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6.1 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 展的一种特殊形式。
地面段
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6.1.5 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，非静止卫 星通信系统又可进一步分为随机运动卫星通信 系统和相位运动卫星通信系统。
按照卫星的通信覆盖区范围，可分为全球卫星 通信系统、国际卫星通信系统、国内卫星通信 系统和区域卫星通信系统。
的相互干扰要小。
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6.1.3 卫星通信的工作频段
卫星通信的频段范围
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。
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6.1.4 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。
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6.1.4 卫星通信系统的组成
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6.1.4 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。
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6.1.1 卫展简史
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。
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6.1.5 卫星通信系统的分类
按照卫星的结构，可分为无源卫星通信系统 （被动卫星通信系统）和有源卫星通信系统 （主动卫星通信系统）。
按照多址方式，可分为频分多址卫星通信系 统、时分多址卫星通信系统、码分多址卫星 通信系统、空分多址卫星通信系统、混合多 址卫星通信系统等。
按照所传输信号的体制，可分为模拟卫星通 信系统和数字卫星通信系统。
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6.1.3 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）
L
1~2
K
18 ~ 26
E
60 ~ 90
S
2~4
Ka
26 ~ 40
W
75 ~ 110
C
4~8
Q
33 ~ 50
D
110 ~ 170
X
8 ~ 12
U
40 ~ 60
G
140 ~ 220
Ku
14
6.1.4 卫星通信系统的组成
单变频转发器
15
6.1.4 卫星通信系统的组成
双变频转发器
16
6.1.4 卫星通信系统的组成
星上处理转发器
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6.1.4 卫星通信系统的组成
天线分系统
➢ 天线分系统承担 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。
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。
1970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”。
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6.1.5 卫星通信系统的分类
按照用户性质，可分为商用卫星通信系统、专 用卫星通信系统和军用卫星通信系统。
12 ~ 18
V
50 ~ 75
Y
220 ~ 325
10
6.1.4 卫星通信系统的组成
11
6.1.4 卫星通信系统的组成
空间段
12
通信卫星的组成
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6.1.4 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。
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6.1.4 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。
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6.1.2 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
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6.1.3 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
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 6.4 VSAT系统 6.5 卫星导航定位系统
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6.1 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