卫星基础知识课件.ppt

目前世界上建成了数以百计的卫星通信系统，归结起来可进行如下分类： （1）按卫星制式可分为： 静止卫星通信系统、随机轨道卫星通信系统和低轨道卫星（移动）通信系统。 （2）按通信覆盖区域的范围划分为： 国际卫星通信系统、国内卫星通信系统和区域卫星通信系统。 （3）按用户性质可分为： 公用（商用）卫星通信系统、专用卫星通信系统和军用卫星通信系统。 （4）按业务范围可分为： 固定业务卫星通信系统、移动业务卫星通信系统、广播业务卫星通信系统和科学实验卫星通信系统。 （5）按基带信号体制可分为： 模拟制卫星通信系统和数字制卫星通信系统。 （6）按多址方式可分为： 频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、空分多址（SDMA）和码分多址（CDMA）卫星通信系统。 （7）按运行方式可分为： 同步卫星通信系统和非同步卫星通信系统。目前国际和国内的卫星通信大都是同步卫星通信系统。 通信卫星的组成 通信卫星是卫星通信系统的重要组成部分。在卫星通信系统中，所有地面站发出的信号都是经过卫星中继转发到地面接收站的。为了完成这一转发任务，卫星上必须配备转发无线电信号的通信系统（即转发器）与天线系统。除此之外，为了保证通信卫星的正常工作，还必须配备控制系统、遥测系统和电源系统。图5-6是通信卫星的组成框图。 控制系统 它的任务是根据地面指令信号来控制卫星姿态和位置等。通信卫星的控制系统包括位置控制和姿态控制两部分。 1. 位置控制 由于太阳和月球的引力以及太阳的辐射压力等原因，会破坏卫星对地球的相对位置，使卫星发生缓慢移动，漂出轨道，影响正常通行。位置控制是利用装在卫星上的气体喷射装置由地面控制站发出指令进行工作，以进行位置控制。 2. 姿态控制 卫星仅仅能保持在轨道上的指定位置还不够，还必须使它在这个位置上有一个正确的姿态。对通信卫星而言，为了保证正常通信，要求卫星天线波束始终指向地球中心或覆盖中心区域；同时，要求卫星上太阳能电池板始终朝向太阳。这就要对卫星的姿态进行控制。 为了对卫星的姿态进行控制，必须了解卫星的姿态是否正确，通常利用装在卫星上的传感器来完成这一任务。 它是用来完成通信卫星上所有信号的接收和发射任务。通信卫星天线系统包括通信天线和遥测指令天线两种。他们的作用和其他地面通信设备中的天线是一样的，但由于它们是装在卫星上，所以又有与地面天线不同的特点：体积小、重量轻，有便于在卫星上组装的结构即可可靠性高个寿命长等。另外，由于卫星天线是设在卫星壳体外面，所以要求天线材料必须耐高温和辐射。 1. 通信天线 通信天线必须作到增益高，以增加卫星的有效辐射功率。同时，更重要的是应使天线波束永远指向地球。对于采用自旋稳定方式以保持姿态稳定的静止卫星，由于卫星是旋转的，故要采用消旋天线，才能使波束始终对准地球。 常用的有机械消旋天线和电子消旋天线，其消旋原理是用机械的方法或电子的方法，让天线的旋转方向与卫星自旋方向相反，而两者的旋转速度相等，以保证天线波束始终朝着地球上需要通信的区域。 2. 遥测指令天线 遥测指令天线用于卫星进人静止轨道之前和之后，能向地面控制中心发射遥测信号和接收地面的指令信号。这种天线为甚高频全方向性天线，通常采用倾斜式绕杆天线和螺旋天线等天线。 为了保证卫星的正常运转和通信，需要及时了解卫星内部的各种情况和设备的工作是否正常。在必要时，应该通过遥测信号（即指令信号）去控制卫星上某些设备的动作；另外，当一些部件发生故障时，还需自动将备份文件转换上去等。所有这些工作都是通过卫星上的遥测系统来完成。 1.遥测部分 其作用是在地球上测试卫星的各种设备的工作情况，包括表示有关部分电流、电压、温度等工作状态的信号；来自各传感器的信息；指令证实信号以及作控制用的气体压力等等。 上述各种数据通过遥测系统送往地面监测中心，这些数据传送的方法与通信过程相似，即先通过多路复用、放大、编码等处理后，再调制和传输。 2. 指令系统 指令系统包括对卫星进行姿态和位置控制的喷射推进装置的点火控制指令，行波管