论述广播通信的各种卫星的特点和功能 树人大学 通信081通信081 王武州 200805016123 摘要：通信卫星，是作为无线电通信中继站的卫星。它像一个国际信使，收集来自地面的各种“信件”，然后再“投递”到另一个地方的用户手里。由于它是“站”在36000 公里的高空，所以它的“投递”覆盖面特别大，一颗卫星就可以负责 1/3地球表面的通信。如果在地球静止轨道上均匀地放置三颗通信卫星，便可以实现除南北极之外的全球通信。当卫星接收到从一个地面站发来的微弱无线电信号后，会自动把它变成大功率信号，然后发到另一个地面站，或传送到另一颗通信卫星上后，再发到地球另一侧的地面站上，这样，我们就收到了从很远的地方发出的信号。 通信卫星是世界上应用最早、应用最广的卫星之一，许多国家都发射了通信卫星。 翻译：Abstract: The communication satellite, radio relay stations as the satellite. It is like an international courier to collect from the ground various "letters" and then "delivered" to the hands of another user. Because it is "standing" in the altitude of 36,000 kilometers, so it's "delivery" coverage particularly large, a satellite can be responsible for 1 / 3 of the Earth's surface communication. If even in the geostationary orbit communications satellite placed three, they can achieve than global communications outside the poles. When the satellite ground station received from a weak radio signal sent, it will automatically turn it into a high-power signals
关键词： 移动通信卫星 电视广播卫星 海事通信卫星 跟踪和数据中继卫星
文章：卫星通信是现代通信技术，航空航天技术，计算机技术结合的重要成果。卫星通信在国际通信，国内通信，国防，移动通信以及广播电视等领域，得到了广泛应用。卫星通信之所以成为强有力的现代通信手段之一，是因为它具有频带宽，容量大，使用多种业务，覆盖能力强，性能稳定，不受地理条件限制，成本与通信距离无关等特点。 卫星通信与其他通信方式相比具有其独特的特点。 1通信距离远，通信成本与距离无关 由于卫星在离地面几百，几千，几万千米的高度，因此在卫星能覆盖到的范围内，通信成本与距离无关。以地球静止卫星来看，卫星离地３６０００ｋｍ，一颗卫星几乎覆盖地球的１/3，利用它可以实现最大通信距离约为18000km，地球站的建设成本与距离无关。如果采用地球静止卫星，只要3颗就可以基本实现全球的覆盖。 2以广播方式工作，便于实现多址连接 卫星通信系统类似于一个多发射台的广播系统，每个有发射机的地球站都可以发射信号，在整个卫星覆盖区内都可以收到所有广播信号。因此只要同时具有手法信机，就可以在几个地球站之间建立通信连接，提供了灵活的组网方式。 3通信容量大，传送的业务种类多 由于卫星采用的射频频率在微波波段，可供使用的频带宽，加上太阳能技术和卫 星转发器功率越来越大，随着新体制、新技术的不断发展，卫星通信容量越来越大，传输的业务类型越来越多。 4需要采用先进的空间电子技术 由于卫星与地球站的距离远，电磁波在空间中的损耗很大，因此需要采用高增益的天线、大功率发射机、低噪声接受设备和高灵敏调制解调器等。并且空间的电子环境复杂多变，系统必须要承受高低温差大、宇宙辐射强等不利条件，因此卫星设备的材料必须是特指的，能适应空间环境的。由于卫星造价高，系统还必须采用高可靠性设计。 5需要解决信号传播时延带来的影响 由于卫星与地面站距离远，信号传输的时延很明显。对一些业务（如话音）来说，必须采取措施解决时延带来的影响。 6需要解决卫星的姿态控制问题 由于空间的环境复杂多变，卫星轨道可能有飘逸，姿态可能有偏转，由于卫星离地远，因此轻微飘逸和姿态偏转可能造成地面接受的信号变化很大，因此卫星的精确姿态控制也是必须解决的问题。 此外，还必须解决星蚀、地面微波系统与卫星系统的干扰等问题，这些都是保证卫星通信系统正常运转的必要条件。 因此，按照通信业务种类的不同我们来逐一阐述各个卫星的功能和特点
1海事通信卫星系统的空间段由四颗工作卫星和在轨道上等待随时启用的四颗备用卫星组成。这些卫星位于距离地球赤道上空约35700km的同步轨道上，轨道上卫星的运动与地球自转同步，即与地球表面保持相对固定位置。所有卫星受位于英国伦敦Inmarsat总部的卫星控制中心（SCC）控制，以保证每颗卫星的正常运行。 每颗卫星可覆盖地球表面约1／3面积，覆盖区内地球上的卫星终端的天线与所覆盖的卫星处于视距范围内。四个卫星覆盖区分别是大西洋东区、大西洋西区、太平洋区和印度洋区。目前使用的是Inmarsat第三代卫星，它们拥有48dBW的全向辐射功率，比第二代卫星高出8倍，同时第三代卫星有一个全球波束转发器和五个点波束转发器。由于点波束和双极化技术的引入，使得在第三代卫星上可以动态地进行功率和频带分配，从而大大提高了卫星信道资源的利用率。为了降低终端尺寸及发射电平，Inmarsat-4系统通过卫星的点波束系统进行通信。除南北纬75度以上的极地区域以外，四个卫星几乎可以覆盖全球所有的陆地。海事卫星配备了有史以来最智能和最轻便的天线。该服务可满足用户对可靠和高质量全球网络连接和语音通讯的需求，能够从真正意义上利用卫星宽带方案，跨进全球宽带时代。具有设备体积小、重量轻，安装简单、成本低廉、性价比高，非常实用等特点。连接至标准的PC，并支持现有的所有系统。
2移动通信卫星的最大特点就是可以为移动用户之间提供通信服务，如车辆、飞机、船舶、甚至个人的通信，而且具有覆盖区域更广、不受地理障碍约束和用户运动限制等优势，使光纤通信望尘莫及，所以越来越受到重视和欢迎。从移动通信卫星的轨道看，目前移动通信卫星的轨道有以下三种，它们各有千秋，相得益彰。移动通信卫星的收发天线尺寸和发射功率一般都比较高，并采用雨致衰减小和信号传输损耗小的L波段传输信号，目的是减小地面用户终端的尺寸，便于携带，保证通信质量。移动通信卫星不但能够为大型的移动用户，如船舶、飞机及车辆等提供通信服务，而且可以使个人的手机直接进行卫星通信， 已发射的“依星”和“全球星”就是典型。在特定的情况下，它们体现了其他的通信系统没有的优越性。比如，去极地的考察人员，用“依星”手机能十分方便地与国内通信，使其它通信手段相形见绌；在印度及我国的台湾发生地震，其它通信手段遭到破坏的情况下，“依星”手机仍然能可靠地工作保证了与外界的通信联系。移动通信卫星能够为用户直接进行话音通信服务，但不能转发电视节目。转发电视节目是由电视直播卫星来完成的。用户可以直接收看或收听卫星转发的节目，但一般只能在固定的地点收看收听节目。电视直播卫星已成为当代发展的热点。这种卫星的特点与移动通信卫星大致相似，即高功率发射下行信号，拥有大面积太阳电池阵（保证提供千瓦级以上电源）、高精度轨道控制和天线指向等。这些都是为了减轻地面用户负担，使他们的接收终端小型化。换句话说，就是把困难留给卫星，把方便让给用户。 当代电视直播卫星采用了数字视频压缩技术，因而大大节省了频带宽度，提高了传输视频数据的速率。这种采用数字视频压缩技术的卫星，可提供上百套电视节目，家庭只需装一个直径0.45米的天线和接收译码器，就能直接在电视机上收看高质量的卫星电视节目。 3电视广播卫星电视广播技术以电的方式、光的速度，同时将活动的彩色图像和声音呈现于遥远之外的电视观众面前，使人们足不出户、就能耳闻目睹天下大事，使得古代人们的“千里眼”与“顺风耳”的美好梦想成为现实。如今，电视在工业、农业、科学、文化、新闻、医药、空间、国防等方面得到愈来愈广泛的应用。由于卫星直播电视具有覆盖面广、节目容量大、图像质量好、接收设备体积小等优点，受到了世界各国的广泛重视。自七十年代未开始，各发达国家纷纷制定卫星广播计划，并积极投入实施。迄今为止，运行于同步轨道上的卫星数量已达一百多颗，转播的卫星电视节目已达数千个之多。 4跟踪和数据中继卫星1983年4月，美国从“挑战者”号航天飞机上发射了第一颗跟踪和数据中继卫星，它也是现代最大的通信卫星。跟踪和数据中继卫星相当于把地面上的测控站升高到了地球静止卫星轨道高度，一颗卫星就能观测到大部分在近地空域内飞行的航天器，两颗卫星组网就能基本上覆盖整个中、低轨道的空域。因此由两颗卫星和一个测控站所组成的跟踪和数据中继卫星系统，可以取代配置在世界各地由许多测控站构成的航天测控网。跟踪和数据中继卫星的主要用途有：跟踪、测定中、低轨道卫星；为对地观测卫星实时转发遥感、遥测数据；承担航天飞机和载人飞船的通信和数据传输中继业务和满足军事特殊需要等。
结束语 由于卫星通讯各方面的技术已十分普遍，费用逐渐下降，现在不但个别的国家有
能力利用，甚至连个别的商业机构也在跃跃欲试了。将来，通讯卫星还可能提供另一种全新的服务，因为能够直接传送的不单是电话和电视；信件、报纸及其它形式的信息都能从世界上几乎任何地方传送到家中，或许就在电视屏幕上显示。广播通信卫星为人们传递电视、电话信号。没有它，你就很难打越洋电话或观看世界新闻、国际比赛。
参考文献 中国航天工程咨询中心 现代通信技术 浙江树人大学图书搜索网
通信081 王武州 200805016123