第1章 概述56289new

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1、第1章卫星通信系统概述张燕zy29209@163.com1教材和参考书教材：朱立东等，《卫星通信导论（第3版）》，电子工业出版社参考书：钟储圻，《数字卫星通信》，机械工业出版社李白萍等，《微波与卫星通信》，西安电子科技大学出版社丁龙刚等，《卫星通信技术》，机械工业出版社2通信：有线通信和无线通信有线通信：光纤、电缆、明线无线通信：短波通信、微波中继通信、地面蜂窝移动通信、卫星通信、无线局域网卫星通信是个人通信网的组成部分，是地面通信网的补充。31.1卫星通信的基本概念1.2系统组成1.3频率分配1.4卫星通

2、信的特点1.5卫星通信系统的应用类型1.6卫星通信的发展第1章概述41.1卫星通信的基本概念卫星通信的定义卫星通信是利用卫星作为中继站转发或反射无线电波，以此来实现两个或多个地球站之间通信的一种通信方式而用于实现通信目的的这种人造卫星叫做通信卫星，其作用相当于离地面很高的中继站。5图1卫星通信示意图67以空间飞行体为对象的无线电通信统称为空间通信。它包括三种形式：（1）空间站与地球站之间的通信；（2）各空间站之间的通信；（3）通过空间站转发或反射而进行的地球站间的通信。通常，我们把第三种形式的空间通信称为

3、卫星通信。8图2空间通信的三种基本形式通常称为卫星通信9上行链路和下行链路从地球站发射信号到通信卫星所经过的通信路径称为上行链路。通信卫星将信号再转发到其它地球站的通信路径就称为下行链路。10通信卫星的种类按卫星的结构，通信卫星可分为有源卫星（目前广泛应用）无源卫星（目前已淘汰）按卫星运动周期，可分为同步卫星非同步卫星111213按卫星重量分：种类重量（kg）巨卫星>3500大卫星>1000中型卫星500～1000小卫星100～500微小卫星10～100纳卫星1～10皮卫星0.1～1飞卫星<0.114SNA

4、P-1Nano-Satellite清华大学的“纳星”一号15Picosat皮卫星1617按卫星形状分，有球形卫星、箱形卫星、圆柱体(套筒式)卫星、锥顶圆柱体卫星、多棱柱形卫星、风扇行卫星等多种18按卫星业务种类分，有商用卫星、军用卫星、气象卫星、科研卫星、广播卫星等。按姿态稳定方式分，有自旋稳定卫星和三轴稳定卫星。19也可按卫星轨道高度进行分，最常用的是圆轨道，按轨道高度分为低轨道(LEO,LowEarthOrbit)：500~2000km，运行周期为2～4小时中轨道(MEO,MediumEarthOrbi

5、t)：8000~20000km，运行周期4～12小时静止轨道(GEO,GeostationaryEarthOrbit)：35786km，运行周期24小时，经常也称同步轨道20静止轨道卫星示意图21GEO举例：国际卫星通信组织建立的全球卫星通信系统(INTELSAT,简称IS)利用静止轨道卫星来实现全球通信。该全球卫星通信网向全球200多个国家、地区和附属地的用户提供话音/数据和图像两大类服务。比如跨洋国际通信业务、跨洋电视转播业务。22卫星通信示意图23MEO举例：全球定位系统(GlobalPosition

6、ingSystem,GPS)是美国从20世纪70年代开始研制的，于1994年全面建成，是具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS由一组运行在高度20200km的倾斜圆轨道上的24颗卫星组成。地面通过接收来自至少4颗卫星的信号，以精确确定接收点的位置(经度、纬度、高度)。2425LEO举例：“全球星”(Globalstar)系统是由美国劳拉公司和高通公司倡导发起的卫星移动通信系统。全球星系统空间段由48颗卫星加8颗备份星组成。这些卫星分布在8个倾角为52度的圆形轨道平

7、面上，轨道高度1414公里。26271.2系统组成卫星通信系统通常是由4大部分组成通信卫星通信地球站分系统跟踪遥测及指令分系统监控管理分系统28卫星通信系统的组成29此外，也可分为空间段：主要是卫星本身。在一个卫星通信系统中可以由一颗或多颗卫星组成的星座构成这个系统的空间段。地面段：典型的地面段即地球站，还包括地面卫星控制中心（SCC,Satellitecontrolcenter）及其跟踪、遥测和指令站（TT&C,Tracking,telemetryandcommandstation）用户段：各种用户终端。

8、30311.3频率分配工作频段的选择原则：（1）工作频段电波能穿透电离层；（2）天线系统接收的外界干扰噪声要小；（3）电波传播损耗及其它损耗要小；（4）设备重量轻，体积小，耗电少；（5）可用频带宽，以满足通信容量的要求（6）与其它地面无线系统间的相互干扰要尽量小；（7）尽可能地利用现有的通信技术和设备。3233电波的波长与频率特性地面波中波段地球E层F层VHF波段以上广播卫星短波段电离层电波由天线发射出来的，不