《卫星通信原理》PPT课件

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1、卫星电视与视频会议系统第1章卫星通信原理本章主要内容无线电波；开普勒定律；对地静止轨道；卫星通信系统；卫星电视接收；卫星业务的开始自从1957年前苏联发射第一颗人造地球卫星以来，人造卫星即被广泛应用于通信，广播，电视等领域。1965年第一颗商用国际通信卫星被送入大西洋上空同步轨道，开始了利用静止卫星的商业通信。卫星通信系统的组成卫星空中中继站的作用，即把地球站发上来的电磁波放大后再返送回另一地球站地球站卫星系统与地面公众网的接口，地面用户通过地球站出入卫星系统形成链路卫星通信系统的组成-卫星卫星通信系统的

2、组成-地球站卫星通信的主要优点（１）通信范围大，只要卫星发射的波束覆盖的范围均可进行通信。（２）不易受陆地灾害影响。（３）建设速度快。（４）易于实现广播和多址通信。（５）电路和话务量可灵活调整。（６）同一信道可用于不同方向和不同区域。卫星通信的主要缺点（１）由于两地球站向电磁波传播距离有72000KM，信号到达有延迟。（２）10GHZ以上频带受降雨雪的影响。（３）天线受太阳噪声的影响。卫星业务的频率分配（区域）区域1：欧洲、非洲、前苏联和蒙古区域2：南北美洲和格陵兰岛区域3：亚洲（除区域1中的地区之外）、

3、澳大利亚和西南太平洋卫星业务的频率分配（业务）卫星固定业务（FSS）卫星广播业务（BSS）卫星移动业务卫星导航业务卫星气象业务………电磁波卫星常用频段频段频率范围（GHz）VHF0.1~0.3UHF0.3~1.0L1.0~2.0S2.0~4.0C4.0~8.0X8.0~12.0卫星常用频段Ku12.0~18.0K18.0~27.0Ka27.0~40.0V40.0~75W75~110mm110~300μm300~3000ITU频率表示法表示符号频率范围米制划分VLF3~30kHz万米波LF30~300kHz

4、千米波MF300~3000kHz百米波HF3~30MHz十米波VHF30~300MHz米波UHF300~3000MHz分米波SHF3~30GHz厘米波EHF30~300GHz毫米波300~3000GHz丝米波c=ƒ·λ地球大气层的分层90100200300400500600近似高度（km）自由空间电离层对流层地球表面冰晶层降雨卫星通信系统中的传输损耗传输损耗物理原因主要影响对象衰减和太空噪声的增加大气层中的大气、云、雨大约10GHz以上的频率信号去极化降雨、冰晶C和Ku频段的双极化系统（与系统配置有关）折

5、射、大气层的多径大气层中的大气低仰角时的通信和跟踪信号闪烁对流层和电离层的折射率起伏对流层：10GHz以上的频率和低仰角；电离层：10GHz以下的频率反射多径、阻挡地表面、地球表面上的物体卫星移动业务传播时延、变化对流层、电离层精确定时和定位系统，时分复用多址接入（TDMA）系统系统间干扰风管、散射、衍射目前主要是C频段；降雨散射可能会影响更高频率开普勒第一定律卫星运行路线——椭圆质心始终在其中一个焦点上开普勒第二定律相同时间扫过相同面积离地球越远，穿越给定距离所需时间越长开普勒第三定律轨道周期的平方正比

6、于两个球体之间平均距离的立方a³=μ/n²嫦娥一号飞行示意图卫星相关术语远地点离地球最远的点。近地点离地球最近的点。拱线穿过地球中心连接远地点和近地点的连线。升交点轨道从南向北穿过赤道面的点。降交点轨道从北向南穿过赤道面的点。交点线穿过地球中心连接升交点和降交点的连线。倾角轨道面和地球赤道面之间的夹角。星下点地球上处于卫星垂直下方的点。近地点幅角在地球中心处卫星轨道面内卫星运动方向上测得的从升交点到近地点的角度。平均近点角卫星相对于近地点的角位置的平均值。卫星轨道要素长半轴偏心率平均近点角近地点幅角倾角升

7、交点的右旋升交点赤经卫星按轨道分类（高度）低高度卫星：H<5000km，T<4h；中高度卫星：5000km20000km，T>12h。卫星按轨道分类（倾角）赤道轨道卫星：i=0°；极轨道卫星：i=90°；倾斜轨道卫星：0°24or24/Nor24Nh。对地静止轨道（１）卫星必须以与地球旋转相同的速度向东运动；（２）轨道必须是圆形的；（３）

8、轨道的倾角必须为零度。对地静止轨道高度：hGSO=aGSO-aE=42164–6378=35786注：这个值经常取为36000km。天线视角概念：天线直接指向卫星所需要的方位角和仰角。参数：三种参数确定地球站到对地静止轨道的视角。（1）地球站的纬度（2）地球站的经度（3）星下点的经度（或称为卫星经度）全球卫星分布图卫星的地球日蚀在春分点和秋分点前后，当太阳穿越赤道时，在一段时间内卫星进入地球的阴影区。日蚀从二分点（春分点或秋分