卫星通信(基础理论)
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卫星通信基础知识卫星通信基础知识第一节电磁波常识一、电磁波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。
二、电磁波的频率、波长人们用频率、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 ,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。
例如:对于一个频率为98MHz的调频广播节目,其波长为300,000,000米除98,000,000Hz,等于3.06米。
不同的频率的(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,频率在四、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 沿一定角度方向的波,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。
卫星通信的基础知识卫星通信概述1.卫星通信的基本概念与特点定义:卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站,转发或反射无线电波,在两个或多个地球站之间进行的通信。
卫星通信又是宇宙无线电通信形式之一,而宇宙通信是指以宇宙飞行体为对象的无线电通信,它有三种形式:(1)宇宙站与地球站之间的通信;(直接通信)(2)宇宙站之间的通信;(直接通信)(3)通过宇宙站转发或反射而进行的地球站间的通信。
(间接通信)第三种通信方式通常称为卫星通信,当卫星为静止卫星时称为静止卫星通信。
大多数通信卫星是地球同步卫星(静止卫星:轨道在一定高度时卫星与地球相对静止)。
静止卫星是指卫星的运行轨道在赤道平面内。
轨道离地面高度约为35800km (为简单起见,经常称36000km)。
静止卫星通信的特点(1)静止卫星通信的优点a 通信距离远,且费用与通信距离无关(只要在卫星波束范围内两站之间的传输与距离无关)b 覆盖面积大(三颗卫星即可覆盖所有地方),可进行多址通信(一发多收)c 通信频带宽(带宽为500M),传输容量大d 信号传输质量高,通信线路稳定可靠e 建立通信电路灵活、机动性好(只要卫星覆盖到,均可建立地面站进行通信)f 可自发自收进行监测(2)静止卫星通信的缺点a 静止卫星的发射与控制技术比较复杂(所以国内做卫星发射的很少)。
b 地球的两极地区为通信盲区(轨道与赤道平行,切线方向下来无法到达两极),而且地球的高纬度地区通信效果不好。
c 存在星蚀(卫星在地球和太阳之间)和日凌(地球在太阳和卫星之间)中断现象。
——(现今可通过处理缩短这种现象)d 有较大的信号传输时延(发射和接受时间)和回波干扰。
2. 卫星通信系统的组成(1)卫星通信系统的组成通常卫星通信系统是由地球站、通信卫星(前两个为主要组成,负责卫星收发)、跟踪遥测及指令系统和监控管理系统(后两个提供辅助功能,监测卫星、姿态调整等)4大部分组成的,如图所示。
(2)卫星通信线路的组成两个地球站通过通信卫星进行通信的卫星通信线路的组成如图所示,是由发端地球站,上、下行无线传输路径和收端地球站组成的。
卫星通信的原理及基础应用一、引言卫星通信是一种利用人造卫星作为中继站点来实现地球上通信的技术。
它具有全球覆盖、传输距离远、传输速率高等优势,被广泛应用于电视广播、互联网、移动通信等领域。
本文将介绍卫星通信的原理和常见的基础应用。
二、卫星通信原理卫星通信的原理主要包括地球站、卫星和用户终端三部分。
1.地球站–地球站是卫星通信的起始和终止点,用于与用户终端进行通信,并将通信信号发送给卫星。
地球站由发射机、接收机、天线等组成。
2.卫星–卫星是卫星通信的中继站点,它接收来自地球站的信号,进行放大和转发,然后再发送给用户终端。
卫星根据不同的运行轨道可分为地球同步轨道卫星(GEO)、中地轨道卫星(MEO)和低地轨道卫星(LEO)。
3.用户终端–用户终端是卫星通信的最终接收和发送信号的设备,如手机、电视接收器等。
用户终端通过地球站和卫星进行通信,实现信息传输。
三、卫星通信的基础应用卫星通信广泛应用于以下领域:1.电视广播–卫星通信可实现卫星电视广播,通过卫星将电视节目信号传输到全球各地。
用户只需安装卫星接收器即可接收到丰富的电视节目。
2.互联网–卫星通信在互联网领域起到了重要的作用。
在偏远地区或无法接入有线网络的地方,通过卫星通信可以实现互联网接入,为用户提供网络服务。
3.移动通信–卫星通信为移动通信提供了可靠的通信手段。
在山区、海洋和无线电覆盖不到的地方,卫星通信可以保证通信的连续性和稳定性。
4.灾害救援通信–在自然灾害发生时,地面通信设施可能会被破坏,无法正常工作。
卫星通信能够快速搭建临时通信网络,为救援人员提供通信保障。
5.远程教育–卫星通信可用于远程教育,通过卫星传输教育资源,使学习资源可以覆盖更广泛的地区,提供教育公平性。
6.航空航天通信–在航空航天领域,卫星通信用于飞机和卫星之间的通信,实现通信导航和飞行控制。
四、总结通过以上介绍,我们可以了解到卫星通信的基本原理以及常见的基础应用。
卫星通信凭借其全球覆盖、高速传输等特点,广泛应用于电视广播、互联网、移动通信等领域,为人们的生活和工作带来了便利。