第一章_卫星通信简介

卫星通信系统的研究与设计绪论随着现代化技术的不断发展，很多新的技术已经应用到我们的日常生活当中。

卫星通信系统就是其中一种应用十分广泛的技术。

卫星通信系统指的是先将信息以无线电波的形式发射出去，然后经由地球上的卫星，再利用卫星通信系统的技术传送到另一个地点。

卫星通信系统与传统的通信系统相比，在传输距离和速率、可靠性上都有很大的优势，因此已经广泛应用到经济、交通、军事等领域，成为现代化社会的重要基础设施之一。

本文将阐述卫星通信系统的研究与设计，首先将介绍卫星通信系统的发展历程，然后详细分析卫星通信系统的基础组成部分-卫星发射器，接收器以及卫星和地面站之间的通信系统。

最后，本文将总结卫星通信系统的未来发展趋势，探讨其在未来的应用前景。

第一章卫星通信系统的发展历程卫星通信始于上世纪50年代，当时两个超级大国争夺国际地位，开始开发和应用卫星技术。

1957年，苏联发射了第一颗人造卫星，引起了美国的高度重视。

同年，美国成功地发射了第一颗通信卫星。

之后，各国都相继进行卫星通信技术的研究和应用。

1962年，美国发射了第一颗通信转发卫星，开创了卫星通信正式应用的时代。

之后，世界范围内建立了很多卫星通信网络，促使了卫星通信技术的飞速发展。

卫星通信系统的发展为人们提供了全新的通信方式。

卫星通信系统不仅提供了更加高效、快速、稳定、广泛的通信服务，而且也提高了国际社会通信的安全性。

卫星通信系统也成为了一个不断创新的领域，不断通过技术改进，提高通信品质和安全性。

第二章卫星通信系统的基础组成部分在卫星通信系统当中，主要的组成部分包括了发射器、接收器和地面站，卫星通信系统是通过卫星通信的这三个主要组成部分来实现信息的传输。

2.1 卫星发射器卫星发射器是卫星通信系统的重要组成部分，其主要功能是将地面站发送的信号传输到卫星上并发射到另一个地面站。

卫星发射器包括高频发射器，中频发射器和低频发射器。

高频发射器是用来发射高频信号的，其频率范围通常在3.7-8.4 GHz之间，主要用于发射微波通信信号。

卫星通信技术的发展与创新第一章：引言卫星通信技术是一种将信息传输到地球周围轨道上的人造卫星，并利用卫星之间的通信链路，将信息传递给接收者的技术。

随着科技的进步和全球信息化的发展，卫星通信技术成为人们互联互通的重要手段。

本文将介绍卫星通信技术的发展与创新。

第二章：卫星通信技术的起源与发展卫星通信技术的起源可以追溯到20世纪中叶，当时美国在冷战期间研发了第一颗人造卫星，成为人类历史上的重要里程碑。

随后，随着技术的不断进步，卫星通信技术逐渐商用化，并迅速发展起来。

现如今，卫星通信技术已经成为人们生活中不可或缺的一部分，广泛应用于通信、导航、气象、农业等领域。

第三章：卫星通信技术的应用领域卫星通信技术在通信领域的应用蓬勃发展。

现代卫星通信网络能够提供广播电视、互联网接入、移动通信等多种服务。

无论是城市还是偏远地区，卫星通信技术都能实现全球覆盖。

另外，卫星通信技术在军事领域、航天探索以及救援行动中也发挥着重要作用。

第四章：卫星通信技术的创新发展为了满足不断增长的通信需求，卫星通信技术也在不断创新与发展。

以高通量卫星为例，通过利用多波束、高频段、大带宽等技术手段，提高了卫星通信的容量与速度，实现了更快速的数据传输。

另外，卫星通信技术的创新还包括新型卫星的研发、可重用火箭的应用以及智能终端设备的优化等方面。

第五章：卫星通信技术面临的挑战与前景展望卫星通信技术虽然取得了巨大的发展，但仍然面临一些挑战。

首先，卫星通信技术的部署与投资成本较高，对后续维护与升级也需要大量资源的支持。

其次，卫星通信技术在天气条件恶劣、地形复杂等情况下容易受到干扰。

此外，卫星通信技术的频谱资源也面临竞争与限制。

然而，随着技术的进步与创新的推动，卫星通信技术的前景仍然非常广阔。

未来，随着5G技术的应用以及人工智能、物联网等新兴技术的发展，卫星通信技术将有更多的应用场景，并能够为人类社会发展带来更多便利与机遇。

结论总之，卫星通信技术凭借着其全球覆盖、高速传输的特点，成为现代社会不可或缺的重要通信手段。

名词解释：1 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。

2 宇宙通信：以宇宙飞行体或通信转发体为对象的无线电通信称为宇宙通信。

3 摄动:对静止卫星来说,由于地球结构的不均匀和太阳,月亮的引力的影响等,将使卫星轨道参数随时变化,不断偏离出开卜勒法则确定的理想轨道,产生一定的漂移这种现象称为摄动.填空：1 宇宙通信包括三种形式：（1）（地球站）与（宇宙站）之间的通信，（2）（宇宙站）与（宇宙站）之间的通信，（3）通过宇宙站的（转发或反射）进行地球站之间的通信。

2 卫星通信系统通常由（通信卫星），（地球站）（跟踪遥测及指令系统）和（监控管理系统）等四大部分组成。

3 通信卫星主要由（天线分系统），（通信分系统），（遥测指令系统），（控制分系统）和（电源分系统）等五部分组成。

简答：1卫星通信与其它通信手段相比，具有哪些明显的特点？答：（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）通信线路稳定可靠，传输质量高。

2 简述卫星通信的基本工作原理。

答：首先，经市内通信线路送来的电话信号，在一个地球站的终端设备内进行多路复用，成为多路电话的基带信号，在调制器中对中频载波进行调制，然后经上变频器变换为微波频率f1的射频信号，再经功率放大器、双工器和天线发向卫星。

这一信号经过大气层和宇宙空间，信号强度将受到很大的衰减，并引入一定的噪声，最后到达卫星。

在卫星转发器中，首先将微波频率f1的上行信号经低噪声接收机进行放大，并变换为微波频率较低的下行频率f2的信号,再经功率放大，由天线发向收端地球站。

由卫星转发器发向地球站的载波频率f2的信号，同样要经过大气层和宇宙空间，也要受到很大的衰减，最后到达收端地球站。

由于卫星发射功率较小，天线增益较低，所以收端地球站必须用增益很高的天线和噪声非常低的接收机才能进行正常接收。

现代通信理论与新技术（一）目录第一章绪论 (2)1.1 卫星通信简介 (3)1.2 光纤通信简介 (3)1.3 移动通信简介 (4)第二章光纤传输网技术 (6)2.1 基本概念 (6)2.2 光纤通信的基本原理 (7)2.3 SDH光传输网 (11)2.4 大容量光传输技术 (13)2.4.1 波分复用 (13)2.4.2 光时分复用（OTDM）技术 (14)2.4.3 光码分复用（OCDM）技术 (15)2.4.4 光交换技术 (15)第三章数字微波通信技术 (16)3.1 基本概念 (16)第一章绪论按消息传送的方向与时间划分（单工通信、半双工通信和全双工通信）有线信道：通信损害是噪声无线信道：通信损害主要是干扰多路复用：频分多路复用（FDM）和时分多路复用（TDM），另外还有统计时分多路复用（STDM)和波分多路复用（WDM)技术。

STDM根据用户实际需要动态地分配线路资源，因此也叫动态时分多路复用或异步时分多路复用。

分类：WDM系统按工作波长的波段不同可以分为两类：一类是在整个长波长波段内信道间隔较大的复用，称为粗波分复用（CWDM）；另一类是在1550nm波段的密集波分复用（DWDM）。

构成形式：WDM系统基本构成主要有两种形式：即双纤单向传输和单纤双向传输。

噪声：信道中不需要的电信号的统称*加性噪声：人为噪声、自然噪声（包括雷电、磁暴、宇宙射线、太阳黑子）、热噪声随机噪声：单频噪声脉冲噪声起伏噪声1.1卫星通信简介同步轨道是卫星处于地球赤道上空35860km处的圆形轨道，卫星在这个轨道上绕地球一周的时间恰好为24个小时，卫星与地球处于相对静止状态，两者同步运行，这种卫星也称为地球同步卫星。

低轨道：200-2000KM中轨道：2000-20000KM卫星通信的缺点：有星蚀和日凌中断现象。

1.2光纤通信简介光缆出厂长度为1～5 km。

再生站：弥补光波在传输过程中的损耗，光纤通信的优点：（1）传输频带宽，通信容量大。

第一章卫星通信系统概述l1945年，英国的科幻小学作家阿瑟·C·克拉克在世界上首次提出了使用卫星进行远距离无线电能信和无线电广播的设想，这位作家在《无线电杂志》上发表了一篇文章，提出用火箭发射一颗人造卫星，绕地球转动，然后，地面上发送信号给卫星，通过卫星再传回地面。

l1957年10月4日，原苏联成功发射了人类历史上第一颗人造地球卫星。

l在人类已经发射的卫星中，通信卫星只占其中的一部分。

目前围绕地球飞行的卫星中，大多数是有带有各种传感器的观察卫星，如气象卫星、电子侦察卫星、成像侦察卫星、海洋监视卫星、预警卫星、核爆炸探测卫星、资源卫星、天文观测卫星；其他的是通信卫星或是广播通信卫星，如亚太卫星、中星5号等。

目前在轨道上运行的通信卫星有数百颗。

在80年代和90年代初承担了国际通信业务量的70%。

l1962年7月美国成功地发射了第一颗通信卫星Telestar，实验了横跨大西洋的电视和电话传输。

但是，Telestar并非在静止轨道上。

第一颗静止轨道卫星则是1963年2月美国发射的SYNCOM实验卫星，它成功地转播了1964年东京奥运会的实况，使全世界看到了卫星通信的优越性和实用价值。

l90年代初提出的各种通信卫星系统多至几十个，其中最著名的就是“铱”移动卫星通信系统和“全球星”系统。

这两个系统可以提供覆盖全球的移动电话业务。

在波黑执行任务的美军飞行员每人都配备了一部“铱”手机。

这些卫星通信系统除了广播业务以外，基本上都只能提供话音业务。

所以从97年以后，廉价的地面通信系统的发展如光纤通信系统、蜂窝移动通信系统的蓬勃发展，一下子大大压缩了卫星通信的市场，国内国际的骨干网通信负荷的80%以上改由光纤网络承担。

获得技术上巨大成功的“铱”移动卫星通信系统也惨遭倒闭。

但是新的曙光出现了：军事通信的巨大需求和民用宽带卫星市场的急剧扩大。

l纳卫星(NanoSat)的概念最早是由美国航空航天公司(Aerospace)于1993年在一份研究报告中首次提出的,它带来了小卫星设计思想上的根本变革.纳卫星和皮卫星(PicoSat)是以微机电系统(MEMS)技术和由数个MEMS组成的专用集成微型仪器(ASIM)为基础的一种全新概念的卫星,它基于微电子技术、微机电技术、微光电技术等微纳米技术而发展的，纳卫星体现了航天器微小化的发展趋势。

第一章卫星通信概述知识点1．卫星通信的概念？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。

Eg：有卫星参与的通信就是卫星通信（错）（！卫星通信最终要实现地球站之间的通信）2 ．卫星通信上下行链路概念？以及上下行链路使用频率的表示方式？上行链路：从地球站发射信号到通信卫星所经过的通信路径下行链路：通信卫星将信号转发到其他（另一）地球站的通信路径表示方式：6Ghz（上行频率）/4Ghz（下行频率）3 ．静止轨道卫星的概念？，高度？，微波传播的时延（单程和双程）？静止轨道卫星：相对于地球表面上的任一点，卫星的位置保持固定不变高度：距地面高度为35860公里微波传输时延（传输时延较大）：单程0.27s，双程0.54s4 ．日凌中断和日蚀中断产生的原因、时间以及应对的策略？日凌中断日蚀中断产生原因卫星、太阳和地球站接收天线在一条直线上，太阳噪声进入接收天线，造成通信中断卫星运行到地球的阴影面，太阳能电池板无法充电，而星载蓄电池只能维持卫星自转，不能支持转发器工作产生时间每年春分前和秋分前后的6天左右，每年两次，每次约3~6天每年春分前秋分前23天开始，于春分前秋分后23天结束，每次持续时间约10分钟，完全日蚀最长持续72分钟应对策略“避让”、“换星”大容量蓄电池5.为什么地球同步卫星在高纬度地区通信效果不如低纬度地区？PPT高纬度地区地面地形（复杂）；地球表面杂波；两极地区接收天线仰角太小（需要极地轨道卫星辅助）6.地球站的总体框图？及其各部分的作用？地球站总体框图：书p8图1-6（/PPT）各部分作用：（1）天馈设备——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（2）发射机——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（3）接收机——从噪声中接收来自卫星的有用信号，经下变频器变换为中频信号，送至解调器（4）信道终端设备：将用户终端送来的信息加以处理，成为基带信号，对中频进行调制，同时对接收的中频已调信号进行解调以及进行与发端相反的处理，输出基带信号送往用户终端（5）天线跟踪设备：校正地球站天线的方位和仰角，以便使天线对准卫星（6）电源设备：供应站内全部设备所需的电能7.衡量地球站发射性能的指标？衡量地球站的接收性能的指标？总体性能指标：工作频段；天线口径；等效全向辐射功率；——发射性能接收品质因数；——接收性能偏轴辐射功率密度的限制。

第1章卫星电视广播系统概述本章重点1 卫星电视广播的基本规定2 卫星电视广播系统的组成本章内容1.1 卫星电视广播的发展概况1.2 卫星电视广播的基本规定1.3 卫星电视广播系统的组成1.1 卫星电视广播的发展概况一、无线通信特点及采用卫星通信的原因1、无线电波的传播方式：地波、天波、直射波2、高频电波特性：主要以直线的方式传播，其传播距离受到地球表面曲率的限制和高山大川的阻隔。

3、解决地面电视广播覆盖问题的主要办法：1）通过架高发射和接收天线，2）设立为数众多的电视差转站，3）建立微波中继传输网络等。

4、存在问题：所有这些手段，都存在数量庞大、经济代价高、信号传输分配环节多、图象质量下降等问题。

5、利用卫星解决上述问题的原理：高空中继站二、卫星通信的概念1、卫星的种类及其特点：低轨道卫星、同步卫星通信卫星、广播卫星1）人造卫星的实现原理：由普通物理知：要使卫星处在轨道上运行，必须卫星绕地球作圆周运动产生的离心力等于地球对卫星的万有引力：式中，m为卫星的质量，v为卫星运动的线速度， r为地球轨道半径，g为重力加速度，h为卫星与地球表面（赤道）的距离。

2）同步卫星的要求：卫星绕地球运转的周期等于地球自转的周期T，即由此可得同步卫星与地球赤道的距离为：将T＝23小时56分4秒＝86164秒，r＝6378公里，g＝9.8米/秒2 代入上式可计算得：h=35786公里。

3）同步轨道参数：位于地球上空距赤道约35786公里处，与赤道平面相交的一条圆形轨道。

三、我国卫星广播的发展与现状：1、第一颗人造地球卫星：1970年成功发射了第一颗人造地球卫星2、加入通信卫星组织：1976年参加了国际通信卫星组织，3、进行了电视传输试验：并于七十年代和八十年代初，利用德、法联合研制的“交响乐”等卫星进行了电视传输试验，取得了大量试验数据。

4、第一颗试验通信卫星：1984年4月，我国发射了第一颗试验通信卫星，实现了对新疆、西藏、内蒙等边远地区传送中央电视台的电视节目。