卫星通信导论学习

一、卫星通信系统概论

卫星通信——利用卫星作为中继站转发或反射无线电波，实现两个或多个地球站之间（或地球站与航天器之间）通信的方式。

1.1 卫星轨道

低轨轨道——简称LEO轨道，轨道高度500~1500km。

中轨轨道——简称MEO轨道，轨道高度8000~20000km。

静止轨道——简称GEO轨道（高轨轨道），轨道高度35786km（粗略称36000km）。

同步轨道卫星——运行周期为一个恒星日（约24小时），轨道高度为35786km。

静止轨道卫星——轨道面与赤道平面相重合且高度为35786km，卫星与地面保持相对静止。

1.2 系统组成

卫星通信系统由空间段和地面段两部分组成。

空间段——以卫星为主体，包括地面卫星控制中心（SSC）和跟踪、遥测及指令站（TT&C）。

地面段——包括支持用户访问卫星，并实现用户间通信的所有地面设施。卫星地球站是地面段的主体，提供与卫星的链接链路，因此地面段常用地球站作为业内称呼。

地球站——包括地面的卫星通信站和飞机或海洋船舶上的卫星通信站。（即海陆空的通信端均是）

1.3 频率分配

地球站与卫星之间的信息通信是利用电磁波实现，频率范围150MHz~300GHz。因此对卫星通信中的频率范围进行分段：

VHF频段——频率范围30~300MHz，100MHz以下不能用于空间通信。

UHF频段——频率范围300~3000MHz。

L频段——频率范围1 ~ 2GHz。

S频段——频率范围2~4GHz。

C频段——频率范围4~7GHz。

X频段——频率范围7~12GHz。

Ku频段——频率范围12~18GHz。

Ka频段——频率范围20~40GHz。

由于以上频段的使用加剧，未来将开发以下频段：

Q频段——频率范围36~46GHz。

V频段——频率范围46~56GHz。

太赫兹频段——频率范围0.1~10THz。该频段大气吸收损耗大，使用与局域网或星间通信。

上行链路——也称前向链路，地面站发送信号到卫星的链路。

下行链路——也称反向链路，卫星发送信号到地面站的链路。

1.4 卫星通信特点

1.低成本覆盖范围宽且不受地理条件限制。

GEO卫星——一颗GEO卫星能覆盖地球表面的1/3，三颗GEO卫星可组成全球系统（两极地区除外）。

LEO卫星——单颗LEO卫星覆盖地球表面范围有限，因此通过星座方式实现全球覆盖（包括两极通信）。