卫星通信基础知识讲义.doc

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1、卫星接收技术一、卫星通信基础知识1．无线电通信基本知识1.1电磁波的概念振动的电场和磁场在空间的传播叫做电磁波。由收音机收到的无线电广播信号，由电视机收到的高频电视信号，医院里物理治疗用的红外线，消毒和杀菌用的紫外线，透视照相用的X射线，以及各种可见光，都属于电磁波。1.2电磁波的物理量人们用频率、波长和波速来描述电磁波的性质。频率是指在单位时间内电场强度矢量E（或磁场强度矢量H）进行完全振动的次数，通常用f表示。波长是指在波的传播方向上相邻两个振动完全相同点之间的距离，通常用λ表示。波速是指电磁波在单位时间内传播的距离，通常用v表示。频率f，波长

2、λ，和波速v之间满足如下关系：v=λf如果一电磁波在一秒内振动一次，该电磁波的频率就是1Hz，即发f=1/T在国际单位制中，波速的单位是m/s(米/秒)，波长的单位是m(米)，频率的单位是Hz.对于无线电信号，它属于电磁波，它的传播速度为光速，即每秒约前进30万公里。波长ＹＸＯ图1-1电磁波图例如：对于一个频率为102MHz的调频广播节目，其波长为300,000,000米除102,000,000Hz，等于2.94米。1.3电磁波的种类不同频率的（或不同波长）电磁波具有不同的性质用途。人们按照其频率或波长的不同把电磁波分为不同的种类，频率在300GH

3、z(1GHz=109Hz)以下的波称为无线电波，主要用于广播，电视或其他通讯。频率在3×1011Hz-4×1014Hz之间的波称为红外线，它的显著特点是给人以“热”的感觉，常用于医学上的物理治疗或红外线加热，探测等，频率在3.84×1014HZ-7.69×1014Hz之间的波为可见光，它能引起人们的视觉，频率在8×1014Hz-3×1017Hz之间的波称为紫外线，具有较强的杀菌能力，常用于杀菌，消毒，频率在3×1017Hz-5×1019Hz之间的波称为X射线（或伦琴射线）它的穿透能力很强，常用于金属探测，人体透视等，在原子核物理中还有频率为1018

4、Hz-1022Hz以上的射线，其穿透能力就更强了。1.4波段与频道的概念由于利用频率可以计算出波长，一个频率范围将对应一个波长范围，所以频段与波段具有同样的意思。两个叫法是对应的，也是通用的，在电视广播领域中，更多使用波段。频道是指传送一个信号源节目所使用的频率（或波长）范围。通常一个频段（或波段）能够再分成多个频道。1.5波段的划分按照波长和用途不同，人们把无线电波又分成许多波段，如表1.1所示。表1.1无线电波波段的划分名称英文波长范围频率范围极低频（极长波）100000Km～10000Km3Hz～30Hz超低频（超长波）10000Km～100

5、0Km30Hz～300Hz特低频（特长波）ULF1000Km～100Km300Hz～3000Hz甚低频（甚长波）VLF100Km～10Km3KHz～30KHz低频（长波）LF10000m～1000m30KHz～300KHz中频（中波）MF1000m～100m300KHz～3000KHz高频（短波）HF100m～10m3MHz～30MHz甚高频（米波）VHF10m～1m30MHz～300MHz微波特高频（分米波）UHF10dm～1dm300MHz～3000MHz超高频（厘米波）SHF10cm～1cm3GHz～30GHz极高频（毫米波）EHF10mm～

6、1mm30GHz～300GHz至高频（亚毫米波）0.3nm～1um300GHz～1000GHz微波是指波长在微米级的无线电信号。1.6电磁波的极化方式当电磁波在空间传播时，其电场强度矢量E的方向具有确定的规律，这种现象称为电磁波的极化。在均匀无限空间中传播的电磁波是一种横波，其电场矢量E、磁场强度矢量H和波的传播方向三者之间，两两互相垂直，常用电场强度矢量E的变化来代表电磁波的变化。极化方式即卫星电视信号的电磁场的振动方向的变化方式。按照极化方式的不同，电磁波可分为线极化波和圆极化波等各种不同的类型。所谓线极化波，就是其电场强度矢量E的尾端在一直线

7、上改变的电磁波。当E与地面垂直时，称为垂直极化波；当E与地面平行时，称为水平极化波。考虑到发射天线和接收天线的架设方便，减少重影，以及避开其他电波的干扰等因素，一般垂直极化波大多用于中波广播、移动通讯、卫星电视广播等，水平极化波大多用于短波广播、地面电视广播、调频广播和卫星电视广播等。1.7Ku波段卫星通信波段及其极化方式卫星通信使用微波频段300MHz—30GHz，采用高频信号的目的是保证地面上发射的电磁波能够穿透电离层到达卫星。在卫星通信中，不同的卫星，或者同一颗卫星上的不同转发器所使用的频率范围都不相同，不同频率范围有不同的代号。如3.95-

8、5.85GHz频率范围的代号是Ｃ，该频率范围简称C波段；12.24-18GHz频率范围的代号是Ku,该频率范围简称Ku波段