第一講 靜止通信衛(wèi)星與轉(zhuǎn)發(fā)器參數(shù)介紹

1、吳波洋Page 2 v a landmark scientific paper: Extra-terrestrial Relays Wireless World, 1945 介紹利用地球同步衛(wèi)星進(jìn)行遠(yuǎn)程中繼通信的概念Can Rocket Stations Give Worldwide Radio Coverage? 地球同步軌道也被稱為Clarke Orbitv Sir Arthur C. Clarke 1917年12月誕生于英國，2008年3月逝于斯里蘭卡，享年90歲 二戰(zhàn)時(shí)的英國空軍radar specialist，1950年退役時(shí)為空軍上尉 1954年參與主持美國氣象局利用火箭和衛(wèi)星進(jìn)行

2、氣象預(yù)報(bào)的研究 印度物理實(shí)驗(yàn)室教授，劍橋大學(xué)國王學(xué)院研究員，斯里蘭卡工科大學(xué)校長 科幻小說家和技術(shù)論文作者，曾獲奧斯卡最佳編劇提名作品目錄http:/ 1987年設(shè)立Arthur C. Clarke Award 獲得很多技術(shù)和文學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)，爵士和騎士爵位，小行星4923 墓志銘：He never grew up, but he never stopped growing 個(gè)人網(wǎng)頁http:/Page 3 v 第一顆人造衛(wèi)星第一顆人造衛(wèi)星 1957年10月4日，蘇聯(lián)，Sputnik01或稱PS1 近/遠(yuǎn)地點(diǎn)、傾角與周期：227/945 km，65 deg，96.1 min 直徑和發(fā)射質(zhì)量：58 cm

3、，83.6 kg 信號(hào)頻率與發(fā)射時(shí)間：20.005 & 40.002 MHz，21 days 衛(wèi)星壽命：3 monthsv 美國的第一顆人造衛(wèi)星美國的第一顆人造衛(wèi)星 1958年1月31日，Explorer-I, 官方名稱Satellite 1958 Alpha 近/遠(yuǎn)地點(diǎn)與周期：360/2535 km，114.9 min 發(fā)射質(zhì)量：13.9 kg 信號(hào)頻率與功率：108MHz，60mW（30天）& 10mW（105天） 搭載儀器：宇宙射線探測器，微隕石探測器，溫度計(jì) 探測發(fā)現(xiàn)：Van Allen帶（環(huán)繞地球的帶電粒子輻射帶） Page 4 v 第一顆試驗(yàn)通信衛(wèi)星第一顆試驗(yàn)通信衛(wèi)

4、星SCORESCORESignal Communications by Orbiting Relay 1958年12月18日發(fā)射，電池容量只能工作12天采用實(shí)時(shí)或存儲(chǔ)（利用2個(gè)磁帶錄音機(jī)）轉(zhuǎn)發(fā)方式，進(jìn)行短波通信近/遠(yuǎn)地點(diǎn)、傾角與周期：183/1481 km，32.3 deg，110.5 min有效載荷和整星（Atlas導(dǎo)彈作戰(zhàn)部）在軌質(zhì)量：68 & 3969 kgv 氣球式無源試驗(yàn)通信衛(wèi)星氣球式無源試驗(yàn)通信衛(wèi)星Echo 1Echo 11960年8月12日發(fā)射，NASA直徑30.5米，重76kg，外覆鋁膜，反射960和2390MHz信號(hào)近/遠(yuǎn)地點(diǎn)、傾角與周期：966/2157 km，47

5、.3 deg，117.3 min載有107.9MHz信標(biāo)發(fā)射機(jī)，太陽能電池板和鎳鉻電池供電微波反射通信，電視和話音傳輸試驗(yàn)Page 5 v 第一顆有源通信衛(wèi)星第一顆有源通信衛(wèi)星Telstar 1Telstar 11962年7月10日直徑0.71m，高0.39m，重77kg近/遠(yuǎn)地點(diǎn)、傾角與周期：952/5933 km，44.8 deg，157.8 min上/下行頻率分別為6GHz和4GHz，全向天線跨洋電視轉(zhuǎn)播和電話電報(bào)傳輸試驗(yàn)v 第一顆地球同步通信衛(wèi)星第一顆地球同步通信衛(wèi)星Syncom 2Syncom 21963年7月26日發(fā)射，NASA直徑0.71m，高0.39m，總重68kg，自旋穩(wěn)定直

6、流功率29W，2個(gè)2W轉(zhuǎn)發(fā)器，帶寬分別為13MHz和5MHz上/下行頻率分別為7360MHz和1815MHzslotted dipole天線，增益為2dBi，波束寬度為25deg軌道高度、傾角與軌位：35891km，32.7deg，55W/26W/28.5E運(yùn)行軌道相對(duì)于地面作8字形移動(dòng)，準(zhǔn)同步，非靜止110條跨洋電話、電傳、傳真線路，可用于低質(zhì)量電視畫面?zhèn)鬏擯age 6 v 第一顆第一顆靜止軌道通信衛(wèi)星靜止軌道通信衛(wèi)星Syncom 3Syncom 31964年8月19日發(fā)射，NASA衛(wèi)星參數(shù)與Syncom 2相同靜止軌位：64W/180E/25W/165E/6W轉(zhuǎn)播1964年第十八屆東京奧運(yùn)

7、會(huì)v 第一顆實(shí)用商業(yè)通信衛(wèi)星第一顆實(shí)用商業(yè)通信衛(wèi)星Intelsat 1Intelsat 1（又名（又名Early BirdEarly Bird）1965年的4月6日，INTELSAT，工作壽命3.5年高0.59m，重39kg，自旋穩(wěn)定2個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器（功率6W，帶寬50MHz）通信服務(wù)容量相當(dāng)于240路電話，使跨大西洋通信容量增加50%第一次跨洋實(shí)況轉(zhuǎn)播電視Page 7 v 以人造通信衛(wèi)星為中繼站的微波中繼通信以人造通信衛(wèi)星為中繼站的微波中繼通信v 覆蓋范圍大覆蓋范圍大 適用于廣播方式 通信成本與通信距離無關(guān) 便于網(wǎng)絡(luò)快速擴(kuò)容及站點(diǎn)應(yīng)急部署 不容易查找干擾源v 通信距離長通信距離長 傳輸距離（上行或

8、下行）大致為3萬7到4萬1千km 傳輸延時(shí)長（單跳需1/4秒以上） 傳播損耗大（C、Ku的上/下行約為200/196、207/206dB） Page 8 v 工作頻率較高工作頻率較高 帶寬和通信容量較大 部分頻段存在降雨衰耗v 建網(wǎng)和使用成本高建網(wǎng)和使用成本高 衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器（帶寬資源與功率資源） 地球站設(shè)備與天線 （網(wǎng)管系統(tǒng)） 建站施工費(fèi)用Page 9 v 業(yè)務(wù)業(yè)務(wù) 固定衛(wèi)星業(yè)務(wù)（FSS, Fixed Satellite Service） 廣播衛(wèi)星業(yè)務(wù)（BSS, Broadcasting Satellite Service） 移動(dòng)衛(wèi)星業(yè)務(wù)（MSS, Mobile Satellite Servic

9、e）v 工作頻段工作頻段 L頻段，1-2 GHz，移動(dòng)通信、聲音廣播 S頻段，2-3 (2-4) GHz，移動(dòng)通信、圖像廣播 C頻段，4-6 GHz，固定通信、聲音廣播 X頻段，7-8 (8-12) GHz，固定通信 Ku頻段，10-14 (10.7-18) GHz，固定通信、電視直播 Ka頻段，17-31 (18-40) GHz，固定通信、移動(dòng)通信Page 10 v 軌道軌道 高度低軌（LEO），軌道高度低于5000公里中軌（MEO），軌道高度在5000到20000公里之間高軌（HEO），軌道高度高于20000公里 類型形狀：圓軌道與橢圓軌道傾角：赤道軌道，傾斜軌道 對(duì)地靜止軌道（GEO），

10、軌道高度約為36000公里v 轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)器 透明信道 星上處理 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)Page 11 v 地球的平均半徑約為地球的平均半徑約為63786378公里公里v 靜止衛(wèi)星的軌道高度約為靜止衛(wèi)星的軌道高度約為3578635786公里公里v 靜止衛(wèi)星軌道在赤道平面上靜止衛(wèi)星軌道在赤道平面上v 因其運(yùn)轉(zhuǎn)方向和角速度與地球的自轉(zhuǎn)方向和角速度相同，靜因其運(yùn)轉(zhuǎn)方向和角速度與地球的自轉(zhuǎn)方向和角速度相同，靜止衛(wèi)星的位置相對(duì)地面保持不變止衛(wèi)星的位置相對(duì)地面保持不變v 從靜止衛(wèi)星看地球，角直徑約為從靜止衛(wèi)星看地球，角直徑約為17.417.4度度35786 km17.4 degGEO satellitePage 12 v

11、 下圖采用下圖采用EquiRectengularEquiRectengular投影方式投影方式v 三條綠線分別對(duì)應(yīng)東經(jīng)三條綠線分別對(duì)應(yīng)東經(jīng)105.5105.5度衛(wèi)星的度衛(wèi)星的0 0度、度、1515度、及度、及3030度仰度仰角服務(wù)區(qū)角服務(wù)區(qū)v 0 0度仰角服務(wù)區(qū)只能覆蓋到南北緯大約度仰角服務(wù)區(qū)只能覆蓋到南北緯大約8080度處度處v 三顆衛(wèi)星可以覆蓋南北緯三顆衛(wèi)星可以覆蓋南北緯7070度以下的絕大部分地球表面度以下的絕大部分地球表面Page 13 v 國際合作組織國際合作組織 國際衛(wèi)星組織INTELSAT和INTERSPUTNIK，全球波束、半球波束、區(qū)域波束、點(diǎn)波束 海事衛(wèi)星組織INMARSA

12、T，全球波束、陸地及沿海波束v 國際性的衛(wèi)星公司國際性的衛(wèi)星公司 INTELSAT的私有化公司NewSkies，部分INTELSAT衛(wèi)星 SES Global、EuTelSat、PanAmSat、LoralSkynet等，覆蓋陸地及沿海島嶼Page 14 v 亞太地區(qū)的衛(wèi)星公司亞太地區(qū)的衛(wèi)星公司 東南亞：Palapa、ACeS（印尼）、Shin（ThaiCom，泰國）、MEASAT（馬來西亞）、SingTel（新加坡）、Mabuhi（菲律賓），覆蓋周邊國家及東亞地區(qū) 印度：InSat，主要覆蓋印度 日本與韓國：JCSAT等（日本與東亞）、KoreaSat（韓國） 澳大利亞：Optus（澳新與東

13、亞地區(qū)，已被SingTel收購）v 中國的衛(wèi)星公司中國的衛(wèi)星公司 亞洲衛(wèi)星（AsiaSat），常規(guī)軌位在100.5E、105.5E和122.2E 亞太衛(wèi)星（APT），常規(guī)軌位在76.5E、134E和138E 直播衛(wèi)星（China DBSat），由中廣衛(wèi)（ChinaSat）、鑫諾衛(wèi)星（Sino）和東方衛(wèi)星（China Orient）等組成 Page 15 v 上行（地對(duì)星）頻率高，下行（星對(duì)地）頻率低上行（地對(duì)星）頻率高，下行（星對(duì)地）頻率低v 固定衛(wèi)星業(yè)務(wù)的常用工作頻段固定衛(wèi)星業(yè)務(wù)的常用工作頻段 C頻段，上行5850-6425MHz，下行3725-4200MHz C擴(kuò)展頻段，上行6425-67

14、25MHz，下行3400-3700MHz LaoSat-1的C頻段：6485-6785/3400-3700MHz Ku頻段，上行14.0-14.5GHz，下行12.25-12.75GHz（用于中國所在的ITU 3區(qū)） LaoSat-1的Ku頻段：12.75-13.00/10.75-10.95 GHz Ka頻段，上行27.5-31.0GHz，下行17.7-21.2GHzv 廣播衛(wèi)星業(yè)務(wù)的常用工作頻段廣播衛(wèi)星業(yè)務(wù)的常用工作頻段 Ku頻段，上行14.5-14.8GHz（用于中國所在的ITU 3區(qū)的部分國家），下行11.7-12.2GHz（用于中國所在的ITU 3區(qū)） Ka頻段，上行17.3-17.8

15、GHz（用于中國所在的ITU 3區(qū)） Page 16 v 極化方式極化方式 電磁波輻射的電場矢量方向可按旋轉(zhuǎn)或線性方式變化，兩種方式的電磁波分別為圓極化波和線極化波 圓極化包含相互正交的左旋和右旋兩種極化方式 線極化包含相互正交的水平和垂直兩種極化方式 采用交叉極化頻譜復(fù)用方式，可以雙倍利用頻譜資源v 通信衛(wèi)星的常用極化方式通信衛(wèi)星的常用極化方式 地區(qū)性和國內(nèi)通信衛(wèi)星多采用雙線極化復(fù)用方式 國際衛(wèi)星組織的C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器多采用雙圓極化復(fù)用方式v 廣播衛(wèi)星的常用極化方式廣播衛(wèi)星的常用極化方式 國際電聯(lián)分配的電視直播頻段采用雙圓極化復(fù)用方式 電視直播頻段也可以改用雙線極化復(fù)用方式Page 17 v 通

16、信衛(wèi)星的整個(gè)工作頻段通常被分為多個(gè)子頻段通信衛(wèi)星的整個(gè)工作頻段通常被分為多個(gè)子頻段v 每個(gè)子頻段都由一套濾波和放大電路構(gòu)成獨(dú)立的傳輸通道，每個(gè)子頻段都由一套濾波和放大電路構(gòu)成獨(dú)立的傳輸通道，相關(guān)的電路設(shè)備被稱為通信轉(zhuǎn)發(fā)器相關(guān)的電路設(shè)備被稱為通信轉(zhuǎn)發(fā)器v C C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬通常為頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬通常為3636MHzMHz或或7272MHzMHzv KuKu頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬通常為頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬通常為5454MHzMHz或或3636MHzMHzv LaoSat-1LaoSat-1衛(wèi)星衛(wèi)星C C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的頻率和極化計(jì)劃如下圖所示頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的頻率和極化計(jì)劃如下圖所示Page 18 v LaoSa

17、t-1LaoSat-1衛(wèi)星衛(wèi)星KuKu頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的頻率和極化計(jì)劃如下圖所示頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的頻率和極化計(jì)劃如下圖所示Page 19 v 透明信道方式的通信轉(zhuǎn)發(fā)器只對(duì)信號(hào)作濾波、變頻透明信道方式的通信轉(zhuǎn)發(fā)器只對(duì)信號(hào)作濾波、變頻 和放大處理和放大處理 （接收天線定向接收上行信號(hào)） （低噪聲放大器對(duì)上行信號(hào)進(jìn)行預(yù)放大） 輸入帶通濾波器選擇上行信號(hào)中的相關(guān)頻率分量 混頻器對(duì)信號(hào)作上行/下行頻率轉(zhuǎn)換 信道放大器用于調(diào)整轉(zhuǎn)發(fā)器的增益 功率放大器對(duì)輸出信號(hào)作功率放大 輸出帶通濾波器限制帶外噪聲對(duì)相鄰轉(zhuǎn)發(fā)器的影響 （發(fā)送天線定向發(fā)送下行信號(hào)）LOPage 20 常用圖表，C頻段上下行鏈路之信號(hào)電平變化Page 21

18、 v 衛(wèi)星通信所用的放大倍數(shù)和傳輸損耗等的數(shù)值都很大，衛(wèi)星通信所用的放大倍數(shù)和傳輸損耗等的數(shù)值都很大， 不便于用真數(shù)表示和比較不便于用真數(shù)表示和比較v 用以用以1010為底的對(duì)數(shù)為底的對(duì)數(shù)，即貝爾（即貝爾（BelBel）表示時(shí)，又因單位過大）表示時(shí)，又因單位過大而略感不方便而略感不方便v 常用單位為分貝（常用單位為分貝（dBdB，decibeldecibel），），即貝爾的即貝爾的1/101/10v 采用對(duì)數(shù)的另一個(gè)好處是，可以將乘除運(yùn)算簡化為加減運(yùn)算采用對(duì)數(shù)的另一個(gè)好處是，可以將乘除運(yùn)算簡化為加減運(yùn)算 例一，增益分別為G1和G2的兩級(jí)放大器的級(jí)聯(lián)增益為 G = G1 * G2 （倍） = G

19、1 + G2（dB）式中，符號(hào) 表示將框內(nèi)的參數(shù)取其對(duì)數(shù)值 例二，功率為P、帶寬為BW的載波的功率譜密度為 P0 = P / BW （W/Hz） = P - BW（dBW/Hz ）Page 22 v 以分貝形式表示的計(jì)算單位以分貝形式表示的計(jì)算單位 增益或損耗單位dB， GdB = 10 log10 (P1 / P2) GdB = 20 log10 (V1 / V2)（？） 功率單位dBW或dBm 1W = 0dBW1mW = 0dBm0dBW = 30dBm 帶寬單位dBHz 1kHz = 30dBHz1MHz = 60dBHz 天線增益單位dBi、溫度單位dBk等 常用數(shù)據(jù) 7、5、3、2

20、倍分別約為8.5、7、4.8、3dB 2、1、0.5、0.2dB分別約為1.6、1.3、1.12、1.05倍 -2、-1、-0.5、-0.2dB分別約為0.6、0.8、0.9、0.95倍 由此可見0.5dB幾乎可以忽略不計(jì) Page 23 v 自由空間的傳輸損耗自由空間的傳輸損耗 Lf = (4pd /l)2 Lf = 10lg(4pd/l)2 = 20lg(4pd/l)(dB) 上式中，l 為信號(hào)的波長，即光速與信號(hào)頻率的比值 l = c/f = 3 * 108 / f (m) v 傳輸損耗與距離的平方成正比傳輸損耗與距離的平方成正比v 傳輸損耗與信號(hào)頻率的平方成正比傳輸損耗與信號(hào)頻率的平方

21、成正比v 當(dāng)傳輸距離為當(dāng)傳輸距離為3萬萬6千公里時(shí)，千公里時(shí)， 信號(hào)頻率為4GHz的自由空間傳輸損耗約為195.6dB 信號(hào)頻率為6GHz的自由空間傳輸損耗約為199.1dB 信號(hào)頻率為12GHz的自由空間傳輸損耗約為205.2dB 信號(hào)頻率為14GHz的自由空間傳輸損耗約為206.5dBPage 24 v 衛(wèi)星通信采用定向天線聚集信號(hào)能量，克服傳輸損耗衛(wèi)星通信采用定向天線聚集信號(hào)能量，克服傳輸損耗 地球站常用拋物面反射天線 衛(wèi)星多采用波束賦型天線v 天線增益天線增益 與全向天線相比，定向天線對(duì)信號(hào)能量的放大倍數(shù) 天線增益的單位為dBi，其中i表示全向（isotropic） 天線增益與信號(hào)頻率

22、的平方成正比 拋物面反射天線的增益與天線口徑的平方成正比v 天線方向圖天線方向圖 天線增益隨輻射平面的角坐標(biāo)而變化的分布圖 拋物面天線的方向圖采用方位和俯仰兩個(gè)坐標(biāo)的增益幅值表示 賦型天線的方向圖可用等值線圖表示Page 25 v 天線增益天線增益 拋物面天線的增益公式為 G = 10lg( h (pfD/c)2 ) (dBi) 式中，f 為工作頻率、D為天線口徑、h 為天線效率、c 為光速 與信號(hào)頻率的平方成正比 與天線口徑的平方成正比 常用數(shù)據(jù)C頻段1.8、2.4、3、4.5、6.2m天線的上/下行增益分別大致為40/36、42/39、44/41、48/44、51/47dBiKu頻段0.9

23、5、1.2、1.8、2.4、3m天線的上/下行增益分別大致為 41/40、43/42、47/45、49/48、51/50dBiPage 26 v 主瓣波束寬度主瓣波束寬度 與信號(hào)頻率成反比 與天線口徑成反比 雙邊的半功率波束寬度的估算公式為 HPBW = (70 to 72) D/l （度） 常用圖表，不同口徑Ku天線的主瓣波束寬度Page 27 v 天線方向圖天線方向圖 天線增益隨偏軸角的增加而在總體上呈遞減趨勢 方向圖可被分為主瓣、第一旁瓣、其他近旁瓣、以及遠(yuǎn)旁瓣 主瓣為圓柱狀 旁瓣通常為從里到外一圈低于一圈的環(huán)柱狀 常用數(shù)據(jù)C頻段1.8、2.4、3、4.5、6.2m天線相對(duì)于0.5度鄰星

24、的上/下行偏軸增益差分別大致為0.9/0.3、1.6/0.7、2.6/1.1、5.8/2.4、11/4.7dB； Ku頻段0.95、1.2、1.8、2.4、3m天線相對(duì)于0.5度鄰星的上/下行偏軸增益差分別大致為1.2/0.8、2.0/1.4、4.6/3.3、8.3/5.9、13/9.3dB； 由此可見，C頻段和Ku頻段的常用中小口徑天線都不符合0.5度鄰星的干擾協(xié)調(diào)要求C頻段1.8、2.4、3、4.5、6.2m天線相對(duì)于2度鄰星的上/下行偏軸增益差分別大致為15/6、21/11、23/18、26/23、29/25dB； Ku頻段0.95、1.2、1.8、2.4、3m天線相對(duì)于2度鄰星的上/下

25、行偏軸增益差分別大致為21/15、22/21、25/24、28/26、30/28dB； 由此可見，C頻段3m、以及Ku頻段1.2m以上口徑天線大致符合2度鄰星的干擾協(xié)調(diào)要求Page 28 v 賦型波束設(shè)計(jì)的目的賦型波束設(shè)計(jì)的目的 使天線的增益分布符合不同服務(wù)區(qū)的要求v 賦型波束設(shè)計(jì)方式賦型波束設(shè)計(jì)方式 單反射面復(fù)合饋源方式 單饋源賦型反射面方式v 天線方向圖與轉(zhuǎn)發(fā)器參數(shù)的關(guān)系天線方向圖與轉(zhuǎn)發(fā)器參數(shù)的關(guān)系 衛(wèi)星接收天線的方向圖與G/T和SFD線性相關(guān) 衛(wèi)星發(fā)送天線的方向圖與EIRP線性相關(guān)Page 29 v LaoSat-1LaoSat-1的的KuKu頻段接頻段接收和發(fā)送增益圖收和發(fā)送增益圖 由

26、天線增益與頻 率的平方成正比，折成對(duì)數(shù)，Ku上行增益應(yīng)比下行高約1.5dB，由此推得下表數(shù)據(jù)由此可見，為滿足LaoSat-1的G/T在所有服務(wù)區(qū)均滿足6dBk要求，而硬性攤平天線接收增益等值線圖的做法，收到的只是負(fù)面效果覆蓋區(qū)上行下行差值設(shè)計(jì)值實(shí)測值修正值設(shè)計(jì)值實(shí)測值萬象36.2 dBi36.1 dBi37.6 dBi34 dBi33.8 dBi3.8 dB波束邊緣34.2 dBi34.1 dBi35.6 dBi34 dBi33.8 dBi1.8 dB新加坡33.2 dBi33.1 dBi34.6 dBi34 dBi33.8 dBi0.8 dBPage 30 v 衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的三個(gè)主要

27、參數(shù)為的三個(gè)主要參數(shù)為G/TG/T、SFDSFD與與EIRPEIRPv G/TG/T和和SFDSFD反映衛(wèi)星接收系統(tǒng)在其服務(wù)區(qū)內(nèi)的性能反映衛(wèi)星接收系統(tǒng)在其服務(wù)區(qū)內(nèi)的性能v G/TG/T和和SFDSFD與衛(wèi)星接收天線的增益與衛(wèi)星接收天線的增益分布分布線性相關(guān)線性相關(guān)v EIRPEIRP反映轉(zhuǎn)發(fā)器的下行功率反映轉(zhuǎn)發(fā)器的下行功率v EIRPEIRP與衛(wèi)星發(fā)送天線的增益與衛(wèi)星發(fā)送天線的增益分布分布線性相關(guān)線性相關(guān)v 衛(wèi)星天線增益隨天線指向與工作頻率而變衛(wèi)星天線增益隨天線指向與工作頻率而變 不同地點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)器參數(shù)是不同的 同一地點(diǎn)、不同轉(zhuǎn)發(fā)器的參數(shù)也有差異 特定地點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)器參數(shù)可從城市參數(shù)表或等值線分布圖

28、中查到Page 31 v F Figure of meritigure of merit，即接收系統(tǒng)的品質(zhì)因數(shù)即接收系統(tǒng)的品質(zhì)因數(shù)v 接收天線增益接收天線增益G G與接收系統(tǒng)噪聲溫度與接收系統(tǒng)噪聲溫度T T之比值之比值v 單位為單位為dB/kdB/kv 計(jì)算公式為計(jì)算公式為 G/T = GRTS 式中，GR為衛(wèi)星天線的接收增益 TS為衛(wèi)星接收系統(tǒng)的噪聲溫度v 常用數(shù)據(jù)常用數(shù)據(jù)LaoSat-1的C頻段G/T大致為-3到-2 dB/kLaoSat-1的Ku頻段G/T略高于6 dB/kPage 32 v 飽和通量密度飽和通量密度，反映衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)上行功率的需求量反映衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)上行功率的需求量v 當(dāng)

29、轉(zhuǎn)發(fā)器被推到飽和工作點(diǎn)當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)器被推到飽和工作點(diǎn)（SatulatedSatulated）時(shí)，上行載波在接時(shí)，上行載波在接收天線口面所達(dá)到的收天線口面所達(dá)到的通量（通量（FluxFlux）密度（）密度（DensityDensity）v 單位為單位為dBdBw w/m/m2 2v 與與G/TG/T的關(guān)系為的關(guān)系為SFD = constant + attn G/T 式中，constant為反映轉(zhuǎn)發(fā)器增益的計(jì)算常數(shù)，其值多在-100 與-90之間，constant越小，轉(zhuǎn)發(fā)器的增益就越高； attn為可被地面遙控改變的轉(zhuǎn)發(fā)器增益調(diào)整量，用于 調(diào)整SFD的靈敏度；用戶在作鏈路計(jì)算時(shí)，應(yīng)向衛(wèi)星公司了解相關(guān)轉(zhuǎn)

30、發(fā)器attn的當(dāng)前設(shè)置值，并且據(jù)此對(duì)原由圖表提供的SFD數(shù)據(jù)作修正v 常用數(shù)據(jù)常用數(shù)據(jù) LaoSat-1之C、Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器在FGM模式的SFD值均為 - (70 to 93) - G/TPage 33 v Effective Isotropic Radiated PowerEffective Isotropic Radiated Power，有效全向輻射功率，有效全向輻射功率v 通過定向天線，通過定向天線，在指定方向上在指定方向上發(fā)送發(fā)送的功率的功率v 單位為單位為dBdBW Wv 為天線增益與功放輸出功率之對(duì)數(shù)和為天線增益與功放輸出功率之對(duì)數(shù)和v 計(jì)算公式為計(jì)算公式為EIRP = P Lo

31、ss + GT 式中，P為放大器的輸出功率 Loss為功放輸出端與天線饋源之間的饋線損耗 GT為衛(wèi)星天線的發(fā)送增益v 常用數(shù)據(jù)常用數(shù)據(jù)LaoSat-1的C頻段EIRP大致為40到41dBW LaoSat-1的Ku頻段EIRP大致為54到56dBW Page 34 C與與v C C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的服務(wù)區(qū)大，通常覆蓋幾乎所有的可見陸地頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的服務(wù)區(qū)大，通常覆蓋幾乎所有的可見陸地v EIRPEIRP通常為通常為3636到到4242dBWdBW，G/TG/T通常為通常為-5-5到到+1+1dB/kdB/kv 地面天線的口徑一般不小于地面天線的口徑一般不小于1.81.8米米v 電波傳輸通常不受氣候條件的

32、影響電波傳輸通常不受氣候條件的影響v 適用于可靠性較高的業(yè)務(wù)、以及遠(yuǎn)距離的國際或洲際業(yè)務(wù)適用于可靠性較高的業(yè)務(wù)、以及遠(yuǎn)距離的國際或洲際業(yè)務(wù)v KuKu頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的服務(wù)區(qū)小，通常只覆蓋一個(gè)大國或數(shù)個(gè)小國頻段轉(zhuǎn)發(fā)器的服務(wù)區(qū)小，通常只覆蓋一個(gè)大國或數(shù)個(gè)小國v EIRPEIRP通常為通常為4444到到5656dBWdBW，G/TG/T通常為通常為-2-2到到+8+8dB/kdB/kv 地面天線口徑可以小于地面天線口徑可以小于1 1米米v 電波傳輸容易受降雨等氣候條件的影響電波傳輸容易受降雨等氣候條件的影響v 適用于站點(diǎn)較多、建網(wǎng)條件較差的國內(nèi)業(yè)務(wù)適用于站點(diǎn)較多、建網(wǎng)條件較差的國內(nèi)業(yè)務(wù)Page 35 v

33、 衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器通常采用行波管功率放大器衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器通常采用行波管功率放大器v 行波管放大器是一種非線性放大器行波管放大器是一種非線性放大器v 放大器輸入功率與輸出功率的關(guān)系可由放大器輸入功率與輸出功率的關(guān)系可由I/OI/O關(guān)系曲線表示關(guān)系曲線表示 縱坐標(biāo)為輸出功率，橫坐標(biāo)為輸入功率 曲線的頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)于放大器的飽和功率，即最大功率 左側(cè)為線性段，其最高點(diǎn)為線性點(diǎn) 線性點(diǎn)越接近于飽和點(diǎn)，放大器的線性越好，多載波條件下的最大輸出功率越高Page 36 v I/OI/O關(guān)系曲線以飽和功率，即曲線的頂點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的最大功率關(guān)系曲線以飽和功率，即曲線的頂點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的最大功率為參考點(diǎn)為參考點(diǎn)v 輸出回退輸出回退 OPB

34、O或OBO（Output Back-off） 飽和輸出功率與曲線上某個(gè)實(shí)際輸出功率之差值v 輸入回退輸入回退 IPBO或IBO（Input Back-off） 飽和輸入功率與某個(gè)實(shí)際輸入功率的差值Page 37 v 轉(zhuǎn)發(fā)器在多載波工作時(shí)，將產(chǎn)生互調(diào)分量，轉(zhuǎn)發(fā)器在多載波工作時(shí)，將產(chǎn)生互調(diào)分量，對(duì)帶外載波造成干擾對(duì)帶外載波造成干擾v 兩個(gè)單載波（兩個(gè)單載波（CWCW）與其互調(diào)分量的頻譜圖如下）與其互調(diào)分量的頻譜圖如下Page 38 v 為了避免互調(diào)干擾，應(yīng)使轉(zhuǎn)發(fā)器處于線性工作條件下，即控制為了避免互調(diào)干擾，應(yīng)使轉(zhuǎn)發(fā)器處于線性工作條件下，即控制轉(zhuǎn)發(fā)器內(nèi)所有載波的總功率，使之不超過轉(zhuǎn)發(fā)器的線性功率點(diǎn)轉(zhuǎn)

35、發(fā)器內(nèi)所有載波的總功率，使之不超過轉(zhuǎn)發(fā)器的線性功率點(diǎn)v 線性功率點(diǎn)的線性功率點(diǎn)的OPBOOPBO與與IPBOIPBO分別為轉(zhuǎn)發(fā)器的線性分別為轉(zhuǎn)發(fā)器的線性O(shè)PBOOPBO與與IPBOIPBOv 轉(zhuǎn)發(fā)器的線性轉(zhuǎn)發(fā)器的線性O(shè)PBOOPBO越低，轉(zhuǎn)發(fā)器在多越低，轉(zhuǎn)發(fā)器在多載波載波條件下條件下的的總總輸出輸出功率功率就越高就越高v 在轉(zhuǎn)發(fā)器中加裝線性器，可以降低轉(zhuǎn)發(fā)器的線性在轉(zhuǎn)發(fā)器中加裝線性器，可以降低轉(zhuǎn)發(fā)器的線性O(shè)PBOOPBO 不裝線性器的轉(zhuǎn)發(fā)器線性O(shè)PBO通常為4.5dB 裝有線性器的轉(zhuǎn)發(fā)器線性O(shè)PBO通常為3dB 后者的載波分配功率可比前者高1.5dBv LaoSat-1LaoSat-1的所有轉(zhuǎn)發(fā)器均裝有線性器的所有轉(zhuǎn)發(fā)器均裝有線性器Page 39 v 功率和帶寬同為轉(zhuǎn)發(fā)器的重要資源功率和帶寬同為轉(zhuǎn)發(fā)器的重要資源v 用戶用戶所分配到的載波功率通常應(yīng)與其租用帶寬相平衡所分配到的載波功率通常應(yīng)與其租用帶寬相平衡v 載波載波的下行的下行EIRPEIRP