2025年卫星通信的相关基本概念及特点 .pdfVIP

学而不知道，与不学同；知而不能行，与不知同。——黄睎

1.卫星通信的相关基本概念及特点

卫星通信的定义：卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波，在两个或

多个地球站之间进行的通信。

宇宙无线电通信的定义：宇宙无线电通信指以宇宙飞行体或通信转发体为对象的无线电

通信方式，简称宇宙通信。

卫星通信属于宇宙无线电通信中的第三种方式，是地面微波中继通信的发展，是微波中

继通信的一种特殊方式。

微波通信的特点

1.波长短－100厘米至1毫米

2.直线传播，视距通信（Line-of-Sight）

3.最大通信距离受地球曲率限制

4.微波通信天线铁塔的高度：50－60米，

则其视距通信距离：约50公里。

计算公式：

其中，r为地球半径，6378kmh为中继站天线到地面的高度。

2.静止卫星的相关概念如满足条件、覆盖参数等

静止卫星：卫星的位置相对地球站呈静止状态，即同步卫星。

静止卫星的条件：

卫星的运行轨道在赤道平面内

卫星运行的轨道形状为圆形轨道

卫星距地面的高度约为35786.6km

卫星运行的方向与地球自转的方向相同，即自西向东

卫星绕地球运行一周的时间恰好是24h，和地球的自转周期相等

覆盖参数：由于卫星的高度较高，因而一颗卫星对地球表面的覆盖区域面积大。该区域

的面积达到全球表面的42.4%，因此只需设置彼此间隔为120°的三颗卫星，就可以建立起

除南、北两极地区以外的全球通信。最大通信距离可达18000km

3.大气吸收损耗的基本内容

大气对电波有吸收作用，从而造成大气吸收损耗

吸收电波的大气成份电子、氧分子、水汽

水汽、氧分子对电波的吸收衰减起主要作用

大气吸收损耗与使用频段关系

1-5GHz：大气损耗小

5-10GHz：大气损耗开始增加

30-50GHz：大气损耗急剧增加

大气吸收损耗与地球站天线仰角相关

天线仰角大，则电波穿过大气层距离减小，大气损耗小

天线仰角应大于5°

先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。——范仲淹

坏天气引起的大气损耗，与损耗大小相关的因素

雨、雪的大小

云、雾的浓度

工作频段

4.开普勒三定律(自行整理公式)

开普勒第一定律

人造地球卫星

0=e1

e=0表示圆形轨道，圆心即地心。

0e1表示椭圆轨道，近地点为A，远地点为B。

椭圆轨道的主要几何参数计算

椭圆可由圆在平面上投影得到。圆与平面夹角为（离心率的物理意义）。

几何意义：

近地点距离（A到地心）：

运地点距离（B到地心）：

由此可得椭圆的长半轴，

椭圆的短半轴

半焦距：

偏心率：

椭圆轨道的主要几何参数计算

二次曲线参数（半正焦弦）：从椭圆的一个焦点沿着垂直于长轴的方向到椭圆

曲线的距离。

可求得，

开普勒第二定律

●卫星与地心的连线在相同时间内扫过的面积相等。

定律的意义

当轨道为椭圆时，卫星在轨道上的各点飞