微波与卫星通信第1章概述课件

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1、第1章　概述1.1微波与卫星通信的基本概念1.2微波与卫星通信的特点1.3微波通信系统1.4卫星通信系统1.5微波与卫星通信的频率配置1.1微波与卫星通信的基本概念1.微波通信微波是指频率在300MHz至300GHz范围内的电磁波，微波通信则是指利用微波携带信息，通过电波进行空间传输的一种通信方式。当两点之间的通信距离超过50km时，只要在传输路径上建立中继线路，就构成了微波中继通信。微波的传播与光波的传播类似，具有似光性、频率高、极化等传输特性，因此微波在自由空间中只能沿直线传播，其绕射能力很弱，且在传播中遇到不均匀的介质时，

2、将产生折射和反射现象。正因为如此，在天线高度一定的情况下，为了克服地球的凸起而实现远距离通信就必须采用中继接力的方式，如图1－1所示。否则，A站发射出的微波射线将远离地面而根本不能被C站接收。微波采用中继方式的另一个原因是，电磁波在空间传播过程中因受到散射、反射、大气吸收等诸多因素的影响，而使能量受到损耗，且频率越高、站距越长，微波能量损耗就越大，因此微波传播一定距离后就要进行能量补充，这样才能将信号传向远方。由此可见，一条上万米的微波通信线路是由许多微波站连接而成的，信息是通过这些微波站逐站传播的。图1－1微波中继示意图微波的传播与

3、光波的传播类似，具有似光性、频率高、极化等传输特性，因此微波在自由空间中只能沿直线传播，其绕射能力很弱，且在传播中遇到不均匀的介质时，将产生折射和反射现象。正因为如此，在天线高度一定的情况下，为了克服地球的凸起而实现远距离通信就必须采用中继接力的方式，如图1－1所示。否则，A站发射出的微波射线将远离地面而根本不能被C站接收。微波采用中继方式的另一个原因是，电磁波在空间传播过程中因受到散射、反射、大气吸收等诸多因素的影响，而使能量受到损耗，且频率越高、站距越长，微波能量损耗就越大，因此微波传播一定距离后就要进行能量补充，这样才能将信号传

4、向远方。由此可见，一条上万米的微波通信线路是由许多微波站连接而成的，信息是通过这些微波站逐站传播的。2.卫星通信卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发或反射无线电信号，在两个或多个地球站之间进行的通信。这里，地球站是指设在地球表面（包括地面、海洋和大气中）上的无线电通信站，而用于实现通信目的的这种人造地球卫星叫做通信卫星，如图1－2所示。图1－2卫星通信示意图可以看出，在通信卫星天线波束覆盖的地球表面区域内，各种地球站通过卫星中继站转发信号来进行通信。因此，卫星通信实际上就是利用通信卫星作为中继站而进行的一种特殊的微波中继通信。卫

5、星通信是宇宙无线电通信的形式之一，国际电信联盟（ITU）规定，宇宙站是指设在地球大气层以外的宇宙飞行体（如人造卫星、宇宙飞船等）或其他天体（如月球或别的行星）上的通信站。把以宇宙飞行体为对象的无线电通信统称为宇宙通信。宇宙通信有三种基本形式，如图1－3所示。图1－3宇宙无线电通信的三种基本形式图1－3（c）所示的通信方式通常称为卫星通信。当卫星是静止卫星时，称为静止通信卫星。利用卫星来传输电视信号时，称为宇宙转播或卫星转播。目前，绝大多数通信卫星是地球同步卫星（静止卫星）。图1－4是静止卫星与地球相对位置的示意图。若以120°的等间隔

6、在轨道上配置三颗静止卫星，则地球表面除了两极区没有被卫星波束覆盖外，其他区域均在覆盖范围之内，而且其中部分区域为两个静止卫星波束的重叠区域，因此借助于重叠区内地球站的中继（称为双跳），可以实现在不同卫星覆盖区内地球站之间的通信。由此可见，只要用三颗等间隔配置的静止卫星就可以实现全球通信，这一特点是其他任何通信方式所不具备的。如一组静止卫星所处的位置分别在太平洋、印度洋和大西洋上空，它们构成的全球通信网承担着绝大部分的国际通信业务和全部国际电视信号的转播，如图1－5所示。图1－4静止卫星与地球相对位置示意图图1－5全球通信网1.2微波与

7、卫星通信的特点1.微波通信的特点根据所传基带信号的不同，微波通信分为如下两种制式：(1)模拟微波通信。用于传输频分多路－调频制（FDM－FM）基带信号的系统称为模拟微波通信系统。(2)数字微波通信。用于传输数字基带信号的系统称为数字微波通信系统。数字微波通信系统可再细分为准同步数字系列(PDH)微波通信系统和同步数字系统(SDH)微波通信系统。“微波、多路、接力”是微波通信最基本的特点。“微波”是指工作频段宽，它包括了分米波、厘米波和毫米波三个频段，可容纳较其他频段多得多的话路。微波频率高，波长短，易制成高增益微波天线。此外，微波通信

8、的可靠性和稳定性可以做得很高，因为基本不受天电干扰、工业干扰和太阳黑子变化的影响。　　“多路”是指微波通信的通信容量大，即微波通信设备的通频带可以做得很宽。“接力”是目前广泛使用于视距微波的通信方式。近年来，由于通信技