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主要内容
➢ 卫星通信原理 ➢ 典型卫星通信系统简介
2020/3/23
卫星通信定义
➢ 卫星通信，简单的说就是地球上（包括地面、 水面和低层大气中）的无线电通信站之间利用 人造卫星作为中继站转发或反射无线电波，以 此来实现两个或多个地球站之间通信的一种通 信方式
➢ 无线通信方式 ➢ 可以承载多种通信业务 ➢ 是当今社会重要的通信手段之一
• 式中，R0为地球半径， R0 =6378km ；θ为AB所对应的圆心角（弧度）；he为
2020/通3/23 信卫星到地面的高度，单位为km。上
•
（1） he =500km时，由公式求得
S=4892km；
•
（ 2 ） he =35800km 时 ，
S=18100km。
•
由于卫星处于外层空间，即在电
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卫星通信基本概念
•
卫星通信是在地面微波中继通信
和空间技术的基础上发展起来的。微波
中继通信是一种“视距”通信，即只有在“
看得见”的范离地面很高的微波中继站
。由于作为中继的卫星离地面很高，因
此经过一次中继转接之后即可进行长距
离的通信。图1 . 1是一种简单的卫星通信
卫星通信的特点
➢ 覆盖区域大，通信距离远，通信成本与通信距离 无关
➢ 以广播方式工作，便于实现多址联接，组网方式 灵活
➢ 通信容量较大，能应用的业务种类多 ➢ 可自发自收进行监测 ➢ 机动灵活 ➢ 设备复杂，有时延 ➢ 要解决星蚀及空间干扰问题
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卫星通信的应用范围
➢ 长途电话、传真 ➢ 电视广播、娱乐 ➢ 计算机联网 ➢ 电视会议、电话会议 ➢ 交互型远程教育 ➢ 医疗数据 ➢ 应急业务、新闻广播 ➢ 交通信息、船舶、飞机的
➢ 监控管理分系统
➢ 对定点的卫星在业务开通前、后进行通信性能的监测和控制（如 对转发器功率、卫星天线增益、各地球站发射功率、带宽等参数 进行监控）
➢ 跟踪遥测指令分系统
➢ 对卫星进行跟踪测量，控制其准确进入静止轨道上的指定位置； 定期对卫星进行轨道修正和位置保持
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卫星通信系统的基本组成
➢ 地球站
是微波无线电收、发信台（站），用户通过他们接入卫星线路
典型的地球站示意图：
天线、馈源设备
接收设备 发射设备
信道 终端 设备
跟踪伺服设备
电源设备
电源设备
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卫星通信网络的结构
➢ 各卫星通信系统都有一定的网络结构，如星形、网 格形或混合形
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中心站
星形
网格形
系统工作过程
航行数据及军事通信等
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卫星通信系统的基本组成
空间分系统 通信地球站系统
测控管理分系统
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跟踪遥测指令分系统
卫星通信系统的基本组成
➢ 空间分系统
➢ 即通信卫星，起无线电中继站作用，主体是通信装置，包括一个 或多个转发器（微波收、发信机）和天线，保障部分星体上的遥 测指令、控制系统和能源装置等
系统示意图，它是由一颗通信卫星和多
个地面通信站组成的。
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卫星通信示意图
地球 B
A
C
E
D
A
R0
he
地球 B
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图1.1 卫星通信示意图
卫星
•
由图1.1可见，离地面高度为he的
卫星中继站，看到地面的两个极端点是A
和B点，即S长度将是以卫星为中继站所
能达S到R 的0最大R o通(2a 信rc距cos离R 0 。R 0其he)计算(km 公)式为
发送站一个已调载波通路
发处 基理 带器
调 制 器
中上 频行 滤变 波频 器器
功 率 放 大 器
上 行 空 间 路 径
基 带 入
B D U
M
F
U C
H P A
接收站一个已调载波通路
下
行
空 间
低放
路 噪大
下 行 变 频
径 声器 器
中 频 滤 波 器
解 调 器
收处 基理 带器
L N A
D C
F
DB ED MU
基 带 出
射频线路 中频线路 卫星无线电线路
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演讲者：曹兰兰 董泽敏
• ppt制作：高飞 甘永康 •资料收集：冯敏敏、董婷 、曹家豪、 •崔稳娟、关绮静、胡霞、孔祥、何岳嵩、
胡歆格
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•谢谢大家
•
(3) C波段（6.0/4.0GHz）；
•
(4) X波段（8.0/7.0GHz）；
•
(5) K波段（14.0/12.0；14.0/11.0
；30/20GHz）。
•
由于C波段的频段较宽，又便于
利用成熟的微波中继通信技术，且天线
尺寸也较小，因此，卫星通信最常用的
是C波段。 2020/3/23
通信卫星的轨道
离层之外，地面上发射的电磁波必须能
穿透电离层才能到达卫星；同样，从卫
星到地面上的电磁波也必须穿透电离层
，而在无线电频段中只有微波频段恰好
具 2020/3/23 备这一条件，因此卫星通信使用微波
• 目前大多数卫星通信系统选择在下列频 段工作：
•
(1) UHF波段（400/200MHz）；
•
(2) L波段（1.6/1.5GHz）；
➢ 卫星运行的轨迹和趋势称为卫星运行轨道；其 轨道近似于椭圆或圆形，地心就处在椭圆的一 个焦点或圆心上
➢ 按照轨道平面与赤道平面的夹角i（轨道倾角） 的不同，地球卫星的轨道有赤道轨道（i=0º） 、极轨道（i=90º）、倾斜轨道（0º<i<90º）之 分
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通信卫星的轨道
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