卫星通信新技术.ppt

(SDMA)187卫星通信新技术智第18章卫星通信技术181卫星通信的基本概念卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电信号,在两个或多个地面站之间进行的通信过程或方式。卫星通信属于宇宙无线电通信的一种形式,工作在微波频段。宇宙通信是以宇宙飞行体或通信转发体作为对象的无线电通信。它可分为三种形式:智第18章卫星通信技术(1)地球站与宇宙站间的通信;(2)宇宙站之间的通信;(3)通过宇宙站的转发或反射进行的地球站之间的通信。人们常把第三种形式称为卫星通信。宇宙站是指地球大气层以外的宇宙飞行体(如人造卫星和宇宙飞船等)或其它星球上的通信站。地球站是指设在地面、海洋或大气层中的通信站****惯上统称为地面站。智第18章卫星通信技术卫星通信是在地面微波中继通信和空间技术的基础上发展起来的。微波中继通信是一种“视距”通信,即只有在“看得见”的范围内才能通信。而通信卫星的作用相当于离地面很高的微波中继站。由于作为中继的卫星离地面很高,因此经过一次中继转接之后即可进行长距离的通信。图18-1是一种简单的卫星通信系统示意图,它是由一颗通信卫星和多个地面通信站组成的。智第18章卫星通信技术R图18—1卫星通信示意图智第18章卫星通信技术由图18-1可见,离地面高度为he的卫星中继站看到地面的两个极端点是A和B点,即S长度将是以卫星为中继站所能达到的最大通信距离。其计算公式为S=RO=R、osRo)(km)式中,R0为地球半径,R0=6378km;O为AB所对应的圆心角(弧度);h为通信卫星到地面的高度,单位为km。上式说明,h越高,地面上最大通信距离越大。智第18章卫星通信技术(1)h=500km时,由公式求得S=4892km;(2)h=35800km时,S=18100km。由于卫星处于外层空间,即在电离层之外,地面上发射的电磁波必须能穿透电离层才能到达卫星;同样,从卫星到地面上的电磁波也必须穿透电离层,而在无线电频段中只有微波频段恰好具备这一条件,因此卫星通信使用微波频段。第18章卫星通信技术目前大多数卫星通信系统选择在下列频段工作(1)UHF波段(400/200MHz);(2)L波段();(3)C波段(60/);(4)X波段()(5)K波段(140/;140/;30/20GHz)。由于C波段的频段较宽,又便于利用成熟的微波中继通信技术,且天线尺寸也较小,因此,,通信卫星的种类繁多,按不同的标准有不同的分类。下面我们给出几种常用的卫星种类。(1)按卫星的结构可分为:无源卫星和有源卫星两类。无源卫星是运行在特定轨道上的球形或其它形状的反射体,没有任何电子设备,它是靠其金属表面对无线电波进行反射来完成信号中继任务的。在20世纪50~60年代进行卫星通信试验时,曾利用过这种卫星。智第18章卫星通信技术目前,几乎所有的通信卫星都是有源卫星,一般多采用太阳能电池和化学能电池作为能源这种卫星装有收、发信机等电子设备,能将地面站发来的信号进行接收、放大、频率变换等其它处理,然后再发回地球。这种卫星可以部分地补偿在空间传输所造成的信号损耗。