卫星通信

卫星通信，就是利用通信卫星作为中继站来转发无线电波，实现两个或多个地球站之间的通信。

卫星通信是现代通信技术与航天技术相结合并由计算机实现其控制的先进通信方式卫星通信具有覆盖面积（区域）大,通信传输距离远，通信频带宽、容量大，通信线路稳定、质量好，建设成网快、机动灵活，可以广播方式工作、便于实现多址联接，通信成本与通信距离无关等诸多优点。

通信卫星是指接收和转发中继信号，用来作为通信中介的人造地球卫星。

按通信方式来分则可分为有源和无源两种。

由于无源通信卫星只是反射电波，需要大功率的发射机，大尺寸的接收天线和高灵敏的放大接收设备，对发送和接收设备的技术要求较高，费用昂贵，因而难以实用；有源通信卫星则在卫星上装备了电源和接收、放大、发送设备，使地面接收设备简化，易于实现。

目前运行的均为有源卫星。

通信卫星多采用低轨、大椭圆或地球同步轨道。

目前，通信卫星绝大部分采用地球同步轨道，在地球赤道上空约36000km外围绕地球的圆形轨道运行，绕地球转一圈的时间是24小时，刚好与地球自转同步，这样相对于地球上的某一区域就像是静止不动的一样，又叫同步卫星，也叫静止卫星，其运行轨道叫同步或静止轨道。

我们常常提到的VSAT卫星和我国相继发射的几颗通信卫星都属于同步轨道卫星。

近年来为大多数读者耳熟能详的几个全球移动卫星通信系统，国际移动通信卫星（ICO）、铱(Iridium)和全球星(Globalstar)系统都属于中轨道（MEO，5000km～15000km）、低轨道（LEO，500km～1500km）卫星通信系统。

通信卫星按工作区域可分为国际通信卫星、国内通信卫星和区域通信卫星。

按应用领域则又可分为广播电视卫星、跟踪卫星、数据中继转发卫星、国防通信卫星、航空卫星、航海卫星、战术通信卫星、舰队通信卫星和军用数据转发卫星。

频率的划分:作为无线电通信的一种，频率的划分非常重要。

卫星通信工作频段的选择和划分，直接影响卫星通信系统的通信容量、质量、可靠性、设备复杂程度和成本，也影响到与其它通信系统的协调。

卫星通信系统概述
卫星通信系统是指利用卫星进行通信的一种系统。

卫星通信系统利用
地球上的通信站与卫星进行通信，再通过卫星之间的通信连接实现全球范
围内的通信。

它具有广泛的覆盖范围、高可靠性和持续连接的特点，是现
代通信领域的重要组成部分。

卫星通信系统由地面控制站、卫星及通信设备组成。

地面控制站负责
管理整个系统，并通过射频系统与卫星进行通信。

卫星作为通信中继器，
负责接收、放大和转发信号。

通信设备包括地球站、航天器和卫星地面站，用于连接用户和卫星。

1.广域覆盖能力：卫星通信系统通过卫星之间的通信连接，可以实现
全球范围内的通信覆盖，即使在边远地区也能进行通信。

2.高可靠性：由于卫星通信系统具有多点接入的特点，即使一些通信
节点故障，通信仍然可以通过其他节点进行。

3.持续连接：卫星通信系统可以提供持续的通信连接，不受地理位置
和时间的限制，方便用户进行长时间的通信。

4.大容量传输：卫星通信系统具有较大的带宽和传输速率，可以同时
传输多个通道和大量的数据。

5.灵活性：卫星通信系统可以根据需求进行调整和扩展，适用于不同
规模和需求的通信应用。

然而，卫星通信系统也存在一些挑战和限制：
1.高成本：卫星通信系统的建设和运营成本较高，包括卫星的制造和
发射、地面控制站的建设和维护等。

2.延迟问题：由于信号需要经过地面站、卫星和地面站的传输，卫星通信系统存在一定的信号传输延迟，不适用于实时性要求较高的应用。

3.天气影响：卫星通信系统受天气条件的影响较大，特别是在恶劣天气下，如暴风雨或大雪，信号传输可能会受到干扰或中断。

卫星通信系统的分类卫星通信系统是一种通过卫星进行通信的通信系统，可以在全球范围内传递信息和数据。

根据不同的应用领域，卫星通信系统可以分为不同的分类。

本文将针对卫星通信系统的分类进行阐述。

一、按照卫星轨道分类1. 地球同步轨道卫星通信系统（GEO）GEO卫星通信系统是采用地球同步轨道的卫星进行通信。

该系统的优点是网络稳定，因其卫星与地球运转的速度相同，可以保证卫星始终处于同一地点上方，所以信号传输稳定可靠。

该系统适用于广播、电视、电话、互联网等通讯领域。

2. 低地球轨道卫星通信系统（LEO）LEO卫星通信系统是采用近地轨道的卫星进行通信。

该系统的优点是延迟小，速度快，可实现高速互联网传输，因此在卫星手机、通讯、导航等方面有广泛的应用。

3. 中地球轨道卫星通信系统（MEO）MEO卫星通信系统是介于GEO和LEO之间的一种卫星通信系统。

该系统的优点是覆盖范围较广，信号传输比LEO 卫星通信系统更稳定，且比GEO卫星通信系统延迟更小。

该系统适用于在远洋航行、应急救援、资源勘探等领域的通讯需求。

二、按照使用范围分类1. 军用卫星通信系统军用卫星通信系统是为满足军队通信需求而开发的卫星通信系统。

主要适用于指挥、控制、情报、侦查等方面的军事通信需求，包括卫星预警系统和卫星导航系统等。

2. 商用卫星通信系统商用卫星通信系统主要指用于商业性质的卫星通信系统，如通讯、电视、互联网等。

它们可以为航空、海洋、铁路、电信、能源、环境保护等领域提供支持和服务。

三、按照卫星用途分类1. 通讯卫星通信系统通讯卫星通信系统是最常见的卫星通信系统之一。

通讯卫星可以提供从语音、数据传输、移动通信、宽带互联网等多种通信服务，并且可以实现跨越国界的通信。

2. 气象卫星通信系统气象卫星通信系统用于在气象领域进行气象信息采集并提供实时气象预报。

气象卫星通信系统包括对地气象观测、大气组成监测、天气预报以及卫星遥感在内的多种技术。

3. 导航卫星通信系统导航卫星通信系统是通过卫星实现全球定位和导航服务的系统。

卫星通信:指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波，在两个或者多个地球站之间进行的通信。

卫星通信特点:1）通信距离远，且费用与通信距离无关；2)覆盖面积大，可进行多址通信；3）通信频带宽，传输容量大；4）机动灵活；5）通信链路稳定可靠，传输质量高。

卫星通信系统的组成：通信卫星、通信地球站分系统、跟踪遥测及指令分系统，以及监控管理分系统四部分组成。

卫星通信系统的分类：1）按照卫星制式，分为随机、相位和静止3类卫星通信系统；2）按通信覆盖区的范围，分为国际、国内和区域3类卫星通信系统；3）按用户性质，分为公用、专用和军用3类卫星通信系统；4）按业务分为固定业务、移动业务、广播业务、科学实验及其它业务卫星通信系统；5）按多址方式，分为频分多址、时分多址、码分多址、空分多址和混合多址5类卫星通信系统；6）按基带信号体制，分为数字式和模拟式两类卫星通行系统；7）按所用频段，分为特高频、超高频、极高频和激光4类卫星通信系统。

地球站的分类：（1)按安装方法及设备规模，地球站可分为固定站、移动站(船载站、车载站、机载站等)和可搬动站(在短时间内可拆卸转移)。

(2)按天线反射面口径大小，地球站可分为20m、15m、10m、7m、5m、3m和1m等类型。

(3)按传输信号的特征，地球站可分为模拟站和数字站。

(4)按用途，地球站可分为民用、军用、广播、航空、航海、气象以及实验等地球站。

(5)按业务性质，地球站可分为遥控、遥测跟踪站，通信参数测量站和通信业务站。

地球站的组成：一般包括天馈设备、发射机、接收机、信道终端设备、天线跟踪设备以及电源设备。

天馈设备的主要作用是将发射机送来的射频信号经天线向卫星方向辐射，同时它又接收卫星转发的信号送往接收机。

发射机主要由上变频器和功率放大器组成，其主要作用是将已调制的中频信号，经上变频器变换为射频信号，并放大到一定的电平，经馈线送至天线向卫星发射。

对于上变频器这一频率变换设备，主要有一次变频和二次变频两种方式。

作业第一章1、卫星通信的定义是什么？卫星通信有何特点？卫星通信：是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波，在2个或多个地球站之间进行的通信。

优点：A.通信距离远，且费用与通信距离无关；B.覆盖面积大，可进行多址通信；C.通信频带宽，传输容量大；D.机动灵活；E.通信线路稳定可靠，传输质量高。

缺点：A.同步卫星的发射和控制技术比较复杂；B.地球高纬度地区通信效果不好，并且两极为通信盲区；C.存在日凌中断和星蚀现象；D.具有较大的信号延迟和回声干扰。

2、卫星通信的范围和距离与卫星的运行高度密切相关，为什么？卫星通信是一种视距通信方式。

故通信的范围和距离与卫星的高度密切相关。

3、卫星通信系统一般分为哪几种类型？a)立即转发式卫星通信系统b)低轨道移动卫星通信系统c)延迟转发式卫星通信系统；d)静止卫星通信系统（同步卫星通信系统）4、卫星通信系统由哪几部分组成？通信卫星、地球站、跟踪遥测指令系统、监控管理系统？5、地球站的接收系统有何特点？6、通信卫星的运行轨道通常分为哪几种？如何划分？卫星的轨道平面在赤道平面内，其运动轨道称为赤道轨道卫星的轨道平面与赤道有一定夹角，称为倾斜轨道卫星的轨道平面通过地球两级的附近，称为极轨道7、通信卫星运行轨道的形状主要取决于卫星的什么因素？卫星运行的轨道的形状主要取决于卫星的初始速度v，其轨道可以是圆形(v=7.9km/s)、或椭圆形(7.9<v<11.2km/s)，抛物形(v=11.2km/s),双曲线(11.2<v<16.7km/s),挣脱太阳引力(v=16.7km/s)8、卫星为什么会产生摄动？1).太阳和月亮的影响—高轨道卫星2).地球引力场不均匀的影响—低轨道卫星3).地球大气阻力的影响—低轨道卫星4).太阳辐射压力的影响—表面积较大的卫星9、通信卫星的核心部件是什么？它可由哪几种类型？它们有何不同。

转发器。

类型：1、透明转发器：亦称路由器，仅对信号变频和放大。

什么是卫星通信卫星通信是指利用人造卫星作为中继器来传输通信信号的一种无线通信技术。

它通过将信号发送到地球上的卫星，再由卫星转发到目标接收站，实现远距离的通信。

卫星通信在现代社会中发挥着重要的作用，广泛应用于电视广播、电话通信、互联网接入等领域。

卫星通信系统主要由三个组成部分构成：卫星、地面站和用户终端。

卫星是核心部分，它通过携带发射器和接收器来接收地面站发送的信号，并将信号转发到目标地区。

地面站负责与卫星进行通信，它包括发射器和接收器，用于发送和接收信号。

用户终端是最终的通信终端，可以是个人使用的手机、电视接收器等设备。

卫星通信系统的工作原理是基于无线电波的传输。

地面站通过指向特定的卫星，并发送信号到卫星上。

卫星接收到信号后，通过转发器将信号重新发送到目标地区的地面站。

地面站再将信号传输到用户终端，实现通信。

卫星通信系统具有许多优点。

首先，它可以实现全球范围内的通信覆盖，无论目标地区有多远，只要有卫星覆盖，就可以进行通信。

其次，卫星通信具有高带宽的特点，可以传输大量的数据，适用于高速的数据传输需求，如互联网接入、视频流媒体等。

此外，卫星通信还具有抗干扰能力强、抗灾害能力强等优势。

然而，卫星通信也存在一些限制和挑战。

首先，卫星通信的延迟较高，因为信号需要经过卫星的中转，再传输到目标地区。

这对实时性要求较高的应用，如在线游戏、实时视频通话等可能造成一定的影响。

其次，卫星通信设备的成本较高，包括卫星的制造和发射成本，以及地面站和用户终端的设备成本。

这限制了卫星通信的普及和应用范围。

总的来说，卫星通信是一项重要的无线通信技术，可以实现全球范围内的通信覆盖，并且具有高带宽、抗干扰能力强等优势。

随着技术的不断发展，卫星通信将在更多领域得到应用，并为人们的生活带来更多便利。

第1章1．卫星通信：利用人造地球卫星作为中继站转发无线电破，在两个或多个地球站之间进行通信。

它是宇宙通信形式之一。

2．卫星通信的特点：①覆盖面积大, 通信距离远。

一颗静止卫星可最大覆盖地球表面三分之一, 三颗同步卫星可覆盖除两极外的全球表面, 从而实现全球通信。

②设站灵活, 容易实现多址通信。

③通信容量大, 传送的业务类型多。

④卫星通信一般为恒参信道, 信道特性稳定。

⑤电路使用费用与通信距离无关。

⑥建站快, 投资省。

3．卫星通信的缺点：①卫星要求严格,要求有高可靠性、长寿命。

②通信地球站设备较复杂、庞大。

③存在日凌和星蚀现象。

④卫星传输信号有延迟4．非同步卫星系统按轨道分：1）低轨道卫星通信系统(LEO)，如极轨道卫星, 当卫星通过赤道上空时卫星间的距离最大, 此时须多开放一些小区; 当卫星通过两极时, 卫星间的距离变小, 这时会出现小区重叠, 在切换时要关闭一些小区。

2）中轨道卫星通信系统(MEO)3）同步（静止）卫星通信系统(GEO)：当卫星的运行轨道在赤道平面内，其高度大约为35800 km 时，它的运行方向与地球自转的方向相同．5．地球卫星轨道分为：赤道轨道，极轨道，倾斜轨道。

6．卫星通信系统的组成：通信卫星，地球站，跟走遥测及指令系统和监控管理系统。

7．地球站的组成：天馈设备，收信机，发信机，终端设备，天线跟踪设备，以及电源设备。

8．基本工作原理：当甲地一些用户要与乙地的某些用户通话时, 甲地首先要把本站的信号组成基带信号, 经过调制器变换为中频信号(70 MHz), 再经上变频变为微波信号, 经高功放放大后, 由天线发向卫星(上行线)。

卫星收到地面站的上行信号，经放大处理, 变换为下行的微波信号。

9．影响同步卫星通信的因素：1）摄动：在空中运行的卫星, 受到来自地球、太阳、月亮的引力以及地球形状不均匀, 太阳辐射压力等影响, 使卫星运行轨道偏离预定理想轨道, 这种现象称为摄动。

2）轨道平面倾斜效应3）星蚀与日凌中断4）卫星姿态的保持与控制10．同步卫星通信卫星的组成：控制分系统，通信分系统，遥测指令分系统，电源分系统，温控分系统。

卫星通信的基础知识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，在两个或多个地球东站之间展开的通信。

卫星通信又就是宇宙无线电通信形式之一，而宇宙（1）宇宙站与地球站之间的通信；（直接通信）（2（3）通过宇宙站留言或散射而展开的地球站间的通信。

（间接通信）第三种通信方式通常称作卫星通信，当卫星为恒定卫星时称作恒定卫星通信。

大多数通信卫星就是地球同步卫星（恒定卫星：轨道在一定高度时卫星与地球相对恒定）。

恒定卫星就是指卫星的运转轨道在赤道平面内。

轨道距地面高度约为35800km（为直观确保安全，经常表示36000km）。

静止卫星通信的特点（1a通信距离远，且费用与通信距离毫无关系（只要在卫星波束范围内两站之间的传输与距离毫无关系）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500md信号传输质量低，通信线路平衡可信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（2a恒定卫星的升空与控制技术比较复杂（所以国内搞卫星升空的很少）。

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c存有星蚀（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——（现今可通过处理缩短这种现象）d存有很大的信号传输时延（升空和拒绝接受时间）和脉冲阻碍。

2.卫星通信系统的共同组成（1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。

两个地球东站通过通信卫星展开通信的卫星通信线路的共同组成如图所示，就是由发端地球站，上、下行无线传输路径和收端地球站组成的。

3.卫星通信地球东站设备一般来说，对地球站应有以下几方面的要求。

①传送的信号应当就是宽频拎、平衡、大功率的信号，能够发送由卫星留言器转发来的微弱信号（可通过放大解调处理）。

1.卫星通信的相关基本概念及特点卫星通信的定义：卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波，在两个或多个地球站之间进行的通信。

宇宙无线电通信的定义：宇宙无线电通信指以宇宙飞行体或通信转发体为对象的无线电通信方式，简称宇宙通信。

卫星通信属于宇宙无线电通信中的第三种方式，是地面微波中继通信的发展，是微波中继通信的一种特殊方式。

微波通信的特点1.波长短－100厘米至1毫米2.直线传播，视距通信（Line-of-Sight）3.最大通信距离受地球曲率限制4.微波通信天线铁塔的高度：50－60米，则其视距通信距离：约50公里。

计算公式：其中，r为地球半径，6378km h为中继站天线到地面的高度。

2.静止卫星的相关概念如满足条件、覆盖参数等静止卫星：卫星的位置相对地球站呈静止状态，即同步卫星。

静止卫星的条件：✧卫星的运行轨道在赤道平面内✧卫星运行的轨道形状为圆形轨道✧卫星距地面的高度约为35786.6km✧卫星运行的方向与地球自转的方向相同，即自西向东✧卫星绕地球运行一周的时间恰好是24h，和地球的自转周期相等覆盖参数：由于卫星的高度较高，因而一颗卫星对地球表面的覆盖区域面积大。

该区域的面积达到全球表面的42.4%，因此只需设置彼此间隔为120°的三颗卫星，就可以建立起除南、北两极地区以外的全球通信。

最大通信距离可达18000km3.大气吸收损耗的基本内容大气对电波有吸收作用，从而造成大气吸收损耗吸收电波的大气成份电子、氧分子、水汽水汽、氧分子对电波的吸收衰减起主要作用大气吸收损耗与使用频段关系✧1-5GHz：大气损耗小✧5-10GHz：大气损耗开始增加✧30-50GHz：大气损耗急剧增加大气吸收损耗与地球站天线仰角相关✧天线仰角大，则电波穿过大气层距离减小，大气损耗小✧天线仰角应大于5 °坏天气引起的大气损耗，与损耗大小相关的因素✧雨、雪的大小✧云、雾的浓度✧工作频段4.开普勒三定律(自行整理公式)开普勒第一定律人造地球卫星0<=e<1e=0 表示圆形轨道，圆心即地心。

卫星通信的技术和应用卫星通信指的是利用人造卫星进行通信的一种方式。

这种通信方式已经广泛应用于全球范围的通信、气象探测、军事侦察、科学研究等领域。

在现代社会中，卫星通信对于促进全球化、信息化和数字化发展具有重要作用。

一、卫星通信的技术卫星通信的技术主要包括两个方面：卫星和地面终端。

1.卫星技术卫星通信主要使用地球同步卫星，具有高度稳定的轨道，可以覆盖全球范围内的地面站。

目前，卫星通信使用的频段包括C、Ku、Ka和L波段，每个频段的特点不同，能够克服不同的传输障碍。

C波段：具有强的穿透性能，适用于距离较远、发射功率较小的通信场景。

Ku波段：适用于短距离通信，具有高容量和大带宽。

Ka波段：适用于高清晰度视频传输和卫星定位服务。

L波段：适用于海上通信、气象探测等领域。

2.地面终端技术地面终端主要包括卫星地面站和用户终端，这些设备用于与卫星进行信息交换。

卫星地面站可以进行信号发送和接收、信号调制和解调、信道控制等操作。

用户终端则可以通过天线接收卫星信号并与其他终端进行通信。

二、卫星通信的应用1.全球通信卫星通信可以覆盖全球范围内的通信需求。

通过卫星通信，人们可以在地球上的任何一个角落进行通信。

这种通信方式同时适用于个人、企业和政府机构，能够极大地促进全球化发展。

2.气象探测卫星可以获取地球各个角落的气象信息，使气象预测变得更加精确和实时。

例如，卫星可以追踪气旋、风暴和热带气旋，及时通知相关部门和民众。

3.军事侦察卫星可以用于军事侦察，进行照片测量、电子侦察、天文侦察等活动。

卫星可以收集到高分辨率的图像和视频，并进行实时监视。

4.科学研究卫星通信对于天文学、地球科学、生态学等领域的研究都具有巨大的推动作用。

卫星可以对宇宙、地球、气候等进行观测和研究，提供重要的数据支持。

5.地理信息系统卫星通信可为地理信息系统（GIS）提供数据支持。

通过卫星图像和位置数据，GIS可以进行地图制作和空间分析，更好地理解地球上的自然和人文环境。