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卫星通信链路总结

目录

前言1

1.天线增益,等效辐射功率和接收功率1

2.传输损耗3

3.系统噪声温度3

4.载噪比8

5.上行链路9

6,下行链路10

7.雨水衰减10

8.联合载噪比11

9.互调噪声12

前言

1.空间链路狭义上分为上行链路和下行链路，如果不考虑卫星组网的情况，就

是一颗卫星做中继，两个地面终端通信的场景。上行链路和下行链路都有很大的损

耗，计算这些损耗和衰落，是设计卫星通信产品的重要指标。

2.整个通信过程可以大致理解为地面站一一卫星转发器一一地面站

3.接下来我们就从地面的发射机天线讲起，将整个链路讲清楚

4.在工程中，我们经常将数值转换为db的形式，在本文中口则为某数据的db

值例如天线增益G为104104,贝∣J[G]=101gG=40dB[G]=101gG=40dB

Λ

1.天线增益,等效辐射功率和接收功率

为了提高天线定向辐射的能力，通信天线的定向性都很强，但计算中不容易。我们

会引入线的增益的概念。假如现有一个定向天线，它的输出功率为PsP_s,增益为GG就

意味着该天线等效为一个输出功率为PsGP.sG的各向同性天线。将天线等效为各向同性

天线后，这个天线在空间中等距离球面的各点辐射相同。在发射天线和接收天线对准的

情况下，等效全向天线的计算结果和原定向天线的计算结果相同。举例来说就是

发射天线输出功率PsP-S,

那么发射天线的等效全向辐射功率

(11)E1RP=GtPsEIRP=GJP_s∖tag{1-1}

发射天线辐射的电磁波强度至于距离有关，辐射功率通量密度

・

(12)①m=EIRP4πr2\Phi_m=\frac{EIRP}{4\pir^2}∖tag{1-2}

接收天线的增益GrG_r

接收天线的有效面积

(1-3)Se=λ2Gr4五Se=∖frac{∖1ambda^2Gr}{4∖pi}∖tag{1-3}

-_

发射天线的接收功率

(1-4)Pr=ΦmSe=GtGrPs(入44

r)2P_r=\Phi_mS_e=G_tG_rP_s(\frac{\1ambda}{4\pir})^2∖tag{1-4}

用分贝的语言表示

(1-5)[EIRP]=[Gt]+[Ps][EIRP]=[G.t]+[P.s]∖tag{1-5}

(1-6)[Pr]=[EIRP]+[Gr]d10Ig(4πλ)2[P_r]=[EIRP]+[G_r]-

r

101g(\frac{4\pir}{∖1ambda})^2∖tag{1-6}

其中等号右边第三项被称为自由空间损耗[FS1]

(1-7)[FS1]=201g(f)+201g(r)+201g4π

c[FS1]=201g(f)+201g(r)+201g∖frac{4∖pi}{c}∖tag{1-7}

其中频率单位为MHz,距离单位为km,FS1为比值无单位则光速单位为

km*MHz=109m∕s1(P9m∕s,所以c=0.3km*MHzc=0.3km*MHz(1-7)的第三项(1-

8)201g4πc=201g4*

3.140.3=32.4201g∖frac{4∖pi}{c}=201g∖frac{4*3.14}{0.3}=32.4∖tag{1-8}

自由空间损耗FS1的计算

(1-9)[FS1]=201gf+201gr+32.4[FS1]=201gf+201gr+32.4∖tag{1-9}

补充天线增益的计算公式，在卫星通信中，反射面天线的使用尤为广泛，近年来

有向微带天线等体积更小，增益更大的阵列天线发展的趋势，但我们只在此介绍反射

面天线的增益的计算公式

(I-IO)G=η(πDλ)