航天公开课卫星通信的特点思维导图

溪若

2022-12-04

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航天公开课卫星通信的特点思维导图

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思维导图大纲

卫星通信特点

卫星通信的覆盖面积大、通信距离远一颗静止卫星可覆盖地球表面积的42.4％

3颗等间隔（120°）的静止卫星就可建立除地球两极以外的全球通信

卫星通信目前仍是边远山区和远距离越洋通信的主要手段，也是地面光缆通信的主要备用手段

组网灵活，便于多址联接在卫星所覆盖的通信区域内

所有地面站都可利用卫星作为中继站进行相互间的通信，即多址联接

同时，各种站可不受地理条件的限制，不管是固定站还是移动站

不同的业务种类都可组网在同一个卫星通信网内，十分灵活方便。

通信容量大

卫星通信可使用在L、C、Ku、Ka工作频段，在C、Ku可用频段带宽为500MHz（目前可扩展为575MHz）

在Ka频段，目前我国卫星只提供1.6GHz的可用带宽

采用频率复用、极化复用等措施能有效提高卫星的通信容量，除光缆通信外

卫星通信是唯一能提供大容量的无线通信系统

通信质量好

卫星通信的电磁波主要在接近真空的外层空间传输，而且通常只经过卫星一次转接

噪声影响小、通信质量好、稳定性高

经济效益、社会效益好卫星通信不受地理和环境条件的限制

具有建设速度快、投资少、经济效益高等优点

与微波中继通信和线缆通信相比，在地球站和卫星转发器之间无须线路投资

因而，卫星通信的成本与通信的距离无关

卫星通信是一种大范围或全球性的通信手段，社会效益显著

机动性好

卫星通信不仅可以作为大型地球站间的干线通信

还可以提供车载、机载、船载、地面机动终端以及个人终端形式进行通信

卫星通信虽然具有以上的特点，但在技术上带来了一些新的问题

卫星通信时延较长同步卫星通信时延较长，经卫星转发器一跳（一上一下）的时间为0.27s

在传输语音时，须加回音抵消器、信令变换器等；传输IP数据时，须修改协议

需要加抗干扰及抗摧毁措施

通信卫星暴露在空间轨道上，易被敌人窃收和干扰

军用或专用的通信卫星必须加密、加抗干扰及抗摧毁措施

卫星通信还要解决星蚀和日凌（每年发生两次，每回延续约6天）、与地面微波系统之间相互干扰等问题

这些对卫星通信系统的正常运转，都是不容忽视的问题

设计考虑

卫通站的可用度时，通常将卫通站设备分成五大部分：天线设备、射频设备、地面通信设备、载波终端设备和电源设备

要根据各部分设备的特点，将总的可用度指标进行适当分配

设卫通站总的可用度为A，各部分设备的可用度分别为A1、A2、A3、A4、A5

总可用度为A=A1×A2×A3×A4×A5。天线设备包括天线、馈源和跟踪系统

通常这些都没有备份，这是因为现代通信卫星的轨道漂移量已很小

同时，跟踪驱动系统一般都配置双发动机，其中一个发动机出现故障

也能保持自动跟踪，因而其可靠性很高,故分配给天线设备的可用度A1≥99.99％

射频设备包括高功放，低噪声放大器，其中，可靠性相对较差的是高功率放大器（HPA）

这是因为HPA一般使用电真空管，且又在高电压、大电流的条件下工作

因此故障率相对较高，故HPA大都采用1:1备份或N:1备份方式工作

当在用设备出现故障时能自动转换,对这部分设备的可用度可取A2≥99.98％

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