卫星通讯第1章第2讲摘要.ppt

1.3 通信卫星 （ 2 ）姿态控制 控制卫星保持一定的姿态，以便使卫星的天线波束始终指向地球表面的服务区，同时，对采用太阳能电池帆板的卫星，还应使帆板始终朝向太阳。 姿态控制的一般步骤： 1.3 通信卫星 方法： 自旋稳定 三轴稳定 重力梯度稳定 磁力稳定 1.3 通信卫星 一颗椭圆轨道的卫星，近地点高度（近地点到地球表面的距离）为2000km，远地点高度为6000Km。在地球平均半径为6400 km的情况下，求该卫星的轨道周期T。 作业 亚洲七号通信卫星的位置在哪里？ 简单描述开普勒三大定律。 复问 1.3.2 卫星覆盖与星座设计 1、单颗卫星覆盖特性计算 单颗卫星对地覆盖的几何关系如下图所示 ： 1.3 通信卫星 　　一般来说，星下点P′处于星上天线全球波束的立轴上。不难得出以下结论：　　(1)卫星的全球波束宽度： ，式中q1/2为波束的半功率宽度，即卫星对地球的最大视角；R为地球半径；h为卫星离地面的高度。对于静止卫星来说，q1/2≈17.34°。　　(2)覆盖区边缘所对的最大地心角：对于静止卫星，a=81.3°。　　(3)卫星到覆盖区边缘的距离：对于静止卫星，d=41700 km。 1.3 通信卫星 (4)覆盖区的绝对面积S与相对面积S/S0分别为： 对于静止卫星来说，理论值：S/S0＝42.4％，地球站天线对准卫星的仰角接近0° INTELSAT规定地球站天线的工作仰角≥5°，静止卫星的可通信区实际值：S/S0=38％。 1.3 通信卫星 2.方位角、仰角和站星距的计算 站星距：AP 地球站A（ f1、q1 ) 星下点P′（ f2 、0 ) 经度差：f=f2－f1 纬度差：q1－0=q1 1.3 通信卫星 1.3 通信卫星 1.3 通信卫星 1.3 通信卫星 主要参数： Freq： 1.449GHz Span ： 500k RB 10k VB 100 LEVEL -40 SWEEP 1s CALC Normal 1.3 通信卫星 3.星座设计 卫星星座的定义： 具有相似的类型和功能的多颗卫星，分布在相似的或互补的轨道上，在共享控制下协同完成一定的任务 1.3 通信卫星 1.3 通信卫星 GPS 1.3 通信卫星 北斗 星座的覆盖方式 星座种类： 1.3 通信卫星 (a)星状星座；(b)网状星座 星座覆盖的四种方式： 1.3 通信卫星 持续性全球覆盖 持续性地带覆盖 持续性区域覆盖 部分覆盖 设计最佳星座： 标准： 轨道高度尽可能低（路径损耗）， 卫星数量尽可能少（费用最省）， 最小仰角尽可能大（通信路径的各种衰减较小）， 指定区域进行全天候的持续性覆盖（ 24小时不间断的连续覆盖）。 调整参数： 轨道倾角 升节点 1.3 通信卫星 卫星覆盖带 ? 覆盖带是基于同一轨道面内多颗卫星的相邻重叠覆盖特性，在地面上形成的一个连续覆盖区域 ? 覆盖带半（地心角）宽度c α为单颗卫星覆盖的半地心角宽度， S为每个轨道面内的卫星数量 π/S为卫星之间的半地心角宽度 1.3 通信卫星 星座的类型 1.3 通信卫星 星座的表示及主要参数： 轨道面数 每个轨道面内的卫星数 轨道平面的倾角 轨道面的升节点位置 初始相位角 半长轴 偏心率 近地点幅角w 1.3 通信卫星 1.3.3 通信卫星的组成 1.3 通信卫星 1.3 通信卫星 * 通信卫星的组成 该系统在地面测控站的指令控制下完成对卫星的姿态、轨道位置、工作状态、主备用部件切换等各项功能的调整。 天线分系统的主要任务是定向发射和接收无线电信号。 在通信卫星中直接起中继站作用，完成接收、处理、发射信号作用。 主要包括遥测与指令两大部分。 卫星上各种电子设备所需能量的源泉。 天线（天线分系统） 卫星天线有两种类型： ①全方向性天线 ②定向天线 覆球波束天线：波束能覆盖卫星对地球的整个视区。 点波束天线：此波束很窄，覆盖地面某一限定的小区。 赋形波束天线：覆盖地球通信区域为一特定的区域，如为一个国家国土等。 1.3 通信卫星 1.3 通信卫星 1.3 通信卫星 转发器(通信分系统) 作用：转发器直接起着转发各地球站信号的 卫星转发器通常分为两大类： 透明转发器 透明：单纯地完成转发任务 一次（单）变频转发器 二次（双）变频转发器 处理转发器 除了信号转发外，还具有信号处理功能 1.3 通信卫星 1.3 通信卫星 合路器 跟踪、遥测、指令分系统 基本工作过程： 1.3 通信卫星 地面部分 卫星的跟踪遥测指令 分系统 地面的跟踪遥测指令站 卫星监控中心 转送 分析和处理 （异常） 转送 控制指令 指令暂存 校对 （无误）