衛(wèi)星通信系統(tǒng)

1、第七章第七章衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信系統(tǒng) 教學(xué)重點教學(xué)重點1掌握衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成和各組成部分的作用。掌握衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成和各組成部分的作用。2理解通信衛(wèi)星、地面站的組成和工作原理。理解通信衛(wèi)星、地面站的組成和工作原理。3理解地面站的多址接入方式。理解地面站的多址接入方式。 4了解衛(wèi)星通信的工作頻段。了解衛(wèi)星通信的工作頻段。 5了解了解VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)的特點，低軌道移動衛(wèi)星通衛(wèi)星通信系統(tǒng)的特點，低軌道移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成和特點。信系統(tǒng)的組成和特點。 掌握衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成和各組成部分的作用。掌握衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成和各組成部分的作用。 序號序號 內(nèi)內(nèi) 容容學(xué)時學(xué)時1 7.1概述概述 12 7

2、.2通信衛(wèi)星的組成通信衛(wèi)星的組成 13 7.3衛(wèi)星地面站的組成衛(wèi)星地面站的組成14 7.4衛(wèi)星通信應(yīng)用舉例衛(wèi)星通信應(yīng)用舉例 15 習(xí)題和小結(jié)習(xí)題和小結(jié) 6 本章總學(xué)時本章總學(xué)時 4學(xué)時分配學(xué)時分配教學(xué)難點教學(xué)難點第七章衛(wèi)星通信系統(tǒng)第七章衛(wèi)星通信系統(tǒng) 7.17.1概述概述7.2 7.2 通信衛(wèi)星的組成通信衛(wèi)星的組成 7.3 7.3 衛(wèi)星地面站的組成衛(wèi)星地面站的組成7.4 7.4 衛(wèi)星通信應(yīng)用舉例衛(wèi)星通信應(yīng)用舉例 本章小結(jié)本章小結(jié) 7.17.1概述概述一、衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成一、衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成 二、衛(wèi)星通信的工作頻率和特點二、衛(wèi)星通信的工作頻率和特點 三、衛(wèi)星通信的多址連接方式三、衛(wèi)星通信的多址

3、連接方式 衛(wèi)星通信是無線通信的一種，與平常無線通信的不同之衛(wèi)星通信是無線通信的一種，與平常無線通信的不同之處是中繼器位于地球上空的處是中繼器位于地球上空的人造衛(wèi)星人造衛(wèi)星上。上。 衛(wèi)星通信的設(shè)想：衛(wèi)星通信的設(shè)想：一、衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成一、衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成 1945年，英國人克拉克曾設(shè)想：如果發(fā)射三顆同步軌道年，英國人克拉克曾設(shè)想：如果發(fā)射三顆同步軌道衛(wèi)星到地球的赤道上空，衛(wèi)星和地球中心連線的間隔角度為衛(wèi)星到地球的赤道上空，衛(wèi)星和地球中心連線的間隔角度為120度，離地球表面的高度為度，離地球表面的高度為35800km，衛(wèi)星天線的波束寬，衛(wèi)星天線的波束寬度為度為17度，如圖度，如圖7.1所示，這

4、樣就可構(gòu)成全球性的衛(wèi)星通信網(wǎng)。所示，這樣就可構(gòu)成全球性的衛(wèi)星通信網(wǎng)。這種設(shè)想今天已成現(xiàn)實。這種設(shè)想今天已成現(xiàn)實。 圖圖 7.1 利用同步衛(wèi)星建立全球通信（長度單位利用同步衛(wèi)星建立全球通信（長度單位Km） 同步衛(wèi)星同步衛(wèi)星是指衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動一周的時間等于地球自轉(zhuǎn)是指衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動一周的時間等于地球自轉(zhuǎn)的周期，因而從地表面上看起來好象衛(wèi)星停在高空不動。的周期，因而從地表面上看起來好象衛(wèi)星停在高空不動。 發(fā)射到空間的同步通信衛(wèi)星裝有微波頻段的發(fā)射到空間的同步通信衛(wèi)星裝有微波頻段的中繼器中繼器，它，它能把地面站發(fā)來的電波加以放大，然后再轉(zhuǎn)發(fā)回地面，從而能把地面站發(fā)來的電波加以放大，然后再轉(zhuǎn)發(fā)回地面，從

5、而完成了通信過程。完成了通信過程。 衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星通信系統(tǒng)由地面站地面站和和通信衛(wèi)星通信衛(wèi)星組成，如圖組成，如圖7.2所示，所示，從地面站發(fā)出的電波在通信衛(wèi)星上進行中繼，用其它的地面從地面站發(fā)出的電波在通信衛(wèi)星上進行中繼，用其它的地面站接收，從地球站到衛(wèi)星的傳輸線路稱之為站接收，從地球站到衛(wèi)星的傳輸線路稱之為上行上行，從衛(wèi)星到，從衛(wèi)星到地球站的線路稱為地球站的線路稱為下行下行。 圖圖 7.2 衛(wèi)星衛(wèi)星通信通信系統(tǒng)系統(tǒng)的組的組成和成和工作工作過程過程 1地球站地球站 地球站地球站可以有多個，為了進行雙向通信，每個地球站均可以有多個，為了進行雙向通信，每個地球站均有接收和發(fā)射設(shè)備，圖有接收和發(fā)

6、射設(shè)備，圖7.2中畫出了中畫出了A、B兩個地面站。由于兩個地面站。由于收、發(fā)設(shè)備共用一副天線，所以采用了雙工器以便把收、發(fā)收、發(fā)設(shè)備共用一副天線，所以采用了雙工器以便把收、發(fā)信號分開。信號分開。轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)器就是安裝在衛(wèi)星上的收發(fā)設(shè)備，用來接收從各地就是安裝在衛(wèi)星上的收發(fā)設(shè)備，用來接收從各地球站發(fā)來的信號，經(jīng)頻率變換和放大后，再發(fā)給各地球站。球站發(fā)來的信號，經(jīng)頻率變換和放大后，再發(fā)給各地球站。 2 2轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)器 轉(zhuǎn)發(fā)器由天線、收發(fā)設(shè)備和雙工器組成。轉(zhuǎn)發(fā)器由天線、收發(fā)設(shè)備和雙工器組成。 3 3衛(wèi)星通信系統(tǒng)的工作過程衛(wèi)星通信系統(tǒng)的工作過程 如果位于如果位于A處的用戶要與處的用戶要與B處的用戶通話，

7、那么處的用戶通話，那么A處用處用戶的電話信號經(jīng)過市內(nèi)電話線路到達地球站戶的電話信號經(jīng)過市內(nèi)電話線路到達地球站A。地球站。地球站A的的多路復(fù)用設(shè)備對此電話信號進行復(fù)用，成為多路電話信號多路復(fù)用設(shè)備對此電話信號進行復(fù)用，成為多路電話信號即基帶信號。然后送入調(diào)制器，用即基帶信號。然后送入調(diào)制器，用70MHz或其它頻率的載或其它頻率的載波進行調(diào)制，成為中頻已調(diào)波信號。接著，再送入上變頻波進行調(diào)制，成為中頻已調(diào)波信號。接著，再送入上變頻器，變換成頻率為器，變換成頻率為f1的微波信號，例如的微波信號，例如6GHz。最后送入微。最后送入微波大功率放大器放大，并通過雙工器由天線發(fā)射出去。波大功率放大器放大，并

8、通過雙工器由天線發(fā)射出去。 從地球站從地球站A發(fā)射到衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器頻率為發(fā)射到衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器頻率為f1的信號，經(jīng)過大的信號，經(jīng)過大氣層和宇宙空間組成的上行線路到達衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器。衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)氣層和宇宙空間組成的上行線路到達衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器。衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器中的接收設(shè)備先把器中的接收設(shè)備先把f1頻率的微波信號變換成頻率較低的中頻率的微波信號變換成頻率較低的中頻信號，放大后再變換成頻率為頻信號，放大后再變換成頻率為f2的下行微波信號，例如的下行微波信號，例如4GHz。然后經(jīng)發(fā)射設(shè)備的輸出功率放大器放大，再經(jīng)天線。然后經(jīng)發(fā)射設(shè)備的輸出功率放大器放大，再經(jīng)天線發(fā)射到地球站。發(fā)射到地球站。 地球站高增益天線接收到地球站高增益天線接

9、收到f2微波信號經(jīng)雙工器，低噪聲微波信號經(jīng)雙工器，低噪聲放大器放大，下變頻器變頻成中頻信號，再送到解調(diào)器恢復(fù)放大器放大，下變頻器變頻成中頻信號，再送到解調(diào)器恢復(fù)成基帶信號。然后經(jīng)多路分解設(shè)備分路，經(jīng)地面上的微波中成基帶信號。然后經(jīng)多路分解設(shè)備分路，經(jīng)地面上的微波中繼線路和市內(nèi)通信線路，接通繼線路和市內(nèi)通信線路，接通B處用戶。處用戶。 二、衛(wèi)星通信的工作頻率和特點二、衛(wèi)星通信的工作頻率和特點 衛(wèi)星通信的工作頻率被分配在衛(wèi)星通信的工作頻率被分配在300MHz到到300GHz的超高的超高頻和極高頻波段范圍內(nèi)。這個范圍又分成許多較小的頻段，頻和極高頻波段范圍內(nèi)。這個范圍又分成許多較小的頻段，如表如表7

10、.1所示。所示。 1衛(wèi)星通信的工作頻率衛(wèi)星通信的工作頻率 頻段頻段 范圍（范圍（GHz）頻段頻段 范圍（范圍（GHz）L 12Ku12.518S 24K1826.5C 48Ka26.540X 812.5毫米波毫米波40300 當(dāng)工作頻率低于當(dāng)工作頻率低于1GHz時，宇宙噪聲會迅速增加。因此，時，宇宙噪聲會迅速增加。因此，衛(wèi)星通信頻率一般采用稱為衛(wèi)星通信頻率一般采用稱為“電波窗口電波窗口”的的110GHz頻段，頻段，其中最常用的是其中最常用的是C波段波段。 衛(wèi)星通信具有衛(wèi)星通信具有服務(wù)地域?qū)?，通信容量大服?wù)地域?qū)?，通信容量大，可以進行多址通，可以進行多址通信，信，性能穩(wěn)定性能穩(wěn)定可靠抗災(zāi)害能力強

11、等優(yōu)點。可靠抗災(zāi)害能力強等優(yōu)點。 2衛(wèi)星通信的特點衛(wèi)星通信的特點 衛(wèi)星通信的不足之處是由于衛(wèi)星通信的不足之處是由于距離遙遠距離遙遠，所以，所以傳輸延遲時間傳輸延遲時間長長。所以在電視衛(wèi)星中繼時主持人和特派記者等的交談給人。所以在電視衛(wèi)星中繼時主持人和特派記者等的交談給人以不協(xié)調(diào)的感覺，這都是延遲時間過長造成的影響。以不協(xié)調(diào)的感覺，這都是延遲時間過長造成的影響。 多址連接方式多址連接方式是指許多個地面站通過共同的通信衛(wèi)星，是指許多個地面站通過共同的通信衛(wèi)星，實現(xiàn)覆蓋區(qū)域內(nèi)的相互連接，同時建立各自的信道，而無需實現(xiàn)覆蓋區(qū)域內(nèi)的相互連接，同時建立各自的信道，而無需中間連接。中間連接。 多址連接技術(shù)與

12、多路復(fù)用技術(shù)的不同點是：多址連接技術(shù)多址連接技術(shù)與多路復(fù)用技術(shù)的不同點是：多址連接技術(shù)是多個地面站的射頻信號在是多個地面站的射頻信號在射頻信道射頻信道中的復(fù)用；多路復(fù)用技中的復(fù)用；多路復(fù)用技術(shù)是一個通信站的多路信號在術(shù)是一個通信站的多路信號在中頻信道中頻信道上的復(fù)用。上的復(fù)用。 三、衛(wèi)星通信的多址連接方式三、衛(wèi)星通信的多址連接方式 多址連接方式有多址連接方式有頻分多址頻分多址(FDMA)、時分多址時分多址(TDMA)、空分多址空分多址(SDMA)和和碼分多址碼分多址(CDMA)。 圖中各地面站發(fā)射的載波頻率為圖中各地面站發(fā)射的載波頻率為fA、fB、fF,圖中畫圖中畫出了出了A地面站利用地面站利

13、用fA的上行頻率，經(jīng)過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器后利用的上行頻率，經(jīng)過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器后利用fF的下行頻率和的下行頻率和B地面站進行通信的情況。地面站進行通信的情況。 頻分多址頻分多址是根據(jù)各個地面站發(fā)射的信號頻率不同，按是根據(jù)各個地面站發(fā)射的信號頻率不同，按照不同的信號頻率來區(qū)分是哪個地面站發(fā)出的信號，如圖照不同的信號頻率來區(qū)分是哪個地面站發(fā)出的信號，如圖所所7.3所示。所示。 1頻分多址方式（頻分多址方式（FDMAFDMA） 頻分多址根據(jù)多路復(fù)用和調(diào)制方式的不同，分成以下頻分多址根據(jù)多路復(fù)用和調(diào)制方式的不同，分成以下幾種方式：幾種方式： 圖圖7.3 頻分多地址方式的示意圖頻分多地址方式的示意圖 SCPC方式叫做

14、單路單載波傳輸，每路電話單獨調(diào)制到方式叫做單路單載波傳輸，每路電話單獨調(diào)制到衛(wèi)星發(fā)射的一個射頻載波上去。這種方式可以利用話音作開衛(wèi)星發(fā)射的一個射頻載波上去。這種方式可以利用話音作開關(guān)，稱為話音激活。即有話音時發(fā)射載波，而沒有話音時則關(guān)，稱為話音激活。即有話音時發(fā)射載波，而沒有話音時則關(guān)閉所用的載波。從而把轉(zhuǎn)發(fā)器的容量提高了關(guān)閉所用的載波。從而把轉(zhuǎn)發(fā)器的容量提高了2.5倍。適合倍。適合通信通信業(yè)務(wù)量小業(yè)務(wù)量小的地球站。的地球站。 FDM表示該方式的多路復(fù)用部分是按頻率劃分的，即表示該方式的多路復(fù)用部分是按頻率劃分的，即頻分多路；頻分多路；FM表示調(diào)制方式為調(diào)頻；表示調(diào)制方式為調(diào)頻；FDMA表示通

15、信衛(wèi)星表示通信衛(wèi)星和不同地面站的聯(lián)系是按頻率來區(qū)分的，即頻分多址連接。和不同地面站的聯(lián)系是按頻率來區(qū)分的，即頻分多址連接。適合通信適合通信業(yè)務(wù)量大業(yè)務(wù)量大的地球站。的地球站。 (1)FDM/FM/FDMA(1)FDM/FM/FDMA方式：方式： （2 2）SCPCSCPC方式：方式： 頻分多址接入方式的優(yōu)點是建立通信線路方便；缺點是頻分多址接入方式的優(yōu)點是建立通信線路方便；缺點是易形成交調(diào)干擾。易形成交調(diào)干擾。 圖圖7.4是時分多址系統(tǒng)的簡化方框圖。為了保證各站信是時分多址系統(tǒng)的簡化方框圖。為了保證各站信號按指定的時隙進入轉(zhuǎn)發(fā)器，必須規(guī)定一個站作為基準站，號按指定的時隙進入轉(zhuǎn)發(fā)器，必須規(guī)定一個

16、站作為基準站，基準站周期性地發(fā)射脈沖射頻信號，作為系統(tǒng)內(nèi)其它各站的基準站周期性地發(fā)射脈沖射頻信號，作為系統(tǒng)內(nèi)其它各站的共同共同時間基準時間基準。 時分多址時分多址是指各地球站發(fā)射的信號，在進入轉(zhuǎn)發(fā)器時是是指各地球站發(fā)射的信號，在進入轉(zhuǎn)發(fā)器時是按時間排列的，即各站信號所占時間空隙（簡稱時隙）是互按時間排列的，即各站信號所占時間空隙（簡稱時隙）是互不重疊的。不重疊的。 2 2時分多址方式（時分多址方式（TDMATDMA） 在時分多址系統(tǒng)中，所有地球站的信號在衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器中在時分多址系統(tǒng)中，所有地球站的信號在衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器中所占時隙之和叫做所占時隙之和叫做一幀一幀，而各地球站所占用的時隙叫做，而各地球站所

17、占用的時隙叫做分幀分幀。通常，衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的幀長取為通常，衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的幀長取為125us(相當(dāng)于抽樣頻率為相當(dāng)于抽樣頻率為8KHZ)或或125us的整倍數(shù)的整倍數(shù)。 圖圖7.4 時分多址系統(tǒng)的簡化方框圖時分多址系統(tǒng)的簡化方框圖 PCM/TDM/PSK/TDMA系統(tǒng)系統(tǒng)是時分多址方式中的一種，是時分多址方式中的一種，模擬信號經(jīng)過模擬信號經(jīng)過PCM編碼，再經(jīng)過時分多路復(fù)用編碼，再經(jīng)過時分多路復(fù)用(TDM)，調(diào)，調(diào)制是采用移相鍵控調(diào)制制是采用移相鍵控調(diào)制(PSK)，地面站采用時分多址，地面站采用時分多址(TDMA)的接入方式。的接入方式。 時分多址接入方式的特點是時分多址接入方式的特點是傳輸速

18、率較高傳輸速率較高，由于不同的，由于不同的地面站接入在信道的不同時隙中，所以要求各個系統(tǒng)必須有地面站接入在信道的不同時隙中，所以要求各個系統(tǒng)必須有精確的精確的系統(tǒng)同步、幀同步和位同步系統(tǒng)同步、幀同步和位同步等。等。 空分多址方式空分多址方式是指在衛(wèi)星上安裝多個天線，這些天線的是指在衛(wèi)星上安裝多個天線，這些天線的波束分別指向地球上不同的區(qū)域，不同區(qū)域的地面站所發(fā)射波束分別指向地球上不同的區(qū)域，不同區(qū)域的地面站所發(fā)射的電波在空間不會互相重疊，即使在同一時間，不同區(qū)域的的電波在空間不會互相重疊，即使在同一時間，不同區(qū)域的地面站使用相同的頻率工作，它們之間也不會形成干擾?？盏孛嬲臼褂孟嗤念l率工作，它

19、們之間也不會形成干擾?？辗侄嘀穼嵸|(zhì)上是頻率的分多址實質(zhì)上是頻率的地域復(fù)用地域復(fù)用，使同一頻率能夠被再利用，使同一頻率能夠被再利用，從而容納更多的用戶。從而容納更多的用戶。 3 3空分多址方式（空分多址方式（SDMASDMA） 空分多址的特點是要求衛(wèi)星上天線的空分多址的特點是要求衛(wèi)星上天線的方向性相當(dāng)準確方向性相當(dāng)準確，由于天線的波束很窄，衛(wèi)星的發(fā)射功率集中，從而節(jié)省了衛(wèi)由于天線的波束很窄，衛(wèi)星的發(fā)射功率集中，從而節(jié)省了衛(wèi)星的發(fā)射功率。星的發(fā)射功率。 碼分多址方式碼分多址方式是按照信號碼型的不同來區(qū)分不同的地是按照信號碼型的不同來區(qū)分不同的地面站。各地面站發(fā)射的頻率和時間可以重疊，但由于編碼方面

20、站。各地面站發(fā)射的頻率和時間可以重疊，但由于編碼方式不同，各地面站的編碼信號自相關(guān)性強，互相關(guān)性弱。各式不同，各地面站的編碼信號自相關(guān)性強，互相關(guān)性弱。各地面站發(fā)出的信號只能用與它對應(yīng)的接收機才能檢測出來。地面站發(fā)出的信號只能用與它對應(yīng)的接收機才能檢測出來。 4 4碼分多址方式（碼分多址方式（CDMACDMA） 碼分多址方式的特點是碼分多址方式的特點是抗干擾能力強，保密性能好抗干擾能力強，保密性能好。 CDMA方式的接入方法適用于用戶方式的接入方法適用于用戶容量比較小容量比較小的場合，的場合，例如飛機、艦艇以及其它軍事應(yīng)用中，利用衛(wèi)星與其它的地例如飛機、艦艇以及其它軍事應(yīng)用中，利用衛(wèi)星與其它的

21、地面站建立通信聯(lián)系。面站建立通信聯(lián)系。7.2 7.2 通信衛(wèi)星的組成通信衛(wèi)星的組成 一、控制系統(tǒng)一、控制系統(tǒng) 二、天線系統(tǒng)二、天線系統(tǒng) 三、通信系統(tǒng)三、通信系統(tǒng)四、遙測指令系統(tǒng)四、遙測指令系統(tǒng)五、電源系統(tǒng)五、電源系統(tǒng) 六、溫控系統(tǒng)六、溫控系統(tǒng) 通信衛(wèi)星是衛(wèi)星通信系統(tǒng)的核心。通信衛(wèi)星是衛(wèi)星通信系統(tǒng)的核心。 一、控制系統(tǒng)一、控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)包括位置控制位置控制系統(tǒng)和系統(tǒng)和姿態(tài)控制姿態(tài)控制兩部分。兩部分。 衛(wèi)星上除了必須具備完成轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)的衛(wèi)星上除了必須具備完成轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)的通信系統(tǒng)和天線系通信系統(tǒng)和天線系統(tǒng)統(tǒng)外，還必須有外，還必須有電源和溫度控制系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、遙測指令電源和溫度控制系統(tǒng)、

22、控制系統(tǒng)、遙測指令系統(tǒng)系統(tǒng)。如圖。如圖7.5所示。所示。 圖圖7.5 通信通信衛(wèi)星衛(wèi)星各系各系統(tǒng)的統(tǒng)的組成組成方框方框圖圖 當(dāng)靜止衛(wèi)星相對于地球的位置會發(fā)生漂移時，通信就不當(dāng)靜止衛(wèi)星相對于地球的位置會發(fā)生漂移時，通信就不能正常進行。這時衛(wèi)星的遙測裝置就發(fā)給地球一個信號，地能正常進行。這時衛(wèi)星的遙測裝置就發(fā)給地球一個信號，地球通過遙控裝置控制啟動衛(wèi)星上的位置控制系統(tǒng)，使衛(wèi)星回球通過遙控裝置控制啟動衛(wèi)星上的位置控制系統(tǒng)，使衛(wèi)星回到原定的位置。位置控制系統(tǒng)由裝在衛(wèi)星軸向和橫向的氣體到原定的位置。位置控制系統(tǒng)由裝在衛(wèi)星軸向和橫向的氣體噴射裝置組成。噴射裝置組成。 1 1位置控制系統(tǒng)位置控制系統(tǒng) 姿態(tài)控

23、制是使衛(wèi)星對地球或其他基準物保持正確的姿態(tài)。姿態(tài)控制是使衛(wèi)星對地球或其他基準物保持正確的姿態(tài)。衛(wèi)星姿態(tài)是否正確，不僅影響衛(wèi)星上的定向通信天線是否指衛(wèi)星姿態(tài)是否正確，不僅影響衛(wèi)星上的定向通信天線是否指向覆蓋區(qū)，還會影響太陽能電池表面是否朝向太陽。向覆蓋區(qū)，還會影響太陽能電池表面是否朝向太陽。 2 2姿態(tài)控制系統(tǒng)姿態(tài)控制系統(tǒng) 二、天線系統(tǒng)二、天線系統(tǒng) 天線系統(tǒng)天線系統(tǒng)是用來完成通信衛(wèi)星上所有信號的接收和發(fā)射是用來完成通信衛(wèi)星上所有信號的接收和發(fā)射任務(wù)的。通信衛(wèi)星天線系統(tǒng)包括通信天線和遙測指令天線兩任務(wù)的。通信衛(wèi)星天線系統(tǒng)包括通信天線和遙測指令天線兩種。它們的作用與地面通信設(shè)備中的天線是一樣的。種。

24、它們的作用與地面通信設(shè)備中的天線是一樣的。 衛(wèi)星天線與地面天線不同的特點是：衛(wèi)星天線與地面天線不同的特點是： 2. 2.天線材料耐高溫和輻射。天線材料耐高溫和輻射。 3. 3.增益高，以增加衛(wèi)星的有效輻射功率，且天線波束永增益高，以增加衛(wèi)星的有效輻射功率，且天線波束永遠指向地球。遠指向地球。 1. 1.體積小、重量輕、饋電容易，便于在衛(wèi)星上組裝的結(jié)體積小、重量輕、饋電容易，便于在衛(wèi)星上組裝的結(jié)構(gòu)以及可靠性高和壽命長等。構(gòu)以及可靠性高和壽命長等。三、通信系統(tǒng)三、通信系統(tǒng) 靜止衛(wèi)星的通信系統(tǒng)又稱為靜止衛(wèi)星的通信系統(tǒng)又稱為通信中繼機通信中繼機，它是由幾個信，它是由幾個信道道轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)器互相連接而組成

25、，互相連接而組成，轉(zhuǎn)發(fā)器的作用轉(zhuǎn)發(fā)器的作用是把接收到的微弱是把接收到的微弱信號放大之后重新發(fā)射（轉(zhuǎn)發(fā)）。轉(zhuǎn)發(fā)器的上、下行頻率數(shù)信號放大之后重新發(fā)射（轉(zhuǎn)發(fā)）。轉(zhuǎn)發(fā)器的上、下行頻率數(shù)值不相同，以便減小上、下行線路之間的干擾，所以轉(zhuǎn)發(fā)器值不相同，以便減小上、下行線路之間的干擾，所以轉(zhuǎn)發(fā)器內(nèi)要進行內(nèi)要進行頻率變換頻率變換。 圖圖7.6是衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的簡化方框圖。是衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的簡化方框圖。圖圖7.6 衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的簡化方框圖衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的簡化方框圖 從天線來的從天線來的6GHz信號依次經(jīng)過前置放大器、混頻器、信號依次經(jīng)過前置放大器、混頻器、濾波器和放大器，然后經(jīng)可控衰減器，又通過濾波器后送到濾波器和放大器，然

26、后經(jīng)可控衰減器，又通過濾波器后送到由由56級晶體管組成的放大器，最后輸出送往天線。級晶體管組成的放大器，最后輸出送往天線。 信號處理過程：信號處理過程：四、遙測指令系統(tǒng)四、遙測指令系統(tǒng) 遙測指令系統(tǒng)包括遙測和遙控指令系統(tǒng)兩部分。遙測指令系統(tǒng)包括遙測和遙控指令系統(tǒng)兩部分。 遙測部分的作用遙測部分的作用是指在地球上測試衛(wèi)星上各種設(shè)備的是指在地球上測試衛(wèi)星上各種設(shè)備的工作情況。衛(wèi)星向地球傳送的信號主要有表示有關(guān)部分的工作情況。衛(wèi)星向地球傳送的信號主要有表示有關(guān)部分的電流、電壓、溫度電流、電壓、溫度等工作狀態(tài)的信號，來自各傳感器的信等工作狀態(tài)的信號，來自各傳感器的信息，指令證實信號以及作控制用的氣體壓

27、力等等。息，指令證實信號以及作控制用的氣體壓力等等。 1 1遙測部分遙測部分 遙測的各種數(shù)據(jù)，都要隨時通過遙測系統(tǒng)送往地面遙測的各種數(shù)據(jù)，都要隨時通過遙測系統(tǒng)送往地面監(jiān)監(jiān)測中心測中心。這些數(shù)據(jù)傳送的方法與通信過程相似，即先通過。這些數(shù)據(jù)傳送的方法與通信過程相似，即先通過多路復(fù)用、放大和編碼等處理后再進行調(diào)制。多路復(fù)用、放大和編碼等處理后再進行調(diào)制。 對衛(wèi)星進行姿態(tài)和位置控制所用的噴射推進裝置的點火；對衛(wèi)星進行姿態(tài)和位置控制所用的噴射推進裝置的點火；行波管高壓電源的開、關(guān)；發(fā)生故障的部件與備用部件的轉(zhuǎn)行波管高壓電源的開、關(guān)；發(fā)生故障的部件與備用部件的轉(zhuǎn)換，以及地球?qū)πl(wèi)星內(nèi)部各種設(shè)備的控制等等，都

28、是由換，以及地球?qū)πl(wèi)星內(nèi)部各種設(shè)備的控制等等，都是由遙控遙控指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)來完成的。來完成的。 2 2遙控指令系統(tǒng)遙控指令系統(tǒng) 指令信號由地球的控制站發(fā)出，在衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器內(nèi)被分離指令信號由地球的控制站發(fā)出，在衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器內(nèi)被分離出來，經(jīng)檢波、解碼后送至控制設(shè)備，控制各種執(zhí)行機構(gòu)實出來，經(jīng)檢波、解碼后送至控制設(shè)備，控制各種執(zhí)行機構(gòu)實施指令。施指令。五、電源系統(tǒng)五、電源系統(tǒng) 通信衛(wèi)星用的電源有通信衛(wèi)星用的電源有太陽能電池太陽能電池和和化學(xué)電池化學(xué)電池。 太陽能電池是通信衛(wèi)星的基本電源，由太陽能電池是通信衛(wèi)星的基本電源，由光電器件光電器件組成。組成。從太陽能電池直接輸出的電壓是不穩(wěn)定的，必須經(jīng)電壓調(diào)整

29、從太陽能電池直接輸出的電壓是不穩(wěn)定的，必須經(jīng)電壓調(diào)整后才能供給負載。后才能供給負載。 在通信衛(wèi)星上裝有可以充、放電的化學(xué)電池與太陽能電在通信衛(wèi)星上裝有可以充、放電的化學(xué)電池與太陽能電池并用。在沒有日蝕期間，由太陽能電池給化學(xué)電池充電。池并用。在沒有日蝕期間，由太陽能電池給化學(xué)電池充電。在日蝕期間，則由化學(xué)電池供電。在日蝕期間，則由化學(xué)電池供電。 1 1太陽能電池太陽能電池 2化學(xué)電池化學(xué)電池六、溫控系統(tǒng)六、溫控系統(tǒng) 衛(wèi)星受到太陽能輻射時和環(huán)繞地球衛(wèi)星受到太陽能輻射時和環(huán)繞地球轉(zhuǎn)到背向太陽一面時的溫度差別很大，轉(zhuǎn)到背向太陽一面時的溫度差別很大，而且變化頻繁，同時衛(wèi)星內(nèi)因行波管功而且變化頻繁，同時

30、衛(wèi)星內(nèi)因行波管功率放大器及電源系統(tǒng)等產(chǎn)生熱而升溫。率放大器及電源系統(tǒng)等產(chǎn)生熱而升溫。而星內(nèi)的電子設(shè)備如本振等，必須溫度而星內(nèi)的電子設(shè)備如本振等，必須溫度穩(wěn)定，否則影響通信質(zhì)量。所以，衛(wèi)星穩(wěn)定，否則影響通信質(zhì)量。所以，衛(wèi)星內(nèi)必須裝有溫度控制系統(tǒng)。內(nèi)必須裝有溫度控制系統(tǒng)。 7.3 7.3 衛(wèi)星地面站的組成衛(wèi)星地面站的組成 一、天線饋電系統(tǒng)一、天線饋電系統(tǒng) 二、地面站發(fā)射系統(tǒng)的組成二、地面站發(fā)射系統(tǒng)的組成 三、地面站接收系統(tǒng)的組成三、地面站接收系統(tǒng)的組成 地面站是衛(wèi)星通信系統(tǒng)的重要組成部分。它的作用有兩地面站是衛(wèi)星通信系統(tǒng)的重要組成部分。它的作用有兩個，一是個，一是向衛(wèi)星發(fā)射信號向衛(wèi)星發(fā)射信號；二是

31、；二是接收經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)接收經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的，來自其的，來自其它地面站的信號。它地面站的信號。 按照安裝方式及規(guī)模不同，地面站可分為固定站、移動按照安裝方式及規(guī)模不同，地面站可分為固定站、移動站和可拆卸站。按照用途不同，地面站又可按使用不同的天站和可拆卸站。按照用途不同，地面站又可按使用不同的天線直徑，分為線直徑，分為30m站、站、10m站、站、5m站、站、3m站、站、1m站等。站等。 一個標準的地面站如圖一個標準的地面站如圖7.7所示，由所示，由天線系統(tǒng)、發(fā)射系統(tǒng)、天線系統(tǒng)、發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、通信控制系統(tǒng)、終端系統(tǒng)和電源系統(tǒng)接收系統(tǒng)、通信控制系統(tǒng)、終端系統(tǒng)和電源系統(tǒng)等六部分組等六部分組成。成。 圖

32、圖7.7 地面站系統(tǒng)的總體組成方框圖地面站系統(tǒng)的總體組成方框圖 信號流程：信號流程： 1. 1.市內(nèi)的電話和電視信號經(jīng)微波線路或電纜送到地面站市內(nèi)的電話和電視信號經(jīng)微波線路或電纜送到地面站的終端接口設(shè)備。的終端接口設(shè)備。 2. 2.發(fā)送系統(tǒng)將來自終端的基帶信號（多路復(fù)用信號）進發(fā)送系統(tǒng)將來自終端的基帶信號（多路復(fù)用信號）進行高頻調(diào)制且放大到足夠的功率后送至天線；行高頻調(diào)制且放大到足夠的功率后送至天線； 3. 3.從天線上接收到的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)來的信號通過饋電設(shè)備分從天線上接收到的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)來的信號通過饋電設(shè)備分給接收系統(tǒng)，完成解調(diào)、放大和濾除干擾的任務(wù)，輸出基帶給接收系統(tǒng)，完成解調(diào)、放大和濾除干擾的任

33、務(wù)，輸出基帶復(fù)用信號至終端系統(tǒng)。復(fù)用信號至終端系統(tǒng)。 4. 4.終端系統(tǒng)將各路電話信號、電視信號以及數(shù)據(jù)等分離，終端系統(tǒng)將各路電話信號、電視信號以及數(shù)據(jù)等分離，再分別送至用戶。再分別送至用戶。 一、天線饋電系統(tǒng)一、天線饋電系統(tǒng) 地面站的天線饋電系統(tǒng)是決定地面站的天線饋電系統(tǒng)是決定地面站容量和通信質(zhì)量地面站容量和通信質(zhì)量的的關(guān)鍵設(shè)備之一。關(guān)鍵設(shè)備之一。 天線系統(tǒng)的建設(shè)費用約占整個地面站的天線系統(tǒng)的建設(shè)費用約占整個地面站的三分之一三分之一。 在饋電系統(tǒng)中，應(yīng)該盡量使接收和發(fā)射信號很好地分離，在饋電系統(tǒng)中，應(yīng)該盡量使接收和發(fā)射信號很好地分離，以便收發(fā)共用一部天線。以便收發(fā)共用一部天線。 對天線系統(tǒng)的

34、主要技術(shù)要求是對天線系統(tǒng)的主要技術(shù)要求是高增益、低噪聲、頻帶高增益、低噪聲、頻帶寬寬，以及，以及方向性要好方向性要好。 天線饋電系統(tǒng)由天線饋電系統(tǒng)由天線、饋電和天線方向跟蹤控制天線、饋電和天線方向跟蹤控制二部二部分組成。分組成。 1天線天線 地球站的天線大多采用地球站的天線大多采用拋物面天線拋物面天線，這種天線的原理如，這種天線的原理如圖圖7.8所示。它由所示。它由初級輻射器、副反射器和主反射器初級輻射器、副反射器和主反射器組成。副組成。副反射器是雙曲面形的，主反射器是拋物面形的。初級輻射器反射器是雙曲面形的，主反射器是拋物面形的。初級輻射器的等效輻射中心與副反身器的共軛焦點的等效輻射中心與副

35、反身器的共軛焦點O2重合。重合。 電磁波從初級輻射器輻射出來，先照射到副反射器上，電磁波從初級輻射器輻射出來，先照射到副反射器上，副反射器把電磁波反副反射器把電磁波反射到主反射器上，主反射器把電磁波變射到主反射器上，主反射器把電磁波變成平行波束發(fā)射，從而提高了波束的方向性。接收時，電磁成平行波束發(fā)射，從而提高了波束的方向性。接收時，電磁波的路徑與上述過程相反。波的路徑與上述過程相反。 工作原理：工作原理：圖圖7.8 拋物面天線拋物面天線2饋電和天線方向跟蹤控制饋電和天線方向跟蹤控制 饋電設(shè)備饋電設(shè)備接在天線與發(fā)射機和接收機之間。它的作用的接在天線與發(fā)射機和接收機之間。它的作用的把發(fā)射機輸出的射

36、頻信號饋送給天線，同時將天線接收到的把發(fā)射機輸出的射頻信號饋送給天線，同時將天線接收到的電磁波送給接收機，即起著傳輸能量和分離收、發(fā)電波的作電磁波送給接收機，即起著傳輸能量和分離收、發(fā)電波的作用。用。 饋電部分由饋電部分由饋源喇叭（即一次幅射器）、波導(dǎo)元件（包饋源喇叭（即一次幅射器）、波導(dǎo)元件（包括定向耦合器、極化變換器和極化分離器）和饋線括定向耦合器、極化變換器和極化分離器）和饋線組成，如組成，如圖圖7.97.9所示。饋電設(shè)備的損耗必須足夠小。所示。饋電設(shè)備的損耗必須足夠小。圖圖7.9 饋線系統(tǒng)的組成方框圖饋線系統(tǒng)的組成方框圖 從發(fā)射機來的線極化波通過極化變換器，變成（例如從發(fā)射機來的線極化

37、波通過極化變換器，變成（例如右旋園）極化波送到天線發(fā)射出去。接收時，天線收到的右旋園）極化波送到天線發(fā)射出去。接收時，天線收到的則應(yīng)與發(fā)射時極化方向不同的波（例如左旋圓極化波），則應(yīng)與發(fā)射時極化方向不同的波（例如左旋圓極化波），仍通過極化變換器，變成線極化波再送入接收機。仍通過極化變換器，變成線極化波再送入接收機。 工作原理：工作原理： 圖中的極化分離器即圖中的極化分離器即雙工器雙工器，是分開發(fā)射波和接收波，是分開發(fā)射波和接收波用的。圖中的用的。圖中的跟蹤跟蹤信號信號和和跟蹤跟蹤信號信號是為操縱天線自動跟是為操縱天線自動跟蹤衛(wèi)星所需要的。為了使天線能轉(zhuǎn)動，系統(tǒng)裝有方位、俯蹤衛(wèi)星所需要的。為了使

38、天線能轉(zhuǎn)動，系統(tǒng)裝有方位、俯仰轉(zhuǎn)動裝置。仰轉(zhuǎn)動裝置。 二、地面站發(fā)射系統(tǒng)的組成二、地面站發(fā)射系統(tǒng)的組成 地面站大功率發(fā)射系統(tǒng)的組成如圖地面站大功率發(fā)射系統(tǒng)的組成如圖7.10所示。所示。 從模擬電話信號和電視終端設(shè)備來的多路電話、電視從模擬電話信號和電視終端設(shè)備來的多路電話、電視或數(shù)據(jù)基帶信號，以及外加的導(dǎo)頻信號，經(jīng)過基帶轉(zhuǎn)換后或數(shù)據(jù)基帶信號，以及外加的導(dǎo)頻信號，經(jīng)過基帶轉(zhuǎn)換后都加到調(diào)制器上。對模擬信號一般通過寬帶調(diào)頻器變成都加到調(diào)制器上。對模擬信號一般通過寬帶調(diào)頻器變成70MHZ的的FM信號；對數(shù)字信號一般經(jīng)過信號；對數(shù)字信號一般經(jīng)過PSK調(diào)制器變成調(diào)制器變成70MHZ的的PSK信號。緊接著在

39、中頻放大器和中頻濾波器中信號。緊接著在中頻放大器和中頻濾波器中對它們進行放大并濾除干擾，然后在上變頻器中變換成微對它們進行放大并濾除干擾，然后在上變頻器中變換成微波頻段的射頻信號（在頻分多址方式中）。波頻段的射頻信號（在頻分多址方式中）。 工作原理：工作原理：圖圖7.10 地面站大功率發(fā)射系統(tǒng)的組成地面站大功率發(fā)射系統(tǒng)的組成 三、地面站接收系統(tǒng)的組成三、地面站接收系統(tǒng)的組成 地面站高靈敏接收系統(tǒng)組成方框圖如圖地面站高靈敏接收系統(tǒng)組成方框圖如圖7.11所示。所示。 衛(wèi)星地面站接收系統(tǒng)衛(wèi)星地面站接收系統(tǒng)的作用是從噪聲中接收來自衛(wèi)星的作用是從噪聲中接收來自衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的微弱信號。由于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)下來的信號

40、，經(jīng)遠距離轉(zhuǎn)發(fā)器的微弱信號。由于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)下來的信號，經(jīng)遠距離傳輸后，衰減相當(dāng)大。所以地面站接收系統(tǒng)的靈敏度必須傳輸后，衰減相當(dāng)大。所以地面站接收系統(tǒng)的靈敏度必須很高。很高。 工作原理：工作原理： 由地面站接收天線接收來自衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的微弱信號，由地面站接收天線接收來自衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的微弱信號，經(jīng)過饋電設(shè)備，加到低噪聲放大器進行放大。因為信號微經(jīng)過饋電設(shè)備，加到低噪聲放大器進行放大。因為信號微弱，所以要求低噪聲放大器要有一定的增益和低噪聲溫度。弱，所以要求低噪聲放大器要有一定的增益和低噪聲溫度。圖圖7.11 地面站高靈敏接收系統(tǒng)組成方框圖地面站高靈敏接收系統(tǒng)組成方框圖 下變頻器把接收載波變成中頻信號。

41、經(jīng)過中頻放大和濾下變頻器把接收載波變成中頻信號。經(jīng)過中頻放大和濾波后，加到解調(diào)器。對于波后，加到解調(diào)器。對于PSK數(shù)字信號，一般采用數(shù)字信號，一般采用相干解調(diào)相干解調(diào)器器。 從低噪聲放大器輸出的信號，在傳輸放大器中進一步放從低噪聲放大器輸出的信號，在傳輸放大器中進一步放大后，經(jīng)過橢圓波導(dǎo)傳輸給接收系統(tǒng)下變頻器（也叫混頻大后，經(jīng)過橢圓波導(dǎo)傳輸給接收系統(tǒng)下變頻器（也叫混頻器）。多級晶體管放大器用來補償波導(dǎo)傳輸損耗。器）。多級晶體管放大器用來補償波導(dǎo)傳輸損耗。 解調(diào)后的基帶信號，送到基帶轉(zhuǎn)換裝置中，同時取出導(dǎo)解調(diào)后的基帶信號，送到基帶轉(zhuǎn)換裝置中，同時取出導(dǎo)頻信號和基帶信號。頻信號和基帶信號。 7.4

42、 7.4 衛(wèi)星通信應(yīng)用舉例衛(wèi)星通信應(yīng)用舉例 一、小天線地面站的一、小天線地面站的VSATVSAT系統(tǒng)系統(tǒng) 二、低軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)二、低軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng) 一、小天線地面站的一、小天線地面站的VSATVSAT系統(tǒng)系統(tǒng) VSAT是是“小天線地球站衛(wèi)星通信系統(tǒng)小天線地球站衛(wèi)星通信系統(tǒng)”的英文縮寫。的英文縮寫。它它是由天線尺寸小于是由天線尺寸小于2.4m、設(shè)備緊湊設(shè)備緊湊，全固態(tài)化全固態(tài)化、功率小功率小、價、價格低廉的衛(wèi)星用戶小站和一個樞紐站組成的通信網(wǎng)，主要用格低廉的衛(wèi)星用戶小站和一個樞紐站組成的通信網(wǎng)，主要用來進行來進行2Mbit/s以下低速率的雙向數(shù)字通信。以下低速率的雙向數(shù)字通信。 VS

43、AT系統(tǒng)中的用戶小站對環(huán)境條件要求不高，不需要系統(tǒng)中的用戶小站對環(huán)境條件要求不高，不需要設(shè)在遠郊，可以直接設(shè)在遠郊，可以直接安裝在用戶屋頂安裝在用戶屋頂，不必匯接中轉(zhuǎn)不必匯接中轉(zhuǎn)，可由，可由用戶直接控制電路，安裝組網(wǎng)方便靈活。因此用戶直接控制電路，安裝組網(wǎng)方便靈活。因此VSAT系統(tǒng)非系統(tǒng)非常迅速地發(fā)展起來。常迅速地發(fā)展起來。 VSAT系統(tǒng)采用系統(tǒng)采用時分多址時分多址方式，系統(tǒng)中的各個小型地方式，系統(tǒng)中的各個小型地面站，可以隨機地發(fā)射時分多址載波，通過衛(wèi)星進入樞紐面站，可以隨機地發(fā)射時分多址載波，通過衛(wèi)星進入樞紐站。調(diào)制方式大多采用站。調(diào)制方式大多采用QPSK方式。方式。 VSAT系統(tǒng)工作在系統(tǒng)

44、工作在14/11GHz的的Ku頻段以及頻段以及C頻段頻段。系。系統(tǒng)中綜合了分組信息傳輸與交換、多址協(xié)議、頻譜擴展等統(tǒng)中綜合了分組信息傳輸與交換、多址協(xié)議、頻譜擴展等多種先進技術(shù)，可以進行數(shù)據(jù)、語言、視頻圖像、傳真、多種先進技術(shù)，可以進行數(shù)據(jù)、語言、視頻圖像、傳真、計算機信息等多種信息的傳輸。從而構(gòu)成衛(wèi)星電視接收，計算機信息等多種信息的傳輸。從而構(gòu)成衛(wèi)星電視接收，衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收等專門類型的通信。衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收等專門類型的通信。 二、低軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)二、低軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng) 全球個人通信全球個人通信是指任何人、在任何地點、任何時間都是指任何人、在任何地點、任何時間都能利用手持式通信終端，與在任

45、何地方的另一個人進行通能利用手持式通信終端，與在任何地方的另一個人進行通信。實現(xiàn)全球個人通信的一個方案就是利用信。實現(xiàn)全球個人通信的一個方案就是利用低軌道衛(wèi)星移低軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)動通信系統(tǒng)。 美國摩托羅拉公司在美國摩托羅拉公司在1991年提出用年提出用77顆衛(wèi)星，覆蓋全顆衛(wèi)星，覆蓋全球的移動電話系統(tǒng)。由于銥原子外圍包含球的移動電話系統(tǒng)。由于銥原子外圍包含77個電子，所以個電子，所以這個系統(tǒng)叫做這個系統(tǒng)叫做“銥系統(tǒng)銥系統(tǒng)” 。 因為這種系統(tǒng)中的衛(wèi)星離地球表面高度較低，約為因為這種系統(tǒng)中的衛(wèi)星離地球表面高度較低，約為765km，所以叫做所以叫做低軌道衛(wèi)星低軌道衛(wèi)星。 這這77顆衛(wèi)星分成顆衛(wèi)星分

46、成7個組，每組個組，每組11顆顆，分布圍繞在地球上，分布圍繞在地球上空、經(jīng)度上距離相等的空、經(jīng)度上距離相等的7個平面內(nèi)的低軌道上，從而使衛(wèi)星個平面內(nèi)的低軌道上，從而使衛(wèi)星天線的波束覆蓋全球表面。這樣在地球表面上任何地點、任天線的波束覆蓋全球表面。這樣在地球表面上任何地點、任何時間，總有一顆衛(wèi)星在視線范圍內(nèi)，以此來實現(xiàn)全球個人何時間，總有一顆衛(wèi)星在視線范圍內(nèi)，以此來實現(xiàn)全球個人通信。通信。 低軌道衛(wèi)星不是地球的同步衛(wèi)星，低軌道衛(wèi)星繞地球運低軌道衛(wèi)星不是地球的同步衛(wèi)星，低軌道衛(wèi)星繞地球運轉(zhuǎn)一周的時間約為轉(zhuǎn)一周的時間約為1h40min。因此，衛(wèi)星天線波束所形成的。因此，衛(wèi)星天線波束所形成的地面覆蓋小

47、區(qū)，在地球表面上是飛速地移動的，一個用戶能地面覆蓋小區(qū)，在地球表面上是飛速地移動的，一個用戶能看見每顆衛(wèi)星的時間為看見每顆衛(wèi)星的時間為9min。當(dāng)小區(qū)經(jīng)過移動電話用戶時，也存在當(dāng)小區(qū)經(jīng)過移動電話用戶時，也存在“越區(qū)切換越區(qū)切換”的問的問題，這點與地面蜂窩式移動電話系統(tǒng)相似。與地面蜂窩式移題，這點與地面蜂窩式移動電話系統(tǒng)相似。與地面蜂窩式移動電話系統(tǒng)不同的是：在地面蜂窩式移動電話系統(tǒng)中是移動動電話系統(tǒng)不同的是：在地面蜂窩式移動電話系統(tǒng)中是移動電話用戶移動通過小區(qū)，而在低軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中，電話用戶移動通過小區(qū)，而在低軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中，則是小區(qū)移動通過用戶。則是小區(qū)移動通過用戶。 在低軌道衛(wèi)星移動通信網(wǎng)內(nèi)，分配給低軌道衛(wèi)星使用在低軌道衛(wèi)星移動通信網(wǎng)內(nèi)，分配給低軌道衛(wèi)星使用的頻率范圍分為的頻率范圍分為L和和K兩個頻帶。其中，兩個頻帶。其中，L頻帶頻帶是衛(wèi)星直接是衛(wèi)星直接與移動電話用戶設(shè)備進行連接的頻段，具體采用的頻率為與移動電話用戶設(shè)備進行連接的頻段，具體采用的頻率為1.61.7GHz。由于這個頻率是電波窗口范圍中最低的，所。由于這個頻率是電波窗口范圍中最低的，所以傳播損耗較小。而以傳播損耗較小。而K頻帶頻帶則用于衛(wèi)星之間直接連接的通路則用于衛(wèi)星之間直接連接的通路工作頻率，以及衛(wèi)星與地球上的出口局、入口局、匯接局工作頻率，以及衛(wèi)星與地球上的出口局、入口局、匯接局等之間