卫星转发器资源的比较与选择 .pdfVIP

卫星转发器的技术指标并不多，除了G/T、SFD和EIRP外，用户可关心的似乎只

有工作频段、覆盖范围、以及单位带宽的租金。其实在使用上，没有两段转发器

频段是完全相同的。卫星操作者的管理经验，卫星天线与通信转发器的结构设计，

出自邻星、反极化、以及本转发器其他用户的干扰，都可能影响使用效果。为此，

用户在租赁转发器以前，应该尽可能多地了解和比较卫星资源。本文以笔者在卫

星转发器管理与卫星通信网建设这两个方面的经验为基础，尽可能详尽地介绍在

比较和选择卫星转发器资源时值得注意的方方面面，以供同行参考。

1卫星资源

1.1转发器参数

卫星转发器的主要参数为G/T、SFD和EIRP。其中，G/T和SFD与卫星接收

天线增益的对数值线性相关，EIRP则与卫星发送天线增益相关。应该注意到的

是，卫星天线增益随工作频率与天线指向而变。因此，用户应要求卫星操作者提

供特定转发器（而不是卫星）的G/T与EIRP分布图、以及特征城市的参数表。

G/T值是接收天线增益G与接收系统噪声温度T之比值。系统噪声温度主要

由天线噪声温度和接收系统前置级放大器的噪声温度所构成。由于卫星天线指向

噪声温度较高的地球表面，天线噪声温度远高于低噪声放大器的噪声温度，因

此，系统噪声温度主要由天线噪声温度所决定。G/T值决定了卫星接收系统的性

能。某些卫星为了片面追求下行EIRP，设计中采用大口径发送天线配合小口径

接收天线的方式。该方式的G/T值相对较低，为了保证足够的上行C/N，使用时

必须相应提高上行EIRP。

饱和通量密度SFD的定义为，上行载波将转发器推到饱和时，在接收天线口

面所达到的通量密度。SFD不是一个固定值，它可通过改变转发器内部电路的增

益而得到调整。卫星参数表中所列的SFD对应于某个增益档设置值。在作链路估

算时，应根据转发器实际所用的增益档对SFD作相应的修正。较为灵敏的SFD

可以降低上行EIRP，但这时的载波相对容易受上行干扰的影响。下文会指出，

在某些场合，过于灵敏的SFD限制了上行EIRP，这将降低系统余量，并使卫星

EIRP等性能得不到充分的利用。

EIRP为天线增益与功放输出功率之对数和。天线增益随频率而变，不同转

发器的功放输出功率略有不同，功放输出端的传输损耗也因波导长度不同而有差

异，因此，各个转发器的下行EIRP也不尽相同。转发器在多载波工作时，需要

适当降低输出功率以避免交调干扰。相应的功率减小值被称为输出回退量。有些

卫星转发器在功率放大器的前级插入用于减轻交调干扰的线化器，可以相对较少

的输出回退满足多载波工作条件，从而提高了下行EIRP的利用率。此外，实际

工作中所能使用的EIRP，有可能因为邻星协调的限制，而不得不低于卫星的设

计参数。

1.2工作频段

通信卫星通常工作于6/4GHz的C频段和14/12GHz的Ku频段。Ku频段信道

资源与C频段的不同点主要在于：服务区小，卫星EIRP高，同等工作条件下可

用较小的天线，高降雨区难免有雨衰中断，卫星信道和地面射频设备的成本较高，

与地面干扰和邻星干扰的协调比较简单。

Ku频段的工作频率远高于C频段，Ku天线的增益通常比相同口径的C频段

天线高6dB以上。不少人误认为，这就是Ku频段卫星通信可用小口径天线的原

因。实际上，天线增益与空间传输损耗都与工作频率的平方成正比，Ku频段地

面天线增益的提高恰好被传输损耗的增大所抵消。Ku频段可用小口径接收天线

的主要原因在于，Ku频段通信卫星的下行功率谱密度不像C频段那样受到限制，

其下行EIRP通常远高于C频段卫星。考虑到EIRP可以通过加大发射功率而得到

提高，G/T中的噪声温度则受客观条件所限而无从改变，一般而言，Ku卫星接收

系统的G/T值相对于C频段卫星的增幅，远低于EIRP的增幅。因此，Ku频段卫

星地球站设备对功放输出功率的要求，通常要高于C频段地球站。

C频段和Ku频段都包含常规与扩展频段。工作于常规频段的卫星地球站天

线和射频设备的设计带宽通常略大于500MHz。工作于扩展频段的设备因也通用

于常规频段，其带宽多在800MHz左右。扩展频段的地球站设备成本较高，但卫

星信道成本较低，其邻星干扰也因使用并不广泛而相对较少。

1.3卫星天线与服务区

为能充分利用频率资源，通信卫星大多采用正交极化频率复用方式。通常的

做法是，转发器的上行和下行分