站:用于将卫星信号转 发到其他地面站或卫星的设施
地面终端设备:用于提供与用户 设备的接口,包括调制解调器、 编解码器等
等优点
04
卫星通信设备分类
按用途分类
固定卫星通信设备 移动卫星通信设备 广播卫星通信设备 军用卫星通信设备
按工作频段分类
L频段卫星通信设备
C频段卫星通信设备
S频段卫星通信设备 X频段卫星通信设备
按调制方式分类
调频式卫星通信设备 调相式卫星通信设备 调幅式卫星通信设备 调幅调相混合式卫星通信设备
解调方式:将频带 信号解调为基带信 号的过程,常用的 解调方式有相干解 调、非相干解调等
误码率与频谱利用率
误码率:衡量数据传输可靠性的关键指标,表示在传输过程中出现错误的比特数占总比特数的 比例。
频谱利用率:衡量卫星通信设备频谱资源利用效率的指标,表示单位频谱内传输的比特数。
误码率与频谱利用率的平衡:在卫星通信设备性能指标中,误码率与频谱利用率存在一定的矛 盾关系,需要在两者之间进行权衡和折衷。

第2章 卫星通信通信卫星和地球站设备

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
6
SNAP-1 Nano-Satellite
清华大学的“纳星”一号
7
Picosat 皮卫星
8
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 )
48
49
50
卫星天线系统示意图
51
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

卫星通信基础知识

卫星通信基础知识
调制分为:模拟调制和数字调制。目前所采用的调制方式一般为 数字调制方式。基本类型分为幅度调制、相位调制和频率调 制3种。
新疆长途传输局
卫星通信的主要技术简介
调幅:即幅度调制。这种调制方式使载波(被调制的波)的幅度随 着信息信号幅度的变化而变化,从而达到传送信息的目的。
调频:即频率调制。它使载波(被调制的波)的频率随着信息信号 频率的变化而变化。
为π/2的一种调制方式。 MSK调制方式:最小相移键控方式。
新疆长途传输局
卫星通信的主要技术简介
差错控制及扰码 差错控制技术:自动要求重发(ARQ)、前向纠错(FEC)。 前向纠错技术分为两类: 分组码:BCH码 卷积码:分为代数译码和概率译码 概率译码:维特比译码和序列译码 维特比译码:计算速度快,设备简单
优点:建立通信线路较为方便。 缺点:存在交调干扰。(交叉调制干扰) 交调干扰:放大器件在同时放大多个不同频率的载波信号时,由
于输入、输出的非线性和调幅/调相转换的非线性,都会在 输出信号中产生多种组合频率成分,当这些组合频率与信号 频率重合或部分重合时,就会产生干扰噪声,即交调干扰。
新疆长途传输局
卫星通信的主要技术简介
新疆长途传输局
卫星通信的频率再用
波束分割频率再用。利用卫星上不同波束方向的天线,实 现频率再用,比如采用所谓半球波束,分别服务于东、西 两个覆盖区,或采用所谓区域波束,分别服务于不同区域。
极化分割频率再用。利用两个相互正交的极化波在同一频 率、同一时间传送两组独立的信号,相互之间没有干扰。 不同覆盖区域内的两个正交极化波的利用,可实现双重频 率再用。
码分多路复用(CDM):利用各路信号码型结构的正交性而实 现的多路复用。
空分多路复用(SDM):在传输空间上实现多路复用。

卫星通信系统、地球站设备制造及建设方案(二)

卫星通信系统、地球站设备制造及建设方案(二)

卫星通信系统、地球站设备制造及建设方案一、实施背景随着信息技术的飞速发展,卫星通信系统在国家安全、社会生产及人民生活中发挥越来越重要的作用。

近年来,我国卫星通信系统发展迅速,但与发达国家相比,还存在一定的差距。

主要表现在技术水平、设备性能、产业规模等方面。

因此,进行产业结构改革,提升卫星通信系统与地球站设备制造产业的整体竞争力,已成为当前的重要任务。

二、工作原理卫星通信系统主要通过卫星作为中继站,在地球站之间进行无线通信。

卫星通信系统具有覆盖范围广、通信容量大、通信质量高等优点。

而地球站设备则是卫星通信系统的重要组成部分,包括天线、馈线、低噪声放大器、变频器等。

具体来说,卫星通信系统的工作原理是将信号发送到卫星,由卫星对信号进行放大和变频,再发送到目的地球站。

在信号传输过程中,采用了数字信号处理技术,如QPSK、QAM 等,以提高传输效率和可靠性。

地球站设备制造则主要是根据通信系统的需求,设计和制造各种类型的地球站设备。

这些设备需要满足高可靠性、高稳定性、低功耗等要求。

同时,还需要根据不同地区的环境条件,如气候、地形等,对设备进行优化和改进。

三、实施计划步骤1.市场调研与分析:首先需要对中国卫星通信系统与地球站设备制造产业的现状进行深入的调研和分析,找出存在的问题和瓶颈。

2.制定改革策略:根据市场调研的结果,制定具体的产业结构改革策略,包括政策调整、资金投入、技术创新等方面。

3.政策支持与引导:政府应加大对卫星通信系统与地球站设备制造产业的支持力度,通过政策引导和市场机制,推动产业的转型升级。

4.技术创新与研发:鼓励企业加大技术研发和创新投入,推动产学研合作,加快技术成果的转化和应用。

5.产业协同发展:推动产业链上下游企业的协同发展,形成优势互补、资源共享的产业生态圈。

6.人才培养与引进:加强专业人才的培养和引进,为产业发展提供强有力的人才支持。

7.质量提升与标准化:加强产品质量管理和标准化工作,推动中国卫星通信系统与地球站设备制造产业走向国际标准化前列。

卫星通信的原理及基础应用

卫星通信的原理及基础应用

卫星通信的原理及基础应用一、引言卫星通信是一种利用人造卫星作为中继站点来实现地球上通信的技术。

它具有全球覆盖、传输距离远、传输速率高等优势,被广泛应用于电视广播、互联网、移动通信等领域。

本文将介绍卫星通信的原理和常见的基础应用。

二、卫星通信原理卫星通信的原理主要包括地球站、卫星和用户终端三部分。

1.地球站–地球站是卫星通信的起始和终止点,用于与用户终端进行通信,并将通信信号发送给卫星。

地球站由发射机、接收机、天线等组成。

2.卫星–卫星是卫星通信的中继站点,它接收来自地球站的信号,进行放大和转发,然后再发送给用户终端。

卫星根据不同的运行轨道可分为地球同步轨道卫星(GEO)、中地轨道卫星(MEO)和低地轨道卫星(LEO)。

3.用户终端–用户终端是卫星通信的最终接收和发送信号的设备,如手机、电视接收器等。

用户终端通过地球站和卫星进行通信,实现信息传输。

三、卫星通信的基础应用卫星通信广泛应用于以下领域:1.电视广播–卫星通信可实现卫星电视广播,通过卫星将电视节目信号传输到全球各地。

用户只需安装卫星接收器即可接收到丰富的电视节目。

2.互联网–卫星通信在互联网领域起到了重要的作用。

在偏远地区或无法接入有线网络的地方,通过卫星通信可以实现互联网接入,为用户提供网络服务。

3.移动通信–卫星通信为移动通信提供了可靠的通信手段。

在山区、海洋和无线电覆盖不到的地方,卫星通信可以保证通信的连续性和稳定性。

4.灾害救援通信–在自然灾害发生时,地面通信设施可能会被破坏,无法正常工作。

卫星通信能够快速搭建临时通信网络,为救援人员提供通信保障。

5.远程教育–卫星通信可用于远程教育,通过卫星传输教育资源,使学习资源可以覆盖更广泛的地区,提供教育公平性。

6.航空航天通信–在航空航天领域,卫星通信用于飞机和卫星之间的通信,实现通信导航和飞行控制。

四、总结通过以上介绍,我们可以了解到卫星通信的基本原理以及常见的基础应用。

卫星通信凭借其全球覆盖、高速传输等特点,广泛应用于电视广播、互联网、移动通信等领域,为人们的生活和工作带来了便利。

卫星通信概述范文

卫星通信概述范文

卫星通信概述范文卫星通信是一种通过人造卫星进行数据传输和通信的技术。

它通过将信号发送到地球上的卫星,然后再从卫星传回地面设备,以实现远距离的通信和数据传输。

卫星通信主要分为地球站、空间段和控制中心三个部分。

地球站是用来向卫星发送信号和接收卫星传回的信号的设备。

空间段是卫星自身的设备,包括接收地球站信号和发送信号回地球的设备。

控制中心是用来控制卫星运行和管理通信系统的设备。

卫星通信的基本原理是通过向卫星发送电磁信号,然后卫星接收到信号后再通过接收天线将信号发送回地球。

卫星通信有几个重要的参数,包括传输路径、传输速率和信号质量等。

传输路径是指信号从地球站到卫星再到地球站的路径,包括上行链路和下行链路。

上行链路是指地球站向卫星发送信号的路径,而下行链路是指卫星向地球站发送信号的路径。

在卫星通信中,传输速率是指信号在传输过程中的速度。

通常用千兆位每秒(Gbps)或兆比特每秒(Mbps)来衡量。

高速率的传输可以实现更快的数据传输和更高的通信质量。

而信号质量是指信号传输过程中的噪声和干扰情况。

信号质量好的话,可以实现更高的通信质量和更可靠的数据传输。

卫星通信在现代社会中扮演着重要的角色。

它被广泛应用于电视广播、互联网通信、移动通信和航空航天等领域。

卫星通信的主要优点是可以实现远距离的通信和覆盖范围广,可以覆盖整个地球。

无论是在偏远地区还是在海洋上,卫星通信都能提供可靠的通信服务。

此外,卫星通信还可以实现高速的数据传输,可以满足大量数据的传输需求。

然而,卫星通信也存在一些缺点。

首先,卫星通信的成本很高。

建设和运行卫星需要巨大的投资。

其次,卫星通信有一定的时延。

信号从地球站到卫星再到地球站的传输需要一定的时间,这会影响实时通信的质量。

另外,天气条件对卫星通信的影响也较大。

恶劣的天气条件会导致信号质量下降或信号中断。

总结起来,卫星通信是一种通过人造卫星实现远距离数据传输和通信的技术。

它具有广泛的应用领域和重要的作用。

卫星地球站标准

卫星地球站标准

卫星地球站标准
卫星地球站标准是指卫星通信系统中的地面设备,用于与卫星进行通信和数据传输的设备。

根据国际标准,卫星地球站应具备以下标准:
1. 频段和波束:卫星地球站应支持规定的频段和波束参数,以实现有效的通信和数据传输。

2. 平台和天线:卫星地球站应具备稳定的平台和高性能的天线,以实现卫星信号的接收和发射。

3. 接口和数据传输:卫星地球站应支持标准化的接口和数据传输协议,以实现与其他设备和系统的兼容性和互操作性。

4. 电源和能耗:卫星地球站应具备可靠的电源和能耗管理系统,以确保设备的稳定运行和长期使用。

5. 防护和安全:卫星地球站应具备防护措施,如防水、防雷击、防腐蚀等,同时应具备安全性能,以确保设备的可靠性和用户信息的安全。

6. 运维和监控:卫星地球站应具备远程运维和监控功能,以实现对设备的远程管理、故障排除和性能监测。

7. 标准符合性:卫星地球站应符合国际标准和规范,如ITU-R 标准、CE认证等,以确保设备的质量和性能。

总之,卫星地球站标准涵盖了频段、波束、平台、天线、接口、数据传输、电源、能耗、防护、安全、运维、监控和标准符合性等方面的要求,以确保卫星通信系统的正常运行和有效性。

卫星通信系统介绍

卫星通信系统介绍

1.【卫星通信系统概念】卫星通信是地球上多个地球站(包括陆地、水面和大气层)利用空中人造通信卫星作为中继站而进行的无线电通信。

卫星通信系统是由通信卫星、地球站和跟踪遥测及指令分系统和监控管理分系统。

通信卫星由若干个转发器、数副天线与位置和姿态控制、遥测和指令、电源分系统组成,其主要作用是转发各地球站信号。

地球站由天线、发射、接受、终端分系统及电源、监控和地面设备组成,主要作用是发射和接受用户信号。

跟踪遥测指令站是用来接收卫星发来的信标和各种数据,然后经过分析处理,再向卫星发出指令去控制卫星的位置、姿态及各部分工作状态。

监控管理分系统对在轨卫星的通信性能及参数进行业务开道前的监测和业务开通后的例行监测与控制,以便保证通信卫星的正常运行和工作2.卫星通信体制所谓通信体制,是指通信系统采用的信号传输方式和信号交换方式。

卫星通信系统的体制主要包括基带信号的类型及复用方式、中频(或射频)信号的调制方式、多址联接方式、信道分配方式等四个方面的内容。

其中复用方式和调制方式是无线通信中都要涉及到的,而多址联接和多址分配是卫星通信所特有的.3. 卫星通信地球站卫星通信系统中设置在地球上(包括大气层中)的通信终端站。

用户通过卫星通信地球站接入卫星通信线,进行相互间的通信。

主要业务为电话、电报、传真、电传、电视和数据传输。

卫星通信地球站按使用方式分为固定站、可搬运站和移动站(船载、车载、飞机载);按通信性能分为标准站和非标准站。

在标准站中又分为A、B、C、D 4种类型。

典型的卫星通信地球站的基本组成包括:天线系统、高功率发射系统、低噪声接收系统、信道终端系统、电源系统、监控系统。

为实现用户间通信,还需有地面接口系统、信息传输系统和信息交换中心。

近年来世界各国竞相发展便于移动、便于安装的小型卫星通信地球站,发展了一种非常小口径通信终端(VSAT)地球站,具有广阔的应用前景。

4.卫星通信的线路 (sorry 设计与测试未找到资料)在一个卫星通信系统中,各地球站经过通信卫星转发器可以组成多条单跳单工或双跳单工卫星通信线路。

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卫星通信地球站设备一、地球站的分类及组成1.1地球站的各类1.1.1卫星通信地球站可以按安装方式、传输信号特征、天线口径尺寸、设备规模及用途来分类:1、按安装方式:●固定站●可搬运站●移动站2、按传输信号特征:●模拟站●数字站3、按业务性质:●遥测、遥控、跟踪站●通信业务站4、按用途分:●民用通信站:公用站专用站●军用通信站:战略通信站战术通信站●卫星广播业务●气象卫星●航空、航海、导航●科学实验另外还可以按工作频段、通信卫星类型、多址方式、天线口径等分类。

目前国际上,通常地球站天线口径尺寸及G/T值的大小将地球站分为A、B、C、D、E、F、G、Z等各种类型见下表1:表1:各类地球站的天线尺寸及性能指标●其中A、B、C型站称为标准站,用于国际通信;E和F又分为E-1、E-2、E-3和F-1、F-2、F-3等类型,主要用于国内通信。

其中E-2、E-3和F-2、F-3又称为中型站。

E-1、F-1称为小型站。

1.1.2VSAT地球站的分类1、按安装方式――固定、可搬、车载、机载、船载、背负式、手提式等站。

2、按网络结构――星状、网状、星状网状混合结构。

3、按收发方式――单收站、单发站、双向站。

4、按业务性质――固定业务和移动业务。

5、按支持的主要业务类型分――话音VSAT站、数据VSAT站、综合VSAT站。

其它的还有按工作频段分(L波段、C波段、Ku波段等)、多址方式(FDMA、TDMA、CDMA、SDMA等)。

1.2地球站的组成一般的卫星通信地球站,尽管对于不同的通信体制,地球站的组成不尽相同。

但其基本组成一般包括:天线分系统、发射分系统、接收分系统、信道终端设备、遥测跟踪、监控分系统、伺服跟踪分系统和电源分系统。

1.2.1VSAT地球站设备组成VSAT卫星通信网由卫星转发器、主站(中心站)和远端小站三部分组成。

1)主站的设备组成:见图1:主站设备连接方框图。

●这是我们为中国机械进出口总公司海外VSAT卫星通信系统所做的技术方案的主站设备构成。

该系统的主站设在中石油通信公司(固安)、远端小站8座,设在刚果(布)。

该系统工作在扩展C波段(即上行频率为6425~6725MHz,下行频率为3400~3700MHz),拟租用泛美8#通信卫星(68.5°E)。

●主站设备由三部分组成:天线、ODU、IDU(还有网管)。

OMT――双工器(正交模转换器、正交模耦合器、极化分离器)收发共用天线要使用双工器。

HPA――高功率放大器Booster――HPA放大器的激励级BUC(Block UPCoverter)――上变频器块LNB(lew noise amplifier Dwon Coverter Block)――低噪声放大及下变频器。

●ODU和IDU使用了三个不同厂家的设备ODU采用的万康公司提供的美国mitec公司的设备IDU有德国诺达公司的IDU5000室内单元。

以及Comtec公司的卫星调制解调器(570L)。

●主站设备组成的特点:⑴上、下变频器采用一次变频。

中频为L波段(发:950~1525MHz、收:950~1700MHz)⑵主站为多载波工作(将来是)目前是单载波工作,由IDU5000发射一个大载波,接收也是同一个大载波满足刚果(布)项目的8个小站的通信。

⑶10 MHz参考信号和LNB的直流供电由不同的室内单元供给,诺达公司室内单元IDU5000分别对发信和收信支路提供10 MHz参考信号。

由570LMODEM对发信支路的BUC提供直流24V供电并对LNB提供直流24V供电。

功放则由室内的交流电源供电并在Booster内,经交直流变换后提供功放所需的直流电压。

⑷在室内单元分为两个系统一个是IDU5000为TDMA体制的系统。

此系统为网状网,有网管设备对该系统进行监视控制管理。

另一个系统则是由570L调制解调器构成。

它是一个TDM/MCPC体制的系统,是个星形网,固定预分配的系统。

(570L有其特点,即它采用了Turbo纠错编码)。

这两个系统共用室外单元ODU和天馈系统。

2、远端小站设备组成见远端小站设备连接方框图图2ODU由万康公司提供的澳大利亚的Coden公司的设备;●IDU则由德国诺达公司SKYwanODU2500室内单元;●小站设备由三部分组成:天馈系统、ODU、IDU;●上、下变频均为一次变频,中频为L波段;●小站发射一个载波(TDMA大载波),接收一个载波(与发射的TDMA为同一个载波);●IRD-电视接收机(接收泛美4号星的中央第4套、第9套节目);●由IRD向LNB提供直流24V电源;●IDU2500向收、发支路提供10MHz参考信号;●BUC由室内交流电源提供供电。

注:将来在远端可以配置以570L调制解调器作为室内单元再配以扩展C 波段的天线和ODU,构成星形网的的远端小站。

二、地球站的天馈系统2.1天线的功能与分类2.1.1天线的功能1)把发送设备产生的大功率微波信号以电磁波的形式向卫星辐射。

2)接收卫星转发器的微波信号,并把它送至接收设备的第一级低噪声放大器中。

3)要使天线始终对准卫星方向(采用伺服跟踪系统)。

2.1.2天线的分类卫星通信一般采用面天线,所谓面天线,就是具有初级馈源并由反射面形成次级辐射场的天线。

面天线主要包括单反射面天线和双反射面天线两大类。

其主要类型如下:1)前馈式抛物面天线(单反射面)由馈源喇叭和主反射抛物面组成如图2A。

由位于焦点处馈源发出的球面波经抛物面反射后变换成平面波,形成沿抛物面轴向辐射最强的窄波束,这种天线早期用过,由于馈源的阻挡,效率较低,现已不用。

2)偏馈(偏置)抛物面天线(单反射面天线)它实质上是切割抛物面部分曲面,在焦点处放置馈源喇叭,使其仅对偏置反射面照射。

图如2b,由于馈源偏离视轴,不产生阻挡,故可提高效率,降低副瓣。

是VSAT小型地球站理想的天线。

比如,Ku波段1.2米天线和1.8米天线均采用此种天线。

3)卡塞格伦天线(双反射面天线)利用后凸双曲面和抛物面而形成的双反射面天线。

如图2c所示。

由馈源喇叭对副反射面(双曲面)照射,再由副反射面再对主反射面(抛物面)照射形成平面波束。

这种天线口径利用系数高,从而提高了天线的效率。

这是大、中型卫星通信地面站,不论C波段还是Ku波段,均采用此类天线。

(属后馈式天线)。

4)环焦天线(双反射面天线)环焦天线又称偏焦轴天线。

其特点是作为主反射面的焦点不是一个点而是副反射面前的一个焦环,如图2d所示,它克服了馈源喇叭直接照射副反射面产生驻波的缺点。

并减少了副反射面遮挡的影响,提高了效率,降低了副瓣电平。

适用于VSAT小型地面站及电视单收站。

图2a:前馈抛物面天线图2b:偏馈抛物面天线图2c:卡塞格伦天线图2d:环焦天线2.2天线的构成1)天线的组成以卡塞格伦天线为例,它是由主反射面、副反射面、馈源喇叭(初级辐射器、或一次辐射器)、双工器、座架、驱动装置。

(对于大型天线有同服跟踪系统)等组成。

一般6米以下天线不需要自动跟踪系统。

6~7米天线可用可不用。

8米以上天线需要自动跟踪系统。

天线的驱动方式:人工、电动、自动三种方式。

2)双工器(1)关于极化在介绍双工器之前,先来介绍关于极化的基本概念。

什么是极化、什么是线极化、什么是园极化?●什么是极化――表征均匀平面波的电场矢量在空间指向的变化。

它是通过电场矢量末端的轨迹来具体说明。

光学上称之为偏振。

按电场矢量轨迹的特点极化分为线极化、园极化、椭园极化三种。

●什么是线极化、园极化、椭园极化?当电场矢量末端的轨迹在垂直于电磁波传播方向的垂直平面上的投影是一条直线时,称为线极化波。

当投影是园时,为园极化波,投影为椭园时为椭园极化波。

级极化分为垂直极化和水平极化。

园极化分左旋园极化和右旋园极化,向传播方向看过去电场矢量顺时针旋转的称为右旋园极化。

逆时针旋转的称为左旋园极化。

●线极化、园极化、椭园极化波之间的关系。

空间传播的电磁波常为椭园极化波。

即瞬时电场的大小和方向随时间变化,其矢量轨迹为椭园形,椭园的长轴与短轴之比定义为轴比。

当轴比为1时变为园极化波,当轴比为无限大时,椭园极化波变为线极化波。

因此,线、园极化波是椭园极化波的特例。

任一椭园极化波都可以分解为两个极化方向互相垂直的直线极化波的叠加。

任一直线极化波也可以分解为两个振幅相等但旋转方向相反的园极化波的叠加。

任一园极化波可分解为两个振幅相等,相位差90°(或270°)的两个线极化波。

园极化和线极化波的相互转化通过微波移相器可将园极化波转换为线极化波,也可将线极化波转换为园极化波。

(2)双工器:对于区域或国内卫星通信通常采用线极化天线(对于国际卫星通信通常采用园极化天线)。

而线极化天线所用的双工器又称为OMT (Oithomode tiansduser),OMT又叫做正交模转换器或正交模耦合器。

OMT的作用是用于收发共用天线来分离收发信号的。

其结构见图2e 所示。

OMT有三个端口,若端口1输入垂直线极化波,端口2输入水平线极化波,则从端口3将输出两个互相垂直的线极化波。

相互垂直的两个线极化波之间无能量耦合,传输互不影响。

根据图中的结构,端口1、2是相互隔离的,故端口1的电磁波不会传到端口2云,反之亦然。

按照互易原理,若端口3输入两个互相垂直的线极化波,它们将分别从端口1和端口2输出。

在端口1接发射机,端口2接入接收机,端口3接天线的馈源喇叭,这样就构成了卫星通信天线的双工器。

发射信号(端口1)不会传至接收机(端口2),而是传送给天线(设发信信号为垂直极化波),而从天线接收来的水平极化波只能传送至端口2(接收机),而不能传送至端口1(发射机),起到了收发分离的作用。

通常为了增大收发信的隔离度,在OMT的收信支路还要安装一个发信带阻滤波器,以便进一步抑制发信号进入收信机(LNB)。

一般该滤波器提供55dB的阻带,加上交叉极化隔离30dB,收发总的隔离度可达到85dB。

2.3天线的主要性指标天线的主要电气性参数有:天线口径、工作频段、天线增益、方向性图、极化隔离度、天线的噪声温度、极化方式。

1)天线增益定义――在输入功率相等的条件下,实际天线与各向均匀辐射的理想点源天线,在空间同一点处所产生的信号功率密度之比。

●增益的计算公式G=η(πD/λ)2 =η(πD f/C)2G ─天线增益η─天线线效率(一般在50%-70%)D─天线的直径λ─工作波长(f-工作频率)C ─光速通常天线增益以分贝(dBi)表示G=10lgη(πD/λ)22) 天线方向性图●定义—以天线的焦点为原点在各个方向上辐射的强度。

用以说明辐射场在主轴方向上的集中程度,或非主轴方向的抑制程度。

通常方向性图仅在某一平面内测量,得到平面方向图,如E面、H面方向图或水平面、垂直面方向图。

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