经典卫星通信系统介绍.ppt

南京中网卫星通信系统介绍 卫星介绍 无源卫星不可取。主要缺点是要求地面大功率发射和高灵敏接收，通信质量差。不宜宽带通信，卫星反射体面积大且受流星撞击干扰，卫星只能是低轨道等等。 通过对各种轨道高度的有源通行卫星的试验，证明了高轨道特别是同步静止轨道对于远距离、大容量、高质量的通信最为有利。所以，对有源通信卫星的试验及试用逐步集中到同步轨道卫星方面。 20世纪60年代中期，卫星通信进入实用。1964年，国际通信卫星组织INTELSAT成立。相继发射了IS—I、IS—II、IS—III通信卫星。一些国家建成了一批地球站，初步构成了国际卫星通信网络，开始了国际卫星通信业务。限于当时的技术条件，地球站设备十分庞大，采用30M口径的大型天线、几千瓦速调管发射机、制冷参数放大器接收机等，建设一座地球站耗资巨大。 20世纪70年代初期，卫星通信进入国内通信。地球站开始采用21M、18M、10M等较小口径天线，用几百瓦级行波管发射机、常温参量放大器接收机等是地面站向小型化迈进成本也大为下降。此时还出现了海事卫星通信。 20世纪80年代，VSAT卫星通信系统问世，卫星通信进入突破性的发展阶段。 VSAT是集通信、电子计算机技术为一体的固态化、智能化的小型无人值守地球站。一般C频段VSAT站的天线口径约3M，Ku频段为1.8M、1.2M或者更小。可以把这种小站建在楼顶上或就近的地方而直接为用户服务。VSAT技术的发展，为大量专业卫星通信网的发展创造了条件，开创了卫星通信应用发展的新局面。 卫星的总体结构将采用公用仓模块化设计方案。 除继续发展大卫星外，同时发展流水线生产的、周期短、成本低的小卫星。 在卫星的控制方面，早期通信卫星都采用自轴稳定卫星；今后的大卫星都将采用三轴稳定卫星，并采用零动量三轴稳定方式取代采用偏置动量三轴稳定方式。自稳定方式比较简单，将任用于小卫星及特殊场合。 对于卫星的位置保持，早期的卫星都采用肼推进器控制卫星的位置；国际卫星五号采用高比冲离子推进器，可以大大减轻燃料消耗的负担和推进器的重量，相对地增加了卫星的有效负荷进一步解决了推进器对卫星寿命的影响。 改进卫星上的供电系统，提高太阳能电池的效率，减轻太阳能电池的重量，增大供电功率。 发展大功率发射部件。卫星的大功率发射是提高卫星通信能力并缩小和简化地球站的重要发展方向。 发展卫星多波天线。多波天线技术可以使通信卫星的频率多次复用，从而增大通信容量，还能增加发射信号功率通量密度，减小地面接收终端的天线尺寸，灵活调整通信覆盖，适应各种地区的使用要求等优点。 卫星通信工作频段的选择是一个十分重要的问题，它将影响到系统的传输容量、地球站及转发器的发射功率、天线尺寸和设备的复杂程度等。影响无线电波传播的自然因素很多。例如：地球表面的特性，大气层内对流层电学特性的不均匀性，空气的湍流运动，大气中的雾、云、雨、雪，还有大气层内的同温层、电离层等。人们对无线电波传播进行大量试验和研究发现某些因素对电波传输影响的性质和程度，主要与工作波长有关。我国把整个无线电波划分为12个频段。无线电通信中所用的频段分为9个频段，即4~12频段： 利用卫星构成通信系统，首先要弄清楚它的覆盖范围。显然，星上天线波束形状不同及波束中心指向不同，它们照射地球表面所形成的覆盖范围和区域也就不同。 地球覆盖的类型：如上，利用高度约36000km轨道上的静止卫星基本上可以覆盖地球的1/3，不能覆盖的区域是高于南北纬75度以上的地区。在大多数情况下。卫星天线有效波束宽度远小于全球波束宽度，这样可以将能量集中射向所要服务的地区，并且抑制服务区外的辐射。 为了提高轨道利用率，卫星天线应力求达到如下性能： 卫星天线主瓣方向图尽可能与要求的服务区相吻合。 控制服务区外的旁瓣大小，希望采用各种能压低第一旁瓣电平且增加远离主瓣的其它旁瓣包络增益斜率的技术。这样可以降低干扰电平，以利用解决同其它网络的协调问题，同时也有利于采用多波束卫星天线。 卫星天线的设计应当使得当卫星在静止轨道上重新调整位置后，仍能保证服务区所要的性能。 上述要求之间经常互相矛盾，因此需要权衡考虑，至于具体采用何种天线类型取决于频率、波束宽度和运载工具的有效载荷（尺寸和重量）。最小波束宽度取决于卫星姿态保持、稳定精度以及诸如覆盖区和频率再用一类的业务要求。 地球站是卫星通信系统的重要组成部分。它可以按安装方式、传输信号特征、天线口径尺寸、设备规模及用途等来划分。 按安装方式： 固定站 —— 建成后站址不可变 可搬运站——在短时间内能拆卸转移的地球站 移动站 ——工作时站址可变 按传输信号特征分类： 模拟站 ——传输模拟信号，如：模拟电话通信站、电视广播接收站 数字站 ——传输数字信号，如：数字电话通信站 按天线主