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。

卫星通信工作原理卫星通信是通过人造卫星的中继，实现地球任意两点之间的通信。

它已经成为现代通信领域中不可或缺的一部分。

在这篇文章中，我将详细介绍卫星通信的工作原理。

第一部分：卫星通信的基本原理在卫星通信系统中，主要有三个关键的要素：地面站，卫星和用户终端。

地面站用于与用户终端进行通信，并将信息传输到卫星上。

卫星则起到中继信号的作用，将信号从一个地方传输到另一个地方。

用户终端则负责接收和发送信息。

第二部分：卫星通信的具体过程卫星通信的具体过程可以分为以下几个步骤：1. 用户终端发起通信请求。

用户终端向地面站发送通信请求，包括要发送的信息以及目标地点。

2. 地面站与用户终端建立连接。

地面站收到用户终端的请求后，会进行身份验证，并建立与用户终端的通信连接。

3. 地面站将信息传输到卫星上。

一旦与用户终端建立了连接，地面站会将要发送的信息转换成合适的信号，并通过天线将信号发送到卫星上。

4. 卫星接收并中继信号。

卫星接收到从地面站发送的信号后，会对信号进行处理和放大，并通过天线将信号传输到另一地点。

5. 目标地的卫星接收信号。

目标地的卫星接收到信号后，会再次进行处理和放大，并通过天线将信号发送到地面站。

6. 地面站将信号传送给用户终端。

地面站接收到来自卫星的信号后，会将信号转换成用户终端可读的信息，并将其发送给用户终端。

第三部分：卫星通信的优势和应用范围卫星通信相比于其他通信方式，具有以下几个优势：1. 覆盖范围广。

卫星通信可以覆盖地球上的任何一个角落，不受地理位置的限制。

2. 传输距离远。

卫星通信可以实现地球上两点之间的远距离通信，无需进行中继。

3. 抗干扰能力强。

由于卫星通信的信号经过空间传输，相对于地面通信更加稳定，可以抵抗干扰。

卫星通信在许多领域中都有广泛的应用，例如：1. 电视和广播。

卫星通信可以将电视和广播信号传输到全球各地，实现全球范围内的节目传输。

2. 移动通信。

卫星通信可以实现移动电话和卫星电话之间的通信，特别适用于偏远地区或灾区。

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: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。

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。

1.【卫星通信系统概念】卫星通信是地球上多个地球站（包括陆地、水面和大气层）利用空中人造通信卫星作为中继站而进行的无线电通信。

卫星通信系统是由通信卫星、地球站和跟踪遥测及指令分系统和监控管理分系统。

通信卫星由若干个转发器、数副天线与位置和姿态控制、遥测和指令、电源分系统组成，其主要作用是转发各地球站信号。

地球站由天线、发射、接受、终端分系统及电源、监控和地面设备组成，主要作用是发射和接受用户信号。

跟踪遥测指令站是用来接收卫星发来的信标和各种数据，然后经过分析处理，再向卫星发出指令去控制卫星的位置、姿态及各部分工作状态。

监控管理分系统对在轨卫星的通信性能及参数进行业务开道前的监测和业务开通后的例行监测与控制，以便保证通信卫星的正常运行和工作2.卫星通信体制所谓通信体制，是指通信系统采用的信号传输方式和信号交换方式。

卫星通信系统的体制主要包括基带信号的类型及复用方式、中频(或射频)信号的调制方式、多址联接方式、信道分配方式等四个方面的内容。

其中复用方式和调制方式是无线通信中都要涉及到的，而多址联接和多址分配是卫星通信所特有的.3. 卫星通信地球站卫星通信系统中设置在地球上（包括大气层中）的通信终端站。

用户通过卫星通信地球站接入卫星通信线，进行相互间的通信。

主要业务为电话、电报、传真、电传、电视和数据传输。

卫星通信地球站按使用方式分为固定站、可搬运站和移动站(船载、车载、飞机载)；按通信性能分为标准站和非标准站。

在标准站中又分为A、B、C、D 4种类型。

典型的卫星通信地球站的基本组成包括：天线系统、高功率发射系统、低噪声接收系统、信道终端系统、电源系统、监控系统。

为实现用户间通信，还需有地面接口系统、信息传输系统和信息交换中心。

近年来世界各国竞相发展便于移动、便于安装的小型卫星通信地球站，发展了一种非常小口径通信终端()地球站，具有广阔的应用前景。

4.卫星通信的线路 (sorry 设计与测试未找到资料)在一个卫星通信系统中，各地球站经过通信卫星转发器可以组成多条单跳单工或双跳单工卫星通信线路。

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）。

卫星通信基本原理卫星通信是指利用地球卫星，通过卫星间或卫星与地面站之间的无线电通信实现信息传输的技术。

其基本原理如下：一、地球卫星的选择：地球卫星通信系统通常采用地球同步轨道卫星（GEO）和低地球轨道卫星（LEO）两种。

GEO卫星位于地球静止轨道上，其高度约为36,000千米。

GEO卫星通信系统的优点是覆盖范围广，一颗卫星可以覆盖大片地区，适合广播和电视传输等需求，但延迟较大，约为0.25秒，且成本高。

LEO卫星位于地球低轨道上，其高度一般在500到1500千米之间。

LEO卫星通信系统的优点是传输延迟低，约为2毫秒，适合实时通信和移动通信等需求，但由于覆盖范围较小，需要多颗卫星组网覆盖全球，成本较高。

二、信号传输过程：1.地面站发射信号：地面站通过天线将要发送的信号转化为电磁波，然后发送至卫星。

2.卫星接收信号：卫星接收到地面站发来的电磁波信号。

3.卫星发射信号：卫星将接收到的信号经过处理后，通过天线将信号转发至目标地面站或其他卫星。

4.地面站接收信号：目标地面站或其他卫星接收到卫星发来的信号，并进行处理或传递给目标终端设备。

三、频率分配与多址技术：卫星通信中，频率分配是非常重要的。

由于无线电频谱是有限的资源，需要合理分配给不同的系统和服务。

国际电联（ITU）负责协调全球卫星通信的频率分配，确保各个卫星系统之间不会发生频谱干扰。

卫星通信中还应用了多址技术，即多用户共享同一频段的方法。

在卫星通信中，常用的多址技术包括频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）。

FDMA将频段划分成若干子频段，每个用户占用一个子频段；TDMA将时间划分成若干时隙，每个用户在不同时隙传输；CDMA则通过编码的方式，在同一频段和时间上实现多用户传输。

四、信号传输距离计算：在卫星通信中，信号传输的距离通过计算地面站与卫星以及卫星间的距离来实现。

根据电磁波在真空中传播的速度约为3×10^8米/秒，可以使用时延公式：距离（米）=速度（米/秒）×时延（秒）来计算。

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。