现代通信技术概论 第6章卫星通信系统概述课件.ppt

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1、现代通信技术概论第6章卫星通信系统6.1概述6.2卫星运行轨道6.3卫星通信的多址方式6.4VSAT系统6.5卫星导航定位系统26.1概述6.1.1卫星通信发展简史6.1.2卫星通信的特点6.1.3卫星通信的工作频段6.1.4卫星通信系统的组成6.1.5卫星通信系统的分类36.1概述卫星通信是指设置在地球上（包括地面、水面和低层大气中）的无线电通信站之间利用人造地球卫星作中继站转发或反射无线电波，在两个或多个地球站之间进行的通信。卫星通信是在地面微波中继通信和空间电子技术的基础上发展起来的一种通信方式，它是宇宙无线通信的主要形式之一，也是微波通信发展

2、的一种特殊形式。46.1.1卫星通信发展简史卫星通信的起源56.1.1卫星通信发展简史1957年10月，前苏联成功发射了世界上第一颗低轨人造地球卫星Sputnik。1958年，美国宇航局发射了“SCORE”卫星，并通过该卫星广播了美国总统圣诞节祝词。1962年，美国电话电报公司发射了“电星”，它可进行电话、电视、传真和数据的传输。1964年8月，美国发射了首颗静止轨道的通信卫星“辛康姆3号”（SYNCOM-3），并利用它成功地进行了电话、电视和传真的传输试验。1965年4月，INTELSAT把原名为“晨鸟”的第1代“国际电信卫星”射入地球静止轨道。1

3、970年4月24日，我国在酒泉卫星发射中心成功地发射了第一颗人造地球卫星“东方红一号”。66.1.2卫星通信的特点通信时延较长通信链路易受外部条件影响存在星蚀和日凌中断现象76.1.3卫星通信的工作频段选择工作频段时考虑的因素工作频段的电磁波应能轻易穿透电离层；电波传播损耗应尽可能地小；天线系统引入的外部噪声要小；有较宽可用频带，与地面现有的通信系统的兼容性要好，且相互间的干扰要小；星上设备重量要轻，消耗的功率要小；尽可能地利用现有的通信技术和设备；与其他通信、雷达等电子系统或电子设备之间的相互干扰要小。86.1.3卫星通信的工作频段卫星通信的频段范

4、围卫星通信的频率范围一般选在微波频段（300MHz~300GHz）。微波频段的特点是：有较宽的频谱，可以获得较大的通信容量；天线增益高、尺寸小；现有的微波通信设备稍加改造就可以利用。此外，考虑到卫星处于电离层之外的外层空间，而微波频率恰恰能够较容易地穿透电离层。96.1.3卫星通信的工作频段微波频段频率范围（GHz）微波频段频率范围（GHz）微波频段频率范围（GHz）L1~2K18~26E60~90S2~4Ka26~40W75~110C4~8Q33~50D110~170X8~12U40~60G140~220Ku12~18V50~75Y220~3251

5、06.1.4卫星通信系统的组成116.1.4卫星通信系统的组成空间段12通信卫星的组成136.1.4卫星通信系统的组成通信分系统卫星上的通信分系统又称为转发器，它实际上是一个提供卫星发射天线和接收天线之间链路连接的设备，是构成卫星通信的中枢，其功能是使卫星具有接收、处理并重发信号的能力。转发器按照变频方式和传输信号形式的不同可分为单变频转发器、双变频转发器和星上处理转发器。146.1.4卫星通信系统的组成单变频转发器156.1.4卫星通信系统的组成双变频转发器166.1.4卫星通信系统的组成星上处理转发器176.1.4卫星通信系统的组成天线分系统天线

6、分系统承担了接收上行链路信号和发射下行链路信号的双重任务。卫星天线分为遥测指令天线和通信天线两类。186.1.4卫星通信系统的组成跟踪、遥测和指令（TT&C）分系统跟踪设备用来为地球站跟踪卫星发送信标。遥测部分用来对所有的卫星分系统进行监测，获得有关卫星姿态及星内各部分工作状态等的数据，经放大、多路复用、编码、调制等处理后，通过专用的发射机和天线发给地面的TT&C站。指令部分专门用来接收和译出TT&C站发给卫星的指令，控制卫星的运行。196.1.4卫星通信系统的组成控制分系统控制分系统（CS）由一系列机械的或电子的可控调整装置组成，在TT&C站的指令

7、控制下完成对卫星轨道位置、姿态、工作状态等的调整与控制。CS需要完成两种控制，即姿态控制和位置控制。姿态控制主要是保证天线波束始终对准地球，同时确保太阳能电池帆板始终对准太阳。位置控制用来消除天体引力产生的摄动影响，使卫星与地球的相对位置保持固定。206.1.4卫星通信系统的组成电源分系统通信卫星的电源除要求体积小、重量轻、效率高之外，最主要的还应在其寿命期内保持输出足够的电能。在宇宙空间，阳光是最重要的能源，在有光照时，主要使用太阳能电池产生功率；当卫星处于发射状态或处于地球阴影区时，使用蓄电池来保证电源功率。216.1.4卫星通信系统的组成地面段

8、226.1.5卫星通信系统的分类按照卫星的运动状态（制式），可分为静止卫星通信系统和非静止卫星通信系统，非静