《卫星通信基本原理》课件.pptVIP

*******************卫星通信基本原理卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站，在两个或多个地面站之间进行通信的一种技术。它突破了地面通信的局限性，为全球范围内的通信提供了有效的解决方案。卫星通信的发展历史1现代卫星通信时代数字通信技术和宽带技术应用2第二代卫星通信数字通信和多址技术应用3第一代卫星通信模拟通信技术应用，应用于广播电视4早期试验阶段1940年代开始，苏联和美国进行早期实验卫星通信技术经历了漫长的发展历程，从早期的实验阶段到模拟通信时代，再到如今的数字通信和宽带技术应用，为人类社会带来了革命性的变化。卫星通信系统的组成11.地面站地面站是卫星通信系统的重要组成部分，负责与卫星进行通信，发送和接收信号。22.卫星卫星是卫星通信系统的核心，负责接收来自地面站的信号，并将其转发到其他地面站。33.传输链路传输链路是连接地面站和卫星的无线电波通道，负责将信号从地面站传输到卫星，或从卫星传输到地面站。44.用户终端用户终端是用户接入卫星通信系统，用于接收和发送信号。卫星的分类和应用地球同步卫星地球同步卫星位于赤道上空，与地球自转同步，提供连续的通信服务。低地球轨道卫星低地球轨道卫星距离地球较近，具有低延迟和高带宽优势，适合用于互联网接入和地球观测。导航卫星导航卫星提供全球定位和导航服务，广泛应用于交通运输、农业、地理信息等领域。通信卫星通信卫星连接地球不同地区，实现远距离通信、广播电视等。卫星的轨道类型低地球轨道(LEO)低地球轨道距离地球表面较近，约为160-2000公里，卫星运行速度快，通信延迟较低，但覆盖范围有限。中地球轨道(MEO)中地球轨道位于低地球轨道和地球同步轨道之间，约为2000-35786公里，卫星运行速度适中，通信延迟适中，覆盖范围也适中。地球同步轨道(GEO)地球同步轨道距离地球表面约为35786公里，卫星运行速度与地球自转速度相同，因此看起来始终停留在同一位置，覆盖范围最广。地球同步卫星地球同步卫星是指轨道周期与地球自转周期相同的卫星，因此从地面上看，它们始终悬停在天空中的同一个位置。地球同步卫星广泛应用于通信、广播、导航等领域。地球同步卫星能够实现全球范围内的通信覆盖，并提供稳定可靠的信号传输，对于现代社会的通信基础设施至关重要。地球同步轨道的几何特性地球同步轨道是一个特殊的轨道，卫星在这个轨道上运行时，相对于地球上的观察者来说，始终保持静止状态。地球同步轨道的几何特性包括轨道高度、轨道倾角、轨道速度和轨道周期等。这些参数决定了卫星在轨道上的运行状态。轨道高度是指卫星轨道到地球表面的距离，地球同步轨道的轨道高度约为35786公里。轨道倾角是指卫星轨道平面与地球赤道平面之间的夹角，地球同步轨道的轨道倾角为零。轨道速度是指卫星在轨道上运行的速度，地球同步轨道的轨道速度约为3.07公里/秒。轨道周期是指卫星绕地球一周所需要的时间，地球同步轨道的轨道周期等于地球自转周期，即24小时。卫星信号的传输过程发射地面站发射信号至卫星。卫星转发卫星接收并放大信号，将其转发至地面接收站。接收地面接收站接收卫星转发来的信号。卫星信号损耗分析卫星通信系统中信号传输会受到各种因素影响，导致信号强度衰减，称为信号损耗。路径损耗信号传播距离增加导致信号能量衰减大气损耗信号通过大气层时被吸收和散射雨衰降雨会吸收和散射信号能量极化损耗信号传播方向与天线极化方向不匹配导致能量损失卫星上行链路1地面站发射信号地面站发射机发射信号2信号经过大气层大气层对信号产生衰减3到达卫星天线卫星天线接收信号并放大4信号传输到卫星转发器卫星转发器进行频率转换和放大地面站发射机发射的信号经过大气层到达卫星天线，并由卫星天线接收放大。信号随后传输到卫星转发器进行频率转换和放大，为下行链路做准备。卫星下行链路1信号发射卫星从转发器发射信号，经天线辐射到地面接收站。2信号传播信号通过电磁波形式，以光速在太空中传播。3接收站接收地面接收站的天线接收卫星信号，并将其转换为电信号。卫星通信的频率资源频率分配国际电信联盟(ITU)负责管理和分配卫星通信频率。频率范围卫星通信通常使用L、S、C、Ku和Ka波段。频谱资源卫星通信需要大量频谱资源来支持各种应用。卫星频谱的分配和共享国际协调国际电信联盟(ITU)负责协调全球无线电频谱分配，确保不同国家和地区之间的频率使用不冲突。国家管理每个国家都有自己的频谱管理机构，负责分配和监管国内的卫星通信频率，以满足国家安全和经济发展