卫星通信中常用的频段和适用场合

卫星通信中常用的频段和适用场合

1、C频段的应用

C频段优点较为突出的是C频段的传输受天气的影响较小，是卫星通信中最理想的频段之一。C频段在卫星通信中一般常用上行频率应用范围为5.925～6.425GHz，拓展频段为5.850～6.425GHz；下行频率应用范围为3.700～4.200GHz，拓展频段为3.625～4.200GHz。

卫星通信的传输中C频段有全球波束（Global Beam）、半球波束（Hemi Beam）和区域波束（Zone Beam）的卫星转发器，较之Ku 频段点波束（Spot Beam）的转发器来说，具有覆盖区域大的优势。目前我国和亚洲大多数国家仍将C频段来进行卫星电视广播和重要通信，特别是多雨地区，跨洲卫星通信使用C频段来传输更为合适。然而C频段卫星通信也不是十全十美的。由于C频段卫星转发器功率相对较小，卫星的下行EIRP也较小，又因C频段地球站的天线增益较之相同口径的Ku频段天线增益要低得多，所以要求较大口径的卫星天线来满足C频段上、下行的传输。由于C频段卫星天线口径大，运输安装，调试和维护的难度也较大。由于其波束较宽受邻星干扰、日凌中断的影响远大于Ku频段，其抗干扰性能较差，同时与地面的微波通信还存在频率协调问题。

C频段卫星通信由于天线大的原因，在灵活、机动的应急通信领域使用的场合较之Ku频段卫星通信困难得多。C频段卫星通信常用于民用通信、广播电视及海事卫星通信等。

2、Ku频段的应用

Ku频段在卫星通信中一般上行频率应用范围为14.0～14.5GHz，拓展频段为13.75～14.5GHz；下行频率应用范围为10.95～11.70GHz，11.70～12.20GHz，12.25～12.75GHz；而欧美一些国家除了应用上述上行频段外，上行频段还应用12.75～13.25GHz，13.25～13.75GHz，12.75～13.50GHz等，由于其中两个频段的低端频率为12.75GHz，和下行频率的高端频率一样，为了避免发信对收信的影响，在天馈系统中要加滤波器，严格地将收、发信载频隔离开来。然而，不管使用什么上行频率范围，但收信频率是一致的。目前，我国Ku频段在卫星通信中一般上行频率应用范围为14.0～14.5GHz，拓展频段为13.75～14.5GHz，下行频率应用范围为12.250～12.750GHz。

目前，Ku频段在卫星通信中Ku频段的卫星转发器功率比较大，地面场强较强。卫星通信天线的增益与三大因素有关：天线面积（天线直径）、使用的频率（波长）以及天线效率有关。Ku频段频率高，其增益比相同口径的C频段天线增益高得多，与C频段相比，可以大大减小天线的口径，便于运输、安装、调试和维护。Ku频段的主要优点为，不需要与地面微波通信相协调，Ku频段与C频段在相同天线面积条件下相比，因天线波束窄而相对减轻了邻星干扰。Ku频段的主要缺点是由于Ku频段卫星通信覆盖区域一般都远小于C频段，在高降雨区中很难避免因暴雨的雨衰造成的通信中断。

在使用Ku频段卫星通信中一直存在着两种观点：持第一种观点的人认为Ku天线增益的提高恰好被Ku频段空间传输损耗的增大所抵消。由于Ku卫星的下行EIRP高于C频段下行EIRP十几个分贝，

Ku频段的地面天线口径才能减小到C频段在同等条件下所用的一半以下。C频段静止通信卫星的EIRP通常被限制在40dBw以下，而Ku频段在静止轨道上通信卫星的下行EIRP一般都在50dBw以上。Ku频段卫星下行EIRP的大幅度提高是通过卫星在设计、制造和使用中的大量投入和消耗所换来的。Ku频段的一个致命弱点是雨衰，虽然Ku频段可用小口径天线的增益远比相同口径的C频段天线的增益要高很多，但大部分被雨衰所抵消。持另一种观点人认为卫星通信业务的全面发展，大幅度提高转发器增益是一个方向，现时卫星通信已与过去40年前建立一个30m直径的C频段天线进行固定地球站之间的通信截然不同，20世纪70～90年代的以卫星通信为主要传输手段的国内长途通信和国际通信已被光纤通信所取代，现时的卫星通信已转型，卫星通信的主要业务是企业网、虚拟专用网、数据采集、中继传输、SNG、IP多媒体、视频会议和体育赛事等重大活动的电视转播、应急通信和军事通信等，大批卫星通信车载站和卫星通信便携站（Flyaway）应运而生。上述共同一个特点就是需要卫星通信设备的小型化、数字化、宽带化。用户需要的是天线小增益高。而Ku的雨衰不是主要问题，何况一般的雨衰并不构成通信中断，只有暴雨才构成Ku频段卫星通信中断，若为了几次暴雨而放弃Ku频段的应用，那么，卫星通信是没有出路的。

由于获得同样的天线增益，Ku频段卫星通信的天线相对C频段卫星通信的天线尺寸小得多，Ku频段卫星通信用的领域较广泛，常用于广播电视、数据采集、中继传输、SNG、IP多媒体、企业网、各

种专用通信网、会议电视、以及远程教育和远程医疗等方面的IP接入业务等民用通信、也常用于灵活机动的应急通信、军事通信等。

3、C/Ku双频段共用的卫星通信系统

近年来由于市场的需求，特别是世界级的大型体育赛事和世界上重大事件的卫星电视转播，需求方来自世界各国，频段需求也不一样，有的国家媒体需要Ku频段转播，有的国家媒体需要C频段转播，为了提高车载SNG和卫星通信便携站（Flyaway）SNG的利用率采用了C/Ku双频段共用的卫星通信系统如下图所示：

▲C/Ku双频段共用的数字卫星电视传输系统框图C/Ku双频段共用的卫星通信系统共用一副卫星天线的锅面，采用C、Ku不同频段不同的馈源，不同的馈源各自带有自己的LNB，天线增益与信号频率的二次方成正比；天线增益与天线本身的精度有关，精度越高，增益越大，Ku波段天线精度要比C频段的天线要求更高，一般C/Ku双频段共用的卫星通信系统的天线特性设计偏向于Ku频段，所以此时Ku频段的天线增益与同类Ku频段的天线增益基本相同，而此时C频段的天线增益略低于同类天线的增益。目前美

国的VERTEX等厂商已生产出C/Ku双频段共用的车载卫星天线，英国的CML等厂商已生产出C/Ku双频段共用的Flyaway卫星天线，下图为英国CML公司的C/Ku双频段1.8m卫星天线的Flyaway系统：

▲英国CML的C/Ku双频段（1.8m卫星天线Flyaway）

C/Ku双频段共用的使用不同频段进行卫星通信时，天线换成相应频段的馈源。在车载站顶部预先安装好不同频段的波导接口，在开通前根据需求连接不同的波导。在上行方面预先在机架上装有不同频段的高功放和上变频器，根据需求打开相应频段的高功放和上变频器。常用的C/Ku双频段共用的数字卫星电视传输系统框图展示了C/Ku 双频段共用的数字卫星电视传输的应用方法。

使用说明：

（1）若常用C波段：C波段馈源（OMT）、C波段功放开关（BUC-SW）和LNB（输出为L波段的低噪声放大器）常接在系统中（粗实线），则Ku波段馈源（OMT）和LNB、Ku波段功放开关（BUC-SW）（粗的虚线）当用的时候才接。反之均可。其中：BUC-输入为L波段的功放，IRD-智能接收解码器。