卫星通信知识
卫星通信基础知识ppt课件
静止卫星发生星 蚀和日凌中断的原理
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
影响静止卫星通信的因素
圆形倾斜轨道同步卫星视在位置的日漂移
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
地球卫星的轨道
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
卫星通信的特点
1、通信范围大，三颗同步卫星即可覆盖全球（除两极外）。只要 在卫星发射的电波所覆盖的范围内，从任何两点之间都可进行通 信。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
卫星通信的基本原理
什么是卫星通信? 卫星通信，简单地说，就是地球上（包括地面、水面 和低层大气中）无线电通信站之间利用人造卫星作中 继站而进行的通信，它覆盖面积大、不受地理条件的 限制、通信频带宽、容量大、机动灵活，因而在国际 和国内通信领域中，成为不可缺少的通信手段。
卫星通信系统的分类
按业务分
固定业务卫星通信系统 移动业务卫星通信系统 广播业务卫星通信系统 科学实验卫星通信系统
按多址方式分
频分多址卫星通信系统 时分多址卫星通信系统 空分多址卫星通信系统 码分多址卫星通信系统
混合多址卫星通信系统
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
卫星通信基础知识.doc
卫星通信基础知识第一节电磁波常识一、电磁波振动的电场和磁场在空间的传播叫做电磁波。
由收音机收到的无线电广播信号，由电视机收到的高频电视信号, 医院里物理治疗用的红外线，消毒和杀菌用的紫外线，透视照相用的X射线，以及各种可见光，都属于电磁波。
二、电磁波的频率、波长人们用频率、波长和波速来描述电磁波的性质。
频率是指在单位时间内电场强度矢量E （或磁场强度矢量H）进行完全振动的次数，通常用f表示。
波长是指在波的传播方向上相邻两个振动完全相同点之间的距离，通常用入表示。
波速是指电磁波在单位时间内传播的距离，通常用v表示。
频率f,波长入，和波速v 之间满足如下关系：v=Xf如果一电磁波在一秒内振动一次，该电磁波的频率就是1Hz , 在国际单位制中，波速的单位是m/s（米/秒），波长的单位是m（米）, 频率的单位是Hz.对于无线电信号，它属于电磁波，它的传播速度为光速，即每秒约前进30万公里。
例如：对于一个频率为98MHz的调频广播节目，其波长为300,000,000 米除98,000,000Hz,等于3.06 米。
不同的频率的（或不同波长）电磁波具有不同的性质用途。
人们按照其频率或波长的不同把电磁波分为不同的种类，频率在300GHz（lGHz=109Hz）以下的波称为无线电波，主要用于广播，电视或其他通讯。
频率在3 X1011HZ-4X 1014Hz之间的波称为红外线, 它的显著特点是给人以“热”的感觉，常用于医学上的物理治疗或红外线加热，探测等，频率在3.84X 1014HZ-7.69X 1014Hz之间的波为1417可见光，它能引起人们的视觉，频率在8X10Hz-3X10Hz 之间的波称为紫外线，具有较强的杀菌能力，常用于杀菌，消毒，频率在3X1017 Hz-5X 1019Hz之间的波称为X射线（或伦琴射线）它的穿透能力很强，常用于金属探测，人体透视等，在原子核物理中还有频率为1018Hz-1022Hz以上的射线，其穿透能力就更强了。
卫星通信系统基础知识及设备操作使用与维护管理
卫星通信系统基础知识及设备操作使用与维护管理卫星通信系统是利用卫星作为中间传输媒介的通信方式。
卫星通信通过将信号传输到地球上的接收站，实现了全球范围内的通信。
它具有全天候、全天时、全球覆盖、无距离限制等优点，被广泛应用于军事、民用、航空、航天等领域。
1.设备操作使用：-在操作卫星通信系统设备之前，需要仔细阅读设备的使用说明书和操作手册，了解设备的工作原理、操作流程以及安全注意事项。
-进行设备操作时，需要按照操作流程的指导进行操作，遵循正确的操作步骤，避免操作错误导致设备损坏或故障。
-在设备操作过程中，应注意设备的状态和指示灯的变化，及时处理设备异常情况，避免出现故障。
2.设备使用：-卫星通信设备通常需要安装在固定的位置上，以保证信号传输的稳定性。
因此，在安装设备时，需要选择合适的位置，并按照设备说明书进行正确的安装和固定。
-设备使用过程中，需要注意设备的环境要求，如温度、湿度、电源供应等。
避免设备在恶劣的环境条件下工作，导致设备故障或损坏。
-使用设备时，应遵循设备的操作规程，合理调节设备参数，保证设备的正常运行。
3.设备维护管理：-定期检查卫星通信设备的硬件和软件状态，检测设备是否正常工作，并及时处理设备异常情况。
例如，设备的散热情况、电源供应是否正常等。
-对设备进行定期的清洁和维护，保持设备的良好状态。
同时，定期对设备进行保养，如更换电池、更新软件等。
-设备的安全保护措施也是重要的一环。
例如，设备需要定期备份数据，以防止数据丢失或损坏。
同时，设备的接入口需要设置密码保护，避免未经授权的人员操作设备。
总结起来，卫星通信系统的设备操作使用与维护管理需要关注设备的正确操作、合理使用和定期维护。
通过正确操作和及时维护，可以确保卫星通信系统的稳定运行，提高通信的可靠性和效率。
卫星通信基础知识
1.2 通信卫星的轨道
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。
利用静止卫星建立全球通信示意图
1.4 卫星通信的开展概况
1945年五月英国人阿瑟克拉克提出关于静止卫星的设想。1954-1964 卫星 通信试验，1957年10月4日苏联发射了第一颗人造卫星，1963年7月 发射 了第一颗地球同步卫星，他们都进行了卫星通信试验。1965年国际通信卫星 组织的IS-1（国际通信卫星）1.8.1卫星通信使用频率 1、C频段（3.4-6.65GHz） 2、Ku频段(10.95-18GHz) 3、Ka频段(18-40GHz) 4、L频段(1.12-2.6GHz) 5、其他频段(UHF,S,X,Q,V)
1.8.2 C波段与Ku波段比较
C波段
资源较丰富 易受地面干扰 天线口径较大 不受天气影响
国际通信方面我国运营15座国际通信卫星地球站，开通了约1 万3千条双向电路（占国际长途电路的26%）。中国通信播送 卫星公司等具有国际点对点业务许可的单位开通了150~200条 国际双向VSAT电路。公众通信约使用50个转发器 。
我国已有中央电视台的12套节目，中央人民播送电台和国际 台的32路声音播送节目，以及31个省、自治区、直辖市的播送 电视节目均通过通信卫星向全国传送。目前我国播送电视节目 共使用了11颗通信卫星（亚太1A、亚洲2号、亚洲3S、鑫诺1 号、亚太2R、泛美3R号、泛美8号、泛美9号、泛美3R号、泛 美10号、银河3R和热鸟3号）的32个转发器。
卫星通信基础知识讲座-PPT课件
1、基本概念
1.4单跳、双跳
1、基本概念
1.5卫星通信频段
1） C波段，4／6GHZ 设备成熟，可用带宽500MHz，大部分国际卫星通信，尤其是 商业卫星通信都使用此频段，雨衰小，1－2dB C波段工作频段选择可以有以下选择：
1、基本概念
1.5卫星通信常用频段
1） C波段，4／6GHZ 扩展C特点：
1、基本概念
1.2通信卫星的类型
按高度分：
（1）低高度卫星，h<1500km； （2）中高度卫星，8000km<h<12000km； （3）高高度卫星，h＞20000km。 范艾伦高速粒子带
1、基本概念
1.2通信卫星的类型
同步卫星
1、基本概念
1.3日凌中断与星蚀
春分和秋分前后还存在星蚀（卫星进入地球的阴影区）和日凌中断（卫星 处于太阳和地球之间，受强大的太阳噪声影响而使通信中断）现象。
2、卫星通信系统
2.2 通信地球站 2.2.2 天线
主要技度
2、卫星通信系统
2.2 通信地球站 2.2.2 天线
2、卫星通信系统
2.2 通信地球站 2.2.3 功放
•行波管功放（TWTA） 微波电子管，大功率（400W以上），线性差，寿命6~10年，便宜。 •固态功放（SSPA、SSPB）
砷化镓场效应管，中小功率，线性好，寿命10年以上，贵。
2、卫星通信系统
2.2 通信地球站 2.2.4 低噪声放大器（LNA、LNB）
•微波信号低噪声放大 •带下变频（LNB）或不带（LNA） •带10MHz参考输入或不带 主要指标： •工作频率
双 工 器 天 线
收中频
下变频
LNA
供电
卫星通信知识点
卫星通信卫星通信：是指利用人造地球卫星作为终极辗转发或发射无线电信号，在两个或多个地球站之间进行的通信。
（特点：它覆盖面积大、不受地理条件的限制、通信频带宽、容量大、机动灵活，因而在国际和国内通信领域中，成为不可缺少的通信手段）卫星通信系统：由空间分系统、通信地球站、跟踪遥测及指令分系统、监控管理分系统四大功能部分组成。
（①跟踪遥测及指令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，并对在轨卫星的轨道位置及姿态进行监视和校正。
②监控管理分系统对在轨卫星的通信性能及参数进行业务开通前的监测和业务开通后的例行监测和控制，以便保证通信卫星的正常运行和工作。
③空间分系统指通信卫星）卫星转发器：装在卫星上的收、发系统称为转发器，作用是接受由各地面站发来的信号，经变换频率和放大后，再发给各收端站。
它主要是由天线、接收设备、发射设备和双工器组成。
（主要的功能收到地面发来的信号（上行信号）后，进行低噪声发大，然后混频，混频后的信号再进行功率放大，然后发射回地面（下行信号）。
上行信号和下行信号的频率是不同的，这是为了避免在卫星天线中产生同频率信号干扰）卫星通信频率选择中考虑的损耗(电波传播的特点)工作频段的选择主要考虑电离层的反射、吸收；对流层的吸收、散射损耗等因数与频率的关系。
常用波段：L波段（1.6/1.5GHz）C波段（6.0/4.0GHz ）Ku波段（14.0/12.0GHz 14.0/11.0GHz）Ka波段30/20GHz）一般工作频率选择在1-10GHz，最理想为4-6GHz。
考虑的传播损耗：1.自由空间的传播损耗。
2.大气损耗（对流层的影响和电离层的影响）3.移动卫星通信电波的衰落现象（多径传播和多径衰落）4.多普勒频移（由于通信双方相对位置在移动时，由多普勒效应引起的附加频移）同步卫星：如果卫星的轨道是圆形且在赤道轨道上，卫星离地面约35860km时，其飞行的方向与地球自转的方向相同，则从地面上任何一点看去，卫星都是相对静止的，这种对地静止的同步卫星简称为静止卫星。
卫星通信基础知识简介
信业务
信覆盖效果差
➢ 从一颗星向另一颗星切换时 ➢ 地面设备大，成
，需要电路中继保护措施
本高，机动性差
➢ 需要多普勒移频率补偿功能 ➢ 要用星上处理技
➢ 地球站必须从一颗星跟踪到
术和大功率发射
及大口径天线
另一颗星，所以系统至少需
要两副天线和一套跟踪设备
➢ 地面设备比较大，成本高
➢ 卫星天线必须有波束定位控
和信标。
➢ 通信天线
全球波束天线
点波束天线
赋形波束天线
范晓晴
5 November 2015
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转发器
➢ 是通信卫星中直接起中继站作用的部分。
要求：以最小的附加噪声和失真，足够的工作频带和输出功率业为
各地球站有效可靠地转发无线电信号。
➢ 透明转发器
对收到的信号只进行低噪声放大、变频、功率放大，对频带内
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卫星通讯知识点归纳总结
卫星通讯知识点归纳总结一、卫星通讯基础知识1.卫星通讯的概念卫星通讯是利用卫星作为信号中继站，进行远距离通讯的一种通讯方式。
通过卫星，可以实现全球范围内的通讯覆盖，能够跨越地面的地理障碍，适用于广域通信、广播、电视等多种通讯应用。
2.卫星通讯的原理卫星通讯是通过地面站发射信号到卫星，再由卫星转发信号到目标地点的过程。
具体而言，地面站发射的信号经过天线传输到卫星上，再由卫星的转发器转发到另一地面站或用户终端，实现通讯目的。
3.卫星通讯的组成卫星通讯系统包括地面站、卫星和用户终端三部分。
地面站通过地面设备和天线发射信号到卫星，卫星通过天线接收地面信号并转发到另一地面站或用户终端。
二、卫星通讯技术1.卫星通讯的频段卫星通讯利用的频段主要包括C波段、Ku波段和Ka波段等。
C波段通讯距离远，穿透能力强，适用于卫星广播、远程通讯等；Ku波段通讯带宽大，传输速率快，适用于高速数据传输、互联网接入等；Ka波段通讯频率高，传输速率更快，适用于高清视频传输、卫星移动通信等。
2.卫星通讯的调制技术卫星通讯采用的调制技术主要包括AM、FM、PM等模拟调制技术，以及BPSK、QPSK、8PSK等数字调制技术。
调制技术可以提高信号的抗干扰能力、增加传输速率、提高频谱利用率等。
3.卫星通讯的编码技术卫星通讯采用的编码技术主要包括差分编码、卷积编码、交织编码、纠错编码等。
编码技术可以提高信号的可靠性，减小误码率，提高通讯质量。
4.卫星通讯的多址技术卫星通讯中的多址技术包括FDMA、TDMA、CDMA等。
FDMA将频段分成不同的信道，每个信道分配给不同的用户；TDMA将时间分成不同的时隙，不同用户在不同的时隙传输；CDMA利用不同码型区分用户，提高频谱利用率。
5.卫星通讯的跟踪技术卫星通讯中的跟踪技术包括天线跟踪、频率跟踪、星上时钟跟踪等。
跟踪技术可以确保地面站和卫星之间的通讯连续性，减小信号衰减和误差。
6.卫星通讯的天线技术卫星通讯中的天线技术主要包括馈源天线、反射天线、相控阵天线等。
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3 新型动中通：国外产品
美国TracStar公司产品 IMVS450M型天线
IMVS450M天线为柱面 天线，其高度为30cm，直 径为1.2m，重75kg，属中 等轮廓天线系统 ，等效口 径为0.45m，采用INS惯导 模块、GPS和AGC电平进 行跟踪。
3 新型动中通：国外产品
以色列Starling公司MiJET型天线
2 动中通技术
信标极值跟踪
原理
闭环跟踪，先在电子罗盘和GPS引导下使天线基本对准目标卫星， 此时利用天线接收的信标信号进行扫描，使天线对准卫星；当载 体运动时，利用专家库和超前控制等技术进行跟踪，在低成本下 实现高精度跟踪
特点
1、闭环跟踪，跟踪精度相对较高； 2、无高成本的惯导和单脉冲跟踪接收机，成本相对较低； 3、控制比较复杂。
卫星通信基本知识
1 动中通
动中通是一种车载（机载、船载）卫星通信天线系统，该天 线系统能在载体移动过程中始终对准卫星，保证卫星通信连续不 间断，一般使用0.6~1.2米的环焦天线或柱面天线、相控阵天线， 对伺服跟踪系统要求很高，其跟踪方式主要有指向跟踪、单脉冲 跟踪、信标极值跟踪，船载动中通一般使用圆锥扫描跟踪。
跟踪技术：惯导（激光或光纤陀螺）跟踪
原理 开环跟踪，利用激光或光纤陀螺得到天线载体的精确姿态，从而控制天 线准确对准卫星，对惯导系统的精度要求很高。 特点
1、国外同精度激光和光纤陀螺价格相当，光纤陀螺制作工艺相对简单，低 温、 抗冲击性能好，飞船和卫星上基本用光纤陀螺。 2、国内激光陀螺已定型小批量生产，光纤陀螺还没生产出来。因为禁运， 所以国内激光陀螺一般用俄罗斯90年代初技术的中低精度陀螺来组合，需 GPS辅助，且可靠性低，但价格较低，约为30~40万左右。 3、进口光纤陀螺组合平均无故障时间是国产的6-10倍。 4、现有技术下国产激光陀螺的高压电源和密封性（内充惰性气体）比较差。
2 动中通技术
天伺陀螺E
GPS
限 位
陀螺 电子罗盘L
指
开 伺服放大
工 控 机
向 跟 踪 转
关
E
俯仰电机
减速器E
天 线 转
台
天 线
换
伺服放大A
方位电机
减速器A
速率陀螺A
馈
模数转换
旋转变压器A
减速器
源
跟踪接收机
模数转换
旋转变压器P
限位开关
伺服放大
极化电机
减速器 P
2 动中通技术
该天线为收发分离的相控阵 天线，三个子阵发射，一个子阵 接收。其尺寸为1227×953× 150mm3，重29kg，属低轮廓天 线系统 ，等效口径为0.3m，采用 INS惯导模块、GPS和AGC电平 进行跟踪。
3 新型动中通：新品研发
➢0.6米Ku波段低高度动中 通和0.6米Ku/Ka双频段低 高度动中通为总参通信部 中标项目，专为军方二代 星研制，已完成整机方案 设计，预计明年初完成整 机初样装调、联试。
系统采用宽带天线单元，多 天线子阵合成技术，极化自动实 时跟踪，代表了合成天线的最高 水平。其高度小于30cm，直径略 小于1.2m，重50kg，属中等轮廓 天线系统 ，等效口径仍为0.45m， 采用INS惯导模块、GPS和AGC 电平进行跟踪。
3 新型动中通：国外产品
以色列RAYSAT公司StealthRayTM 3000型天线
3 新型动中通
随着市场需求多元化发展， 低抛动中通和平板动中通已成为当 前世界“动中通”发展的主要方向 ，特别是高空载体和小型化车辆的 安装，对动中通的高度、重量、功 耗提出了严格的要求，传统的抛物 面天线已不能满足市场的需求， 但是，国内在这里领域的研究还处 于论证和样机的试验阶段，还没有 成熟的产品问世。
2 动中通技术
跟踪技术：惯导+DGPS跟踪
原理
开环跟踪，用中低精度惯导确定航向，利用DGPS对航向进行精确校准，得到天线载 体的精确姿态，从而控制天线准确对准卫星。
特点
1、对惯导系统的精度要求不高。 2、DGPS的精度与基线长度密切相关，基线越长，精度越高。 3、由于DGPS工作，特别是初始寻星时所需GPS卫星数量较多，在遮挡严 重时工作受限。 4、DGPS在载体运动时精度较高，静止时精度较差。 5、价格较低，约为30万左右。
1 动中通
公司现有0.6米、0.8米 、0.9米、1.2米动中通及履 带式动中通天线系统。其中 履带式动中通是为装甲车配 置的卫星通信平台，是我军 信息化建设的重点项目，已 列装并签订批量合同。
1 动中通
传统的抛物面天线，技术体制成熟，性 能稳定，适合于对终端天线增益要求比较高 ，对高度和重量要求较低的领域。由于我国 地源辽阔，卫星ERIP差异较大，动中通天线 对天线的增益要求较高，基于抛物面的动中 通天线的需求仍是市场主流。
2 动中通技术
单脉冲跟踪
原理
闭环跟踪，先在陀螺或电子罗盘和GPS引导下使天线基本对准目 标卫星，此时利用天线接收的差信号来跟踪卫星，实现高精度跟 踪
特点
1、跟踪范围只有3分贝波束宽度，一般不到2度；一旦车体姿态 快速变化超过跟踪范围或由于遮挡无卫星信号便无法跟踪，此时 必须由外部设备引导至跟踪范围内才能继续进行单脉冲跟踪。特 别是在城市内由于大楼林立，卫星信号经常被遮挡，其使用效果 较陀螺跟踪差。 2、单脉冲跟踪增加了模耦合器、信道箱和单脉冲跟踪接收机，并 且因为天线口径小，要求接收机灵敏度高，系统可靠性较差。
目前公司主要的动中通产品仍然使用传统 的抛物面天线或切割抛物面天线，跟踪方式 为惯导开环跟踪、惯导+差分GPS开环跟踪以 及惯导+单脉冲闭环跟踪。
1 动中通
动中通天线特点：
0.6/0.8/0.9/1.2米动中通天线 符合CCIR580要求 碳纤维材料天线面,强度高 隐藏在车内 全部操作自动完成 3秒钟自动捕获卫星 丢失信号，再捕获卫星小于1秒钟 最高行驶速度大于150公里/小时 欧洲进口陀螺惯导MTBF3万小时 极化自动跟踪
3 新型动中通：新品研发
➢与Starling合作研发有源阵列动中通 天线，该系统采用宽带天线单元， 多天线子阵合成技术，极化自动实 时跟踪，代表了合成天线的最高水 平。目前正在联合研制针对中国市 场需求的新型通信天线。
➢研制成功的TE21模耦合器为单脉冲 跟踪的核心部件，已成功应用于装 甲动中通中。