現(xiàn)代通信技術(shù)下43章衛(wèi)星通信

1、衛(wèi)星通訊與網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)、國際、國內(nèi)中堅網(wǎng)絡(luò)INTELSAT 15已是網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)中堅網(wǎng)絡(luò)直接向用戶DIREC PC/DIRECWAY延伸溫和重要，網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)直接成為用戶的榜樣，HNS公司DirecPC于1995年誕生。 DirecPC網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)今世界上最大的數(shù)字廣播衛(wèi)星網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫服務(wù)(DBS )系統(tǒng)，其提供用戶不對稱衛(wèi)星頻道數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)各種情報服務(wù)。 2001年DIRECWAY 2003年北美用戶15.2萬，發(fā)展為DirecWay聯(lián)網(wǎng)原理，大量DirecWay小工作站與一個母星空衛(wèi)視站協(xié)作，構(gòu)成衛(wèi)星通訊網(wǎng)，為分布在廣大地區(qū)的數(shù)千萬工作站提供數(shù)據(jù)、語音、網(wǎng)絡(luò)視頻及DirecWay網(wǎng)路提供點對點、點到多點連

2、接、廣播和多播等功能。 將數(shù)據(jù)、語音、網(wǎng)絡(luò)視頻、網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)/企業(yè)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)/多媒體業(yè)務(wù)等綜合業(yè)務(wù)匯集在一起。、1 .靜止衛(wèi)星電信系統(tǒng)、4.32衛(wèi)星通信系統(tǒng)的構(gòu)成4.32.1系統(tǒng)構(gòu)成，(1)靜止衛(wèi)星通訊的優(yōu)點通訊距離遠(yuǎn)的地球兩極地區(qū)是通訊死角，而且地球的高緯度地區(qū)通信效果差。 有月掩星和日凌中斷現(xiàn)象。 有很大的信號傳輸時延和回聲干擾。 現(xiàn)在，國際衛(wèi)星通訊機構(gòu)負(fù)責(zé)設(shè)立的國際衛(wèi)星通信系統(tǒng)(INTELSAT )，簡稱IS，利用靜止衛(wèi)星實現(xiàn)全球通訊。 三顆同步衛(wèi)星分別位于太平洋、印度洋和大西洋上空，它們構(gòu)成的全球通訊網(wǎng)承擔(dān)著約80%的國際通訊業(yè)務(wù)和全球電視轉(zhuǎn)播業(yè)務(wù)。 衛(wèi)星通訊圖像、衛(wèi)星通信系統(tǒng)由地球站、通

3、訊衛(wèi)星、跟蹤遙測以及指令系統(tǒng)和監(jiān)視管理系統(tǒng)四大部分組成，地圖衛(wèi)星通訊線路構(gòu)成、4.32.2通訊衛(wèi)星構(gòu)成及其工作原理通信衛(wèi)星各系統(tǒng)構(gòu)成為通信分系統(tǒng)、控制分系統(tǒng)、遙測和指令分系統(tǒng)， 1 .控制分系統(tǒng)控制分系統(tǒng)由各種噴射推進器、各種驅(qū)動裝置和各種切換開關(guān)等各種可控制的調(diào)整裝置構(gòu)成，地圖通訊衛(wèi)星的構(gòu)成由各種噴射推進器、各種驅(qū)動裝置和各種切換開關(guān)等各種可控制的調(diào)整裝置構(gòu)成， 電源要求能夠長期保持一盞茶的輸出，為了使通訊衛(wèi)星在月掩星期間也工作，一般將能夠充放電的化學(xué)電池作為二次電池與太陽能電池片并用。地圖通訊衛(wèi)星的構(gòu)成、行波管功率放大器和電源系統(tǒng)等部分產(chǎn)生熱而升溫，地球上的控制站需要時常知道衛(wèi)星內(nèi)部設(shè)備的

4、動作情況，有時通過遙控指令信號控制衛(wèi)星上設(shè)備而產(chǎn)生一定的動作，地圖衛(wèi)星直播器的分塊圖、 5 .衛(wèi)星上通訊分配系統(tǒng)還劃分為：個中繼器和衛(wèi)星上天線，通訊衛(wèi)星之一為用于遙感信標(biāo)臺信號的全向天線，從地面接收指令，并將遙測數(shù)據(jù)發(fā)送至地面。 此類天線為射頻波或甚至射頻波型天線，通常為鞭狀、螺旋狀、繞線型或套筒偶極天線。 另一個是用于通訊的微波定向天線，根據(jù)波束寬度分為3類。 (1)全球紅寶石天線：波束寬度約為1718。 (2)點波束天線：因為其波束比全世界的波束窄得多，所以增益高，但是其輻射區(qū)域比全世界的波束小得多。 (3)區(qū)波束天線：如果地面上要求復(fù)蓋的區(qū)形狀不規(guī)則，也稱為區(qū)波束天線、賦形波束天線。 該

5、營銷對象區(qū)域通過修正天線反射器形狀，或者使用多個種子文件源從不同的方向照射天線反射器，由反射器生成多個波束的組合來實現(xiàn)、地圖衛(wèi)星天線系統(tǒng)的示意圖、圖的各種波束的展望蓋示意圖、4.32.3地球站的結(jié)構(gòu)及其工作原理1 .針對地球站的技術(shù)要求發(fā)送的信號是寬帶、穩(wěn)定、大功率的信號，可以接收從衛(wèi)星直播轉(zhuǎn)送來的微弱信號。 能夠傳輸多路電話、電報、豎中指以及高速數(shù)據(jù)、電視等各種服務(wù)的信號。 性能穩(wěn)定可靠，維護、使用方便的建設(shè)成本和維護費用不太高。 (1)地球站的性能指標(biāo)質(zhì)量系數(shù)(G/T) G/T是地球站接收天線的增益g與地球站接收系統(tǒng)的等效噪聲溫度t的比，表示接收能力對地球站微弱信號，其被稱為地球站的質(zhì)量系

6、數(shù)。 (2)為了保證有效輻射功率及其穩(wěn)定傳送的信號的質(zhì)量，要求地球站信號發(fā)送器能夠發(fā)送較大的功率，通常為數(shù)百瓦十幾千瓦，并且要傳送的射頻信號的功率是非常穩(wěn)定的。 (3)從無線射頻穩(wěn)定器地球站發(fā)送的無線射頻信號的頻率必須是準(zhǔn)確的，其中如果存在大漂移，不僅影響衛(wèi)星直播器的頻帶的有效利用，而且在衛(wèi)星直播器中引起串?dāng)_噪聲。 (4)無線射頻能量的擴散為了降低串?dāng)_干擾作用，必須限制地球在負(fù)荷輕(即，通話數(shù)少)時發(fā)射的無線射頻光譜能量密度。 (5)干擾作用波輻射限制是為了防止干擾作用波干擾作用到衛(wèi)星直播器和其他微波通信系統(tǒng)，地球站多載波的串?dāng)_干擾作用和頻帶外總有效全向輻射功率必須小于限制值。 由地球站總體分

7、塊圖、2 .地球站配置、天線系統(tǒng)、信號發(fā)送器系統(tǒng)、接收機系統(tǒng)、通訊控制系統(tǒng)、頻道終端設(shè)備系統(tǒng)和電源系統(tǒng)6個系統(tǒng)組成。地球站天線系統(tǒng)、地球站天線系統(tǒng)、拋物面天線、卡塞格林天線、反射型天線(如改進型或校正型拋物面天線和環(huán)形聚焦天線)、天線系統(tǒng)的主要技術(shù)要求： ()高增益() 3 .卡塞格林天線卡塞格林天線是具有雙反射器的拋物面天線，將大功率或低噪聲接收器直接與種子文件電喇叭連接，降低由于供電波導(dǎo)過長而導(dǎo)致的損耗，并且穿過從種子文件電喇叭發(fā)射的反射鏡邊緣泄漏的無線電波定向到天空，而不是地面， 在降低了大地反射噪聲的衛(wèi)星通訊用的c波段和Ku樂隊的情況下，根據(jù)地球站天線的口徑的大小，可以分為大、中、小3

8、種局型。 典型的供電設(shè)備由種子文件電喇叭(初級輻射器)、波導(dǎo)元件(定向耦合器、偏振變換器和雙工器)以及供電線構(gòu)成的供電設(shè)備的損耗應(yīng)減小到一盞茶，天線系統(tǒng)由天線主體設(shè)備、 對接收機提供由供電設(shè)備和跟蹤設(shè)備三部分構(gòu)成的云同步中的天線接收到的電磁波起到能量傳輸和發(fā)送接收電波分離的作用，地圖地球站天線供電線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中，天線跟蹤衛(wèi)星系統(tǒng)多，手動跟蹤程序計程儀自動跟蹤，地圖信號發(fā)送器分系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中，小功率行波管功率放大器或采用殘奧圈套逆變器、石英振動倍頻相位同步振蕩源、3 .信號發(fā)送器分系統(tǒng)、圖石英振動倍頻相位同步振蕩源，上變頻器或者接收機分系統(tǒng)中使用的下變頻器也需要局部震蕩器，4 .接收機分系統(tǒng)由于衛(wèi)

9、星直播器的發(fā)送功率小，所以需要幾瓦到幾十瓦， 而且有天線的(1)低噪音放大器在微波段使用的低噪音放大器主要是低噪聲晶體管放大器、增強型場效應(yīng)晶體管放大器和殘奧圈套放大器等。(2)通過下變頻器在低噪音放大器處放大的微波信號被發(fā)送到下變頻器，變換為中頻，在中頻處被放大，然后發(fā)送到解調(diào)器。 圖天線系統(tǒng)與機房的連接，衛(wèi)星信號弱-140 -130dBm .為了保證，系統(tǒng)整體的內(nèi)部噪聲系數(shù)盡可能小而級聯(lián)反應(yīng)連接的接收系統(tǒng)主要依賴于一級放大器系數(shù)，5 .信道終端設(shè)備分系統(tǒng)，信道終端設(shè)備分系統(tǒng)可以分為上行和下行兩部分。 (1)作為上行鏈路部分的發(fā)送側(cè)信道終端設(shè)備：分別對多路復(fù)用電話、電視和工作信號進行基本樂隊

10、處理，用合成的基本樂隊信號調(diào)制70MHz載波，將其作為頻率調(diào)制信號，并頻率轉(zhuǎn)換(預(yù)加重)到信號發(fā)送器系統(tǒng)(2) 下行部分信道終端設(shè)備的下行部分的作用是從低噪聲接收機發(fā)送的70MHz信號，7 .電源系統(tǒng)地球站電源系統(tǒng)必須向站內(nèi)所有設(shè)備提供必要的功率，這關(guān)系到通訊的質(zhì)量和設(shè)備的可靠性。 使用公共交流市電為地球站供電時，必然會通過電力傳輸線將很多噪聲干擾作用引入云同步，公共交流市電也會發(fā)生變動。 6 .通訊控制分系統(tǒng)地球站相當(dāng)復(fù)雜巨大，應(yīng)在站內(nèi)集中監(jiān)測、控制和測試，以保證各部分正常工作。 4.32.4靜止衛(wèi)星的運行軌道和觀察殘奧儀1 .將靜止衛(wèi)星發(fā)射衛(wèi)星送入運行軌道，必須依靠火箭。 為了使衛(wèi)星繞地球

11、運轉(zhuǎn)，衛(wèi)星的初始速度也必須大于8km/s。 但是，單級火箭的速度只能達到2.5km/s，發(fā)射靜止衛(wèi)星必須采用帶有捆綁軟件技術(shù)的三級火箭。 捆綁軟件技術(shù)是指將幾個小火箭捆成大火箭的第一級，通過提高發(fā)射的飛行速度，衛(wèi)星安裝在第三級火箭的前端，第一宇宙速度： 7.9km/s，地球，11.2km/sv7.9km/s，逃逸速度是指從地球表面發(fā)射飛機單級火箭的速度只能達到2.5km/s，發(fā)射靜止衛(wèi)星必須采用具有捆綁軟件技術(shù)的三級火箭。 捆綁軟件技術(shù)是把幾個小火箭捆成大火箭的第一級，提高發(fā)射的飛行速度。 同步軌道衛(wèi)星的發(fā)射，發(fā)射過程進入初始軌道進入漂移軌道進入靜止軌道，一個大頭針穩(wěn)定的靜止衛(wèi)星發(fā)射過程大致分

12、為下一個階段，發(fā)射開始后，依次點燃三級火箭的一、二級火箭，將衛(wèi)星送入初始軌道。 衛(wèi)星在初始軌道上輕微飛行，當(dāng)衛(wèi)星接近初始軌道和赤道平面的升交點時，點燃第三級火箭，使衛(wèi)星離開初始軌道進入轉(zhuǎn)移軌道。 衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上運行幾次，完成上述各項準(zhǔn)備后，再次到達遠(yuǎn)地點時，啟動遠(yuǎn)地點引擎，將衛(wèi)星送入移動軌道，對地圖遠(yuǎn)地點的軌道進行變換。 (1)角慣性控制角慣性控制又稱大頭針穩(wěn)定法，是早期靜止衛(wèi)星中常用的姿態(tài)控制方法。 在采用大頭針穩(wěn)定技術(shù)的衛(wèi)星、例如IS-、IS-等中，將衛(wèi)星的天線安裝在一個平臺上。 (2)三軸穩(wěn)定法三軸穩(wěn)定法是指由衛(wèi)星姿態(tài)穩(wěn)定通過衛(wèi)星重心的三軸保證。 三個這些個軸分別沿衛(wèi)星軌道的切線、法線和軌道平面的垂線等三個方向，分別稱為滾動軸、俯仰軸和偏航軸，三軸可以用噴氣、慣性飛輪或電動機等直接控制各軸使其穩(wěn)定。如果已知地球站a的幾何關(guān)系，則靜止衛(wèi)星的觀測殘奧儀表為：地球站a的經(jīng)度和緯度分別和，靜止衛(wèi)星s的星下點的