卫星通信基本概念及其系统组成.ppt
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1、第章卫星通信概述第章卫星通信概述第章卫星通信网第章卫星通信网第章卫星通信基本技术第章卫星通信基本技术第章移动卫星通信系统第章移动卫星通信系统第章卫星通信链路设计第章卫星通信链路设计第1章 卫星通信概述 1.1 1.1 卫星通信的基本概念和特点卫星通信的基本概念和特点 1.2 1.2 卫星通信地球站卫星通信地球站 1.3 1.3 通信卫星(组成、轨道及星座设计)通信卫星(组成、轨道及星座设计)1.4 1.4 卫星通信工作频段的选择及电波传输卫星通信工作频段的选择及电波传输的特点的特点 1.5 1.5 卫星通信的发展卫星通信的发展1.1.1 1.1.1 卫星通信的基本概念卫星通信的基本概念卫星卫星
2、是指在是指在围绕行星围绕行星的轨道上运行的的轨道上运行的天然天体天然天体或或人造天人造天体体,如月球是地球的卫星。,如月球是地球的卫星。1.1 1.1 卫星通信的基本概念和特点卫星通信的基本概念和特点卫星通信卫星通信是指是指利用人造地球卫星作为中继站利用人造地球卫星作为中继站转发无线电转发无线电波,在两个或多个波,在两个或多个地球站之间地球站之间进行的通信。其无线电波频率进行的通信。其无线电波频率使用微波频段使用微波频段(300 MHz(300 MHz300 GHz300 GHz,即波段,即波段1 m1 m1 mm)1 mm)。卫星通信系统指卫星通信系统指利用人造地球卫星在地球站之间进行通利用
3、人造地球卫星在地球站之间进行通信的通信系统。信的通信系统。通信卫星通信卫星指用于实现通信目的的人造卫星。指用于实现通信目的的人造卫星。卫星通信是地面微波中继通信的继承和发展,是微波接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。力向太空的延伸。图1-1 卫星通信过程示意图通常以空间飞行器或通信转发体为对象的无线通常以空间飞行器或通信转发体为对象的无线电通信称为电通信称为空间通信空间通信(宇宙通信宇宙通信),它包括三种形式:,它包括三种形式:(1)(1)地球站与空间站之间的通信;地球站与空间站之间的通信;(2)(2)各空间站之间的通信;各空间站之间的通信;(3)(3)通过空间站
4、的转发或反射进行的各地球站之通过空间站的转发或反射进行的各地球站之间的通信。间的通信。把第三种形式的空间通信称为卫星通信,这里把第三种形式的空间通信称为卫星通信,这里说的地球站是指设在地球表面说的地球站是指设在地球表面(包括地面、海洋或大包括地面、海洋或大气层气层)的通信站。的通信站。2、对地静止卫星、对地静止卫星:相相对对于于地地球球表表面面上上的的任任一一点点,卫卫星星的的位位置置保保持固定不变。持固定不变。1、对地非静止卫星、对地非静止卫星:相相对对于于地地球球表表面面上上的的任任一一点点,卫卫星星的的位位置置不不断地变化。又称运动卫星。断地变化。又称运动卫星。几个概念几个概念 静止轨道
5、必须具备以下三个条件:静止轨道必须具备以下三个条件:q卫星绕地球公转的方向和周期与地球自转的方卫星绕地球公转的方向和周期与地球自转的方向和周期相同向和周期相同(T=23:56:4.09);q 轨道面与赤道面重合;轨道面与赤道面重合;q 轨道是圆轨道。轨道是圆轨道。注意:静止卫星与同步卫星的区别注意:静止卫星与同步卫星的区别 3 3、上行链路:上行链路:从地球站发射信号到通信卫星所从地球站发射信号到通信卫星所经过的通信路径。经过的通信路径。4 4、下行链路下行链路指指通信卫星将信号转发到其它地球通信卫星将信号转发到其它地球站的通信路径。站的通信路径。当卫星运行轨道较高时,相距较远的两个地球站可同
6、时当卫星运行轨道较高时,相距较远的两个地球站可同时“看看”到卫星,到卫星,这样就可采用这样就可采用立即转发方式立即转发方式。只用一颗卫星就能实现立即转发通信,这种系统称为只用一颗卫星就能实现立即转发通信,这种系统称为立即转发式卫立即转发式卫星通信系统。星通信系统。1.1.2 卫星通信的特点卫星通信的特点优点:优点:(1)通信距离远,且费用与通信距离无关。)通信距离远,且费用与通信距离无关。(2 2)覆盖面积大,可进行多址通信。)覆盖面积大,可进行多址通信。(3)通信频带宽,传输容量大。)通信频带宽,传输容量大。(4)机动灵活。)机动灵活。(5)通信链路稳定可靠,传输质量高。)通信链路稳定可靠,
7、传输质量高。局限性:局限性:(1 1)通信卫星使用寿命较短。)通信卫星使用寿命较短。*部件故障导致的不可修复部件故障导致的不可修复 *推进剂携带量有限推进剂携带量有限 控制卫星入轨控制卫星入轨 推进剂的应用推进剂的应用 轨道位置保持轨道位置保持 姿态保持姿态保持(2 2)存在日凌中断和)存在日凌中断和 星蚀现象。星蚀现象。图图1-4 静止卫星的日凌中断和星蚀现象静止卫星的日凌中断和星蚀现象 静止卫星的星蚀静止卫星的星蚀 卫星、地球、太阳共处在一条直线上,且地球挡住了阳光卫星、地球、太阳共处在一条直线上,且地球挡住了阳光,静止卫星处于地球的阴影区,导致卫星上的太阳能电池无法正静止卫星处于地球的阴
8、影区,导致卫星上的太阳能电池无法正常工作。常工作。星蚀现象发生在每年春分和秋分前后各星蚀现象发生在每年春分和秋分前后各23天,天,每天当卫星星下点进入当地时间午夜前后。每天当卫星星下点进入当地时间午夜前后。春分春分秋分秋分静止卫星的日凌中断静止卫星的日凌中断 卫卫星星处处在在太太阳阳与与地地球球之之间间,地地球球站站的的天天线线对对准准卫卫星星的的同同时时,也也对对准准了了太太阳阳,这这样样大大量量的的太太阳阳噪噪声声进进入入地地球站接收设备,导致通信中断。球站接收设备,导致通信中断。春分春分秋分秋分 日凌中断现象发生在每年春分和秋分前后,日凌中断现象发生在每年春分和秋分前后,当卫星星下点进入
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