西电夏克文卫星通信第一章.ppt

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1、卫星通信,第章卫星通信概述,第章卫星通信网,第章卫星通信基本技术,第章移动卫星通信系统,课程体系,第章卫星通信链路设计（自学）,参 考 书 目,卫星通信系统，吕海寰等，人民邮电 通信工程丛书卫星移动通信系统，张更新等，人民邮电卫星导航系统概论，边少锋等，电子工业卫星通信网络技术，马刈非，国防工业,教 学 要 求,遵守课堂纪律，自觉维护课堂秩序以听为主，以记（笔记）为辅，认真听讲，完成重点内容的笔记认真整理笔记，当堂掌握重点内容课后认真对待思考题，争取有所提高注重相互交流，以促共同提高,卫星通信,基本概念,通信：信息的传递（传递含有信息的消息）。,基本概念,通信：信息的传递（传递含有信息的消息）

2、。,消息：以某种形式对主、客观事物运动状态 的具体描述。,语音、文字、图像、数据等,在通信中可以认为是通信传输的具体对象,信息：消息中所包含的对收信者有用的内容，或者说是收信者感兴趣的那部分内容。,卫星通信:,基本概念,卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波，在两个或多个地球站之间进行的通信。,A,B,C,D,E,卫星通信:,基本概念,卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波，在两个或多个地球站之间进行的通信。,基本概念,基本概念,有卫星参与的通信就是卫星通信。（）,基本概念,宇宙通信（空间通信）:,宇宙通信的三种形式：,1、宇宙站与地球站之间的通信,2、宇宙站之间的通信

3、,3、地球站相互间通过宇宙站的转发或 反射而进行的通信,基本概念,1、宇宙站与地球站之间的通信,基本概念,2、宇宙站之间的通信,基本概念,3、地球站相互间通过宇宙站的转发或 反射而进行的通信,卫星通信:,基本概念,卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波，在两个或多个地球站之间进行的通信。,基本概念,有卫星参与的通信就是卫星通信。（）,1.1 卫星通信的概念和特点1.2 卫星通信地球站1.3 通信卫星1.4 工作频段的选择及电波传播特点1.5 卫星通信的发展动态,第章卫星通信概述,一、卫星通信的概念二、静止卫星与运动卫星三、卫星通信的特点,1.1 卫星通信的概念和特点,对地静止卫星：

4、相对于地球表面上的任一点，卫星的位置保持固定不变。,其轨道称为对地静止轨道，对地静止轨道有自然的和人工的两种。,自然静止轨道,人工静止轨道,（以地心为圆心，半径为42164.6公里，运行方向与地球自转方向一致）,在理想情况下，卫星入轨后，无需再为克服地心引力而消耗能量，故称之为“自然的”。（地球半径为6378公里，则卫星距离地面的高度为35860公里）,人工静止轨道,自然静止轨道,（以地心为圆心，半径为42164.6公里，运行方向与地球自转方向一致）,近年来，为了克服卫星通信传输时延长的缺点，有人提出了低高度的人工对地静止通信卫星的设想，在地面上不断地向卫星发射激光或微波能量，以供给卫星用以克

5、服地心的引力，保持卫星正常运转。,对地非静止卫星：相对于地球表面上的任一点，卫星的位置不断地变化。又称运动卫星。,一、卫星通信的概念二、静止卫星与运动卫星三、卫星通信的特点,1.1 卫星通信的概念和特点,1.1 卫星通信的概念和特点,优点:,通信距离远，费用与通信距离无关。,卫星轨道,静止卫星,赤道,42.4%,18000km,覆盖面积大，以广播形式工作，便于实现多址联接。,在卫星天线波束的覆盖区内，无论在什么地方，都可以利用共同卫星进行相互间的通信。这种能同时实现多方向、多地点通信的能力，称为“多址联接”技术。,1.1 卫星通信的概念和特点,优点:,通信频带宽，传输容量大，能传递的业务类型多

6、。,1.1 卫星通信的概念和特点,优点:,可以自发自收进行监测。,1.1 卫星通信的概念和特点,优点:,机动灵活。,1.1 卫星通信的概念和特点,优点:,通信链路稳定可靠，传输质量高。,1.1 卫星通信的概念和特点,优点:,卫星寿命短,1.1 卫星通信的概念和特点,缺点:,（1）部件故障导致的不可修复（2）推进剂携带量有限,在理想条件下的人造地球卫星运动轨道应该是严格按照理论值运转的，但由于一些因素的影响，卫星运动的实际轨道不断发生不同程度偏离理想轨道的现象。这一现象称为摄动。,引起人造卫星摄动的原因：,太阳、月亮引力的影响,低高度卫星，可以忽略。高高度卫星，不能忽略。,太阳、月亮引力的影响：

7、,自然轨道上的静止卫星所受到的引力关系：太阳引力1/37地球引力 月亮引力1/6800地球引力,太阳、月亮引力的影响：,从地球上看，这种摄动使“静止”卫星的位置主要在南北方向上缓慢地漂移。,太阳、月亮引力的影响：,引起人造卫星摄动的原因：,太阳、月亮引力的影响,地球引力场不均匀的影响,地球引力场不均匀的影响,由于地球并非理想的球体而是略呈椭球状，且表面起伏不平，这样就使地球四周等高度处的引力不保持为常数，即使在静止轨道上，地心引力仍然有微小起伏。,西,东,地球引力场不均匀的影响,对静止卫星而言，瞬时速度的起伏，将使它的位置在东西方向上漂移。,引起人造卫星摄动的原因：,太阳、月亮引力的影响,地球

8、引力场不均匀的影响,地球大气层阻力的影响,高高度卫星，不考虑其影响。低高度卫星，须考虑其影响。,地球大气层阻力的影响,低高度卫星，大气阻力可能有一定的影响，它将使卫星的机械能受到损耗，从而使轨道日渐缩小。,地球大气层阻力的影响,引起人造卫星摄动的原因：,太阳、月亮引力的影响,地球引力场不均匀的影响,地球大气层阻力的影响,太阳辐射压力的影响,太阳辐射压力的影响,对于一般卫星来说，太阳辐射压力的影响均不予考虑，但对于表面积较大（如带有大面积的太阳能电池帆板）且定点精度要求高的静止卫星来说，就必须考虑太阳辐射压力引起的静止卫星在东西方向上的位置漂移。,引起人造卫星摄动的原因：,太阳、月亮引力的影响,

9、地球引力场不均匀的影响,地球大气层阻力的影响,太阳辐射压力的影响,摄动对静止卫星定点位置的保持非常不利。为此，在静止卫星通信系统中必须采取位置保持技术，以克服摄动的影响，使卫星位置的经纬度误差始终保持在允许的范围内。,西,东,卫星寿命短,1.1 卫星通信的概念和特点,缺点:,（1）部件故障导致的不可修复（2）推进剂携带量有限,姿态保持方法：,自旋稳定法三轴稳定法,需要先进的空间和电子技术,1.1 卫星通信的概念和特点,缺点:,发信者发出的消息传到收信者手中需要一定的时间，这一时间就是传输时延。,1.1 卫星通信的概念和特点,缺点:,要解决信号传输时延带来的影响,0.27s,0.54s,一、卫星通信的概念二、静止卫星与运动卫星三、卫星通信的特点,1.1 卫星通信的概念和特点,