卫星通信系统基础知识及设备操作使用与维护管理讲课教案
卫星通信教案
《卫星通信》教案第一章概论基本概念的介绍1.1卫星通信的基本概念1.1.1 卫星通信的定义卫星通信实际上就是利用通信卫星作为中继站的一种特殊的微波中继通信方式1.卫星通信的术语和定义：地球站与宇宙站的通信宇宙站之间的通信通过宇宙站的转发或反射进行的地球站之间的通信什么是星间连路？什么是星际连路？——铱系统1.1.2静止卫星通信什么是静止卫星？并不是真的静止不动，而是与地球同步运行——同步卫星全球通信：只要用三颗等间隔配置的静止卫星就可以实现全球通信1.1.3卫星通信系统的分类按覆盖范围分：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按用户的性质分：公用卫星通信系统，专用卫星通信系统，和军用卫星通信系统按卫星的制式分：静止和非静止卫星通信系统按卫星高度分：低轨道，中轨道，静止轨道，和高椭圆轨道1.2静止卫星的特点：1.优点：2.不足：保密性时延——回波干扰和话音重叠3.星蚀4.日凌中断1.3卫星通信系统和卫星通信线路的组成1.3.1 卫星通信系统的组成卫星测控系统地球站和监测管理系统1.3.2 卫星通信线路的组成发端地球站上行线传播路径卫星转发器和下行线路传播路径和收端地球站（一个完整通信过程需要经历什么？）1.4 卫星通信工作频段及电波传播特点：工作频段：UHF波段：400/200MHZL波段：1.6/1.5GHZC波段：6.0/4.0GHZX波段：8.0/7.0GHZKu 波段：14.0/12.0GHZ 14.0/11.0 GHZKa 波段：30/20GHZ考虑天气噪声，大气吸收损耗，通信卫星工作频段选择在1~10GHZ范围最适宜1.4.2电波传播特点：1. 自由空间损耗：LP=92.44+20Lgd+20lgf dBLP=32.44+20lgd+20lgf dB2.大气损耗：降雨余量3.移动卫星通信电波传播的衰落现象多径衰落多普勒频移4.多普勒频移当卫星和用户终端之间，卫星与基站之间存在相对运动时，接收到的发射段载频发生频移第2章通信卫星和地球站设备第2章通信卫星和地球站设备第2章通信卫星和地球站设备2.1 通信卫星的种类按卫星运动状态分，有静止卫星和运动卫星按卫星形状分，有球形卫星、箱形卫星、圆柱体(套筒式)卫星、锥顶圆柱体卫星、多棱柱形卫星、风扇行卫星等多种按卫星业务种类分，有商用卫星、军用卫星、气象卫星、科研卫星、广播卫星等。
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
《卫星通信系统》课件
战略侦察：卫星通信系统能够传输大量的侦察数据和情报信息，为军事决策提供重要 支持。
战场指挥：卫星通信系统可实现战场各部队之间的实时通信和信息共享，提高指挥效 率和协同作战能力。
民用领域应用
移动通信：卫星 通信系统提供全 球范围内的移动 通信服务，包括 海上、空中和陆 地上的通信
广播和电视：卫 星通信系统用于 传输广播电视信 号，覆盖范围广， 不受地域限制
互联网接入：卫 星通信系统提供 互联网接入服务， 包括家庭和企业 用户的宽带接入
应急通信：在自 然灾害等紧急情 况下，卫星通信 系统可以提供可 靠的应急通信服 务，保障救援工 作的顺利进行
商业领域应用
商业通信：卫星通信系统为商业 领域提供高效、可靠的通信服务， 支持语音、数据、视频等多种通 信方式。
汇报人：PPT
Part Five
卫星通信系统 关键技术
信号传输技术
调制技术：将基 带信号转换为适 合传输的调制信 号
多路复用技术： 提高频谱利用率， 实现多路信号同 时传输
纠错编码技术： 降低误码率，保 证传输质量
天线技术：实现 信号的高效辐射 和接收
信道编码技术
信道编码的基本 概念
信道编码的原理
常见的信道编码 技术
工作原理简介
卫星通信系统概述
卫星通信系统组成
卫星通信系统工作原理
卫星通信系统特点
特点与优势
特点：覆盖范围广、不受地理条件限制、通信容量大、传输质量稳定 优势：适用于远程通信、应急通信、军事通信等领域，可提供话音、数据、图像等多种业务
Part Three
卫星通信系统 分类
关于卫星通信系统知识介绍课件
卫星通信分类-静止轨道卫星系统
1 、追踪遥测及指令分系统(测控系统)： 它的任务是对卫星进行追踪测量，控制其准确进入
静止轨道上的指定位置；待卫星正常后，要定期对卫 星进行轨道修正和位置保持等控制。 2 、 监控管理分系统：
它的功能是对定点的卫星在业务营运前、后进行通 信性能的监测和控制，例如对卫星转频器 (Transponder)功率、卫星天线增益以及各地面站发 射的功率、射频频率和频宽等基本通信参数进行监控， 以保证正常通信。
4. 按通信业务分：固定地面站卫星通信系 统、移动地面站卫星 通信系统、广播业 务卫星通信系统、科学试验卫星通信系 统。
卫星通信分类
5. 按多址方式分：分频多址(FDMA)卫星 通信系统、分时多址(TDMA)卫星通信系 统、空间分隔多址 (SDMA) 卫星通信系 统、分码多址 (CDMA)卫星通信系统、 混合多址卫星通信系统。
卫星通信概述－主要缺点
卫星通信中，信号经同步通信卫星一跳 至对方地球站所实现的单向传输距离约 72000KM，信号到达有延迟，大约270ms 的时间。 10GHZ以上频带受降雨雪的影响。 天线受太阳噪声的影响。
卫星通信概述
通信卫星使用的频段
L-波段（1.6／1.5GHz）：同步卫星移动业务 使用频段
6. 按基频信号分：模拟卫星通信系统、数 字卫星通信系统。
卫星通信分类-静止轨道卫星系统
同步卫星通信系统（GeosynchronousEarthOrbit）：
利用在地球同步轨道上的卫星作为接力站来转发 无线电波而进行的两个或多个地球站之间的通信。 由于卫星绕地球的运行周期与地球自转同步，而 对地球应相对静止所以又可称为静止轨道卫星系 统。
卫星通信概述－主要优点
3. 通信品质高、容量大 卫星通信工作在微波频段，再加上各种频率
卫星通信系统要点PPT学习教案
(i~1)
(i~k)
(k~1)
(k~k-1)
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站
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站
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2# 站
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站
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4.信 道 分 配 与 交换 制度
（2）按时预分配方式(TPA)
事先知道各地球站间业务量随“时差”及其它 因素作周期性变动时，可约定一天内通道分配作 几次固定的调整。这种方式称为按时预分配方式。 显然其通道利用率比固定时要高，但从每一时刻 看，它仍然是固定分配的。这种方式只适用于大 容量线路，而且多用于国际通信场合。
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4.信 道 分 配 与 交换 制度
按申请分配（DA）
固定分配的主要矛盾是业务量随机变化而通道 的分配却是固定的，两者难以达到很好的匹配。 对于业务量较小且地球站较多的卫星通信网，最 好采用分配可变的制度，即卫星的通道不是或不 完全是固定分配给各站专用的，而是根据地球站 的申请临时分配给其使用，通话完毕又收归公用， 通常称之为按申请分配或按需分配。
其二其二是指如何使进入指定时隙的分帧信号处于稳定的是指如何使进入指定时隙的分帧信号处于稳定的工作状态就是使该分帧与其他分帧维持正确的时间工作状态就是使该分帧与其他分帧维持正确的时间关系不致出现相互重叠的现象这就是分帧同步技关系不致出现相互重叠的现象这就是分帧同步技333时分多址tdma方式第41页共59页43一种典型的一种典型的tdmatdma帧结构帧结构pcmtdmpsktdmapcmtdmpsktdma基准分帧基准站前置码到站a到站c到站z分帧周期tpcm数据保护时间载波恢复比特定时独特码基准站分帧数据分帧分帧报头第42页共59页4411基准站分帧基准站分帧基准站分帧中包括载波位定时恢复基准站分帧中包括载波位定时恢复crcr和和btrbtr独特码独特码uwuw站址识别码站址识别码sicsic和指令信号和指令信号cwcw
《卫星通信基础》PPT模板课件
2 卫星通信的电波传播和工作频段
3、卫星提供的业务。 1）卫星固定业务（FSS）。 2）卫星广播业务（BSS）。 3）卫星移动业务（MSS）。 4）卫星导航业务。 5）卫星气象业务。 6）卫星间业务。
4、卫星通信目前使用的频段 1）VHF(0.1-0.3GHz) 2）UHF(0.3-1GHz) 3）L波段(1.0-2.0GHz) 4）S波段(2.0-4.0GHz) 5）C波段(4.0-8.0GHz,4/6GHz) 7)X波段(8.0-12GHz) 8)Ku波段(12-18GHz,11/14GHz,12/14GHz) 9)K波段(18-27GHz)
2、预分配方式（PA） 1）固定预分配（FPA）。 2）按时预分配（TPA）。
3、按申请分配方式（DA） 1）收端固定—发端可变（FR-VT） 2）发端固定—收端可变（FT-VR） 3）全可变（VT-VR）
4、动态/随机分配方式 5、FDMA需要考虑的问题
1）邻道干扰 2）保护频带 3）互调 4）回退的影响
4、多址接入与多路复用是两个不同的概念
5 多址接入
卫星
固定 站
固定 站
…
固定 站
固定 站
…
f1 f2 f3 f4
fn
频分多址
卫星
固定 站
固定 站
…
固定 站
固定 站
…
T1
T2 T3
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时分多址
卫星
…
固定 站
固定 站
固定 站
固定 站
…
1
2
3
4
5
码分多址
地址码
5 多址接入
5、2多址分配制度
1、基本概念 为了充分利用卫星转发器的功率和频率资源而进行的卫星通道的分 配方式。这里的通信对应着FDMA的频带、TDMA的时隙、CDMA的码型 SDMA的窄波束。
卫星通信基础知识讲座
收中频
下变频
LNA
供电
天线驱动 伺服
2、卫星通信系统
2.2 通信地球站 2.2.1 波导
•微波传输线
•口大频率低，口小频率高
2、卫星通信系统
2.2 通信地球站 2.2.2 天线
卡塞格伦天线
主反射面
馈源Βιβλιοθήκη 副反射面2、卫星通信系统
2.2 通信地球站 2.2.2 天线
偏馈天线
反射面
馈源
2、卫星通信系统
2.1 通信卫星
电源分系统
通信转发器
遥测与指令分系统
天线分系统
2、卫星通信系统
2.1 通信卫星
通信转发器 •透明转发器： 地面发来的信号仅进行低噪声放大、变频和功率放大后发 回地面，对信号不作任何其他处理的转发器，即单纯完成 转发任务的转发器。 •处理转发器：
指除了信号转发外，还具有信号处理功能的转发器。
按分配给各站的射频载波频率不同区分站址的方式称为频分多址方式。
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3、卫星通信技术
3.5 多址联接方式 3.5.2 多址联接方式分类 1）频分多址（FDMA） 特点：
•技术成熟、设备简单，不需要网同步； •存在互调和交调干扰；功放必须工作于甲类 •各载波之间要留有足够宽的保护频带 •各站发射功率必须严格控制，存在强信号抑制弱信号的现象。
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
•噪声温度
•增益 •本振稳定性
初中物理卫星通讯教案
初中物理卫星通讯教案一、教学目标1. 让学生了解卫星通讯的基本原理，知道卫星通讯的应用领域。
2. 培养学生动手操作和实践能力，提高学生的科学素养。
3. 激发学生对物理学的兴趣，培养学生的创新精神和团队合作意识。
二、教学内容1. 卫星通讯的基本原理2. 卫星通讯的应用领域3. 卫星通讯的优缺点4. 卫星发射和轨道知识三、教学重点与难点1. 教学重点：卫星通讯的基本原理，卫星通讯的应用领域。
2. 教学难点：卫星发射和轨道知识。
四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生探究卫星通讯的基本原理。
2. 采用案例分析法，让学生了解卫星通讯的应用领域。
3. 采用分组讨论法，培养学生团队合作意识。
4. 采用实验演示法，让学生直观地了解卫星通讯的优缺点。
五、教学过程1. 导入新课通过展示我国航天事业的发展历程，让学生了解我国在卫星通讯领域的取得的成就，激发学生的民族自豪感，引出本课课题——卫星通讯。
2. 探究卫星通讯的基本原理（1）提问：什么是卫星通讯？卫星通讯是如何实现的？（2）学生分组讨论，教师指导。
（3）各组汇报讨论成果，教师总结。
（4）讲解卫星通讯的基本原理。
3. 了解卫星通讯的应用领域（1）提问：卫星通讯在日常生活中有哪些应用？（2）学生举例，教师总结。
（3）展示卫星通讯在国家安全、自然灾害救援等领域的应用案例。
4. 分析卫星通讯的优缺点（1）提问：卫星通讯有哪些优点？有哪些缺点？（2）学生分组讨论，教师指导。
（3）各组汇报讨论成果，教师总结。
5. 卫星发射和轨道知识（1）讲解卫星发射和轨道知识。
（2）展示卫星发射和轨道动画演示，让学生直观地了解卫星发射过程。
6. 课堂小结本节课我们学习了卫星通讯的基本原理、应用领域、优缺点以及卫星发射和轨道知识，让学生认识到卫星通讯在现代社会中的重要性，激发学生对物理学的兴趣。
7. 作业布置（1）复习本节课所学内容，整理笔记。
（2）完成课后练习题。
六、教学反思本节课通过问题驱动、案例分析、分组讨论等教学方法，引导学生主动探究卫星通讯的基本原理、应用领域、优缺点以及卫星发射和轨道知识。
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一、卫星通信基本原理
卫星通信的基本原理： 上图中，“基带处理（BDU）”、“中频调制（M）”和 “解调器（DEM）”的功能是由“卫星调制解调器”实现的 ；“上变频器（UC）”、“高功率放大器（HPA）”的功能 是由“功放”实现的；“低噪声放大器（LNA）”和“下变频 器（DC）”的功能是由“LNB”实现的。
一、卫星通信基本原理
卫星天线的方位角： 方位角如下图所示，指的是卫星地面的接收点和天上卫星 之间的一个偏离角度。对应同一颗卫星，卫星地面站的经度不 同，对应的方位角也不同。
一、卫星通信基本原理
卫星天线的俯仰角： 俯仰角如下图所示，指的是卫星天线相对于地平线需要抬 起的一个偏离角度。对应同一颗卫星，卫星地面站的纬度不同 ，对应的俯仰角也不同。
一、卫星通信基本原理
卫星天线的种类： 车载卫星天线一般分为“静中通”和“动中通”两种。 动中通卫星移动通信是指载体在移动过程中仍能通过同步 卫星保持正常的通信联络。 静中通卫星通信指在车辆静止后建立卫星通信链路的方式 。
一、卫星通信基本原理
卫星天线的运动方式： 卫星天线在对星时有3个转动方式，分别为“俯仰”、“ 方位”和“极化”。卫星天线在对星过程中，需要通过卫星定 位系统定位自己在地球上的经纬度，然后通过该经纬度计算自 己和卫星之间的位置关系，我们现在对的卫星是地球同步卫星 ，它的纬度肯定是0，我们只需要知道卫星的经度，即可计算 出我们的天线需要调整到一个什么角度来对准卫星。
一、卫星通信基本原理
卫星通信系统的干扰：
一、卫星通信基本原理
卫星通信系统的干扰： 1、星蚀 所有静止卫星在每年春分和秋分前后各23天中，当星下 点（卫星与地心连线同地球表面的交点）进入当地时间午夜前 后，卫星、地球和太阳共处在一条直线上，卫星进入地球阴影 区而造成星蚀；此时卫星的太阳能电池不能正常工作，星载电 池只能维持卫星自转而不能支持转发器正常工作。卫星位置西 移1º，星蚀开始时间可推迟4分钟，东移1º则可提前4分钟。
一、卫星通信基本原理
卫星通信系统的干扰： 2、日凌 在每年春分秋分前后，当卫星星下点进入当地中午前后时， 卫星处在太阳和地球中间，天线在对准卫星的同时也会对准太 阳，会因接收到强大的太阳热噪声而使通信无法进行，称为日 凌中断（每次延续约6天）；月亮也会引起类似问题，但其噪 声比太阳小的多，不会造成中断。每天出现中断的最长时间与 天线口径、工作频率有关。
卫星通信系统基础知识及设备操 作使用与维护管理
培训内容
一．卫星通信基本原理 二．系统内卫星通信设备 三．卫星通信设备操作 四．常见故障及排除方法
培训内容
一．卫星通信基本原理 二．系统内卫星通信设备 三．卫星通信设备操作 四．常见故障及排除方法
一、卫星通信基本原理
本系统卫星通信的用途： 在卫星地球站（固定地面站和卫星通信车）之间建立基于 IP的通信链路。可以将卫星通信部分想象成一根网线。所有通 过卫星通信的设备必须是基于IP通信的。 音视频信号需要音视频编解码器来传输。 电话和传真信号需要VOIP的语音网关来传输。
一、卫星通信基本原理
卫星通信系统：
一、卫星通信基本原理
地球同步卫星： 地球同步卫星即地球同步轨道卫星，又称对地静止卫星， 是运行在地球同步轨道上的人造卫星，星距离地球的高度约为 36000 km，卫星的运行方向与地球自转方向相同、运行轨道 为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转一周的 时间相等，即23时56分4秒，卫星在轨道上的绕行速度约为 3.1公里/秒，其运行角速度等于地球自转的角速度。在地球同 步轨道上布设3颗通讯卫星，即可实现除两极外的全球通讯。
一、卫星通信基本原理
卫星通信的基本原理： L波段发射频率 + 功放的本震频率=KU波段的发射频率 KU波段的接收频率 - LNB的本震频率=L波段的接收频率 本震频率是设备固有的频率，在中国范围内，功放的本震频 率一般为13050MHz，LNB的本震频率一般为11300MHz
一、卫星通信基本原理
一、卫星通信基本原理
卫星通信系统的时延： 一条单跳的卫星通信线路，由发送端到接收端的单程传输 时延为： t=上行下行空间传输路径距离和/C（其中：C为电波在自 由空间的传播速度） 当卫星为静止卫星时，空间传输距离和最小为35786.6公 里，最大为41679.4公里，一般取40000公里的约值 单程时延一般取0.27秒，双程取0.54秒
一、卫星通信基本原理
地球同步卫星：
一、卫星通信基本原理
卫星通信频率范围：
波段名称 L波段 C波段
Ku波段
Ka波段
频率 1.12G~2.6GHz 上行频率: 5850~6425MHz 下行频率: 3625~4200MHz 上行频率: 12.75~14.8GHz 下行频率: 10.7~12.7GHz 上行频率: 27.5~31GHz 下行频率为17.2~21.2GHz
一、卫星通信基本原理
卫星通信系统： 卫星通信简单地说就是地球上（包括地面和低层大气中） 的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信 系统由卫星和地球站两部分组成。 卫星通信的特点是：通信范围大；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；不易受陆地 灾害的影响（可靠性高）；只要设置地球站电路即可开通（开 通电路迅速）；同时可在多处接收，能经济地实现广播、多址 通信（多址特点）。
一、卫星ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ信基本原理
卫星天线的极化： 卫星信号的极化方式有两类：一种是线极化，一种是圆极 化。其中在线极化方式下又分为水平极化和垂直极化；在圆极 化方式下又分左旋圆极化和右旋圆极化。 卫星通信中常用的垂直极化（V）和水平线极化（H）的 接收方式。
一、卫星通信基本原理
卫星通信的基本原理： 卫星系统的工作频率一般都在KU波段或者C波段，由于 这些波段的频率太高，能够在这么高的频率下进行调制解调的 集成电路很难设计出来，因此现在的做法都是基带信号在较低 频段的L波段进行调制工作，调制完成的信号通过上变频器将 L波段的信号变为KU或C波段的信号发出去，收到的KU或C波 段的信号再通过下变频器变为L波段的信号，L波段的信号经 过解调器解出基带信号。