卫星通信的相关基本概念及特点.docx

卫星通信的相关基本概念及特点

第一篇：卫星通信的相关基本概念及特点1.卫星通信的相关基本概念及特点卫星通信的定义：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。宇宙无线电通信的定义：宇宙无线电通信指以宇宙飞行体或通信转发体为对象的无线电通信方式，简称宇宙通信。卫星通信属于宇宙无线电通信中的第三种方式，是地面微波中继通信的发展，是微波中继通信的一种特殊方式。微波通信的特点1.波长短－100厘米至1毫米2.直线传播，视距通信（Line-of-Sight）3.最大通信距离受地球曲率限制4.微波通信天线铁塔的高度：50－60米，则其视距通信距离：约50公里。计算公式：其中，r为地球半径，6378kmh为中继站天线到地面的高度。2.静止卫星的相关概念如满足条件、覆盖参数等静止卫星：卫星的位置相对地球站呈静止状态，即同步卫星。静止卫星的条件：卫星的运行轨道在赤道平面内卫星运行的轨道形状为圆形轨道卫星距地面的高度约为35786.6km卫星运行的方向与地球自转的方向相同，即自西向东卫星绕地球运行一周的时间恰好是24h，和地球的自转周期相等覆盖参数：由于卫星的高度较高，因而一颗卫星对地球表面的覆盖区域面积大。该区域的面积达到全球表面的42.4%，因此只需设置彼此间隔为120°的三颗卫星，就可以建立起除南、北两极地区以外的全球通信。最大通信距离可达18000km3.大气吸收损耗的基本内容大气对电波有吸收作用，从而造成大气吸收损耗吸收电波的大气成份电子、氧分子、水汽水汽、氧分子对电波的吸收衰减起主要作用大气吸收损耗与使用频段关系1-5GHz：大气损耗小5-10GHz：大气损耗开始增加30-50GHz：大气损耗急剧增加大气吸收损耗与地球站天线仰角相关天线仰角大，则电波穿过大气层距离减小，大气损耗小天线仰角应大于5°坏天气引起的大气损耗，与损耗大小相关的因素雨、雪的大小云、雾的浓度工作频段4.开普勒三定律(自行整理公式)开普勒第一定律人造地球卫星0e=0表示圆形轨道，圆心即地心。0椭圆轨道的主要几何参数计算椭圆可由圆在平面上投影得到。圆与平面夹角为（离心率的物理意义）。几何意义：近地点距离（A到地心）：运地点距离（B到地心）：由此可得椭圆的长半轴，椭圆的短半轴半焦距：偏心率：椭圆轨道的主要几何参数计算二次曲线参数（半正焦弦）：从椭圆的一个焦点沿着垂直于长轴的方向到椭圆曲线的距离。可求得，开普勒第二定律●卫星与地心的连线在相同时间内扫过的面积相等。定律的意义当轨道为椭圆时，卫星在轨道上的各点飞行速度不同：在远地点的速度最小；在近地点的最大。当轨道为圆形时，则卫星为匀速圆周运动，这时卫星运行的周期、切线速度与卫星的质量无关，只与离地面的高度有关。由该定律可导出卫星在任意位置的瞬时速度：开普勒第三定律●卫星绕地球公转周期的平方与椭圆半长轴（a）的立方成正比。由此可得5.摄动的相关概念、产生原因、克服方法卫星的摄动●什么是卫星的摄动在地球卫星轨道上运行的卫星主要受到地球的引力，还要受到其他一些较次要因素的影响，使卫星实际的运行轨道逐渐偏离开普勒定律规定的理想轨道，这就是所谓的摄动。引起卫星摄动的原因1.地球非球形即扁圆度的影响。地球赤道的半径大于两极地球表面起伏不平。2.太阳和月亮引力的影响。3.地球高空大气层阻力的影响。4.太阳辐射压力的影响。克服卫星摄动的方法1、采用卫星位置稳定技术。安装横向和轴向的喷射推进装置2、地球站自动跟踪卫星技术。地球站天线自动跟踪卫星6.同步静止卫星的发射技术的相关内容（不太明白什么叫相关，自己看PPT）同步静止卫星的发射•将卫星射入静止轨道的某一特定位置的技术比较困难和复杂。•为节省燃料和成本，静止卫星需用多级火箭和远地点发动机•卫星需经几次轨道的变换，才能完全进入同步轨道霍曼变轨技术三轴稳定卫星在远地点发动机点火前与前述相同，但在远地点发动机熄火后，需使卫星停止自旋，展开太阳能帆板对准太阳，精确定位卫星姿态使卫星天线对准地球，修正卫星轨道并调整定点位置。7.卫星姿态控制的相关内容通信卫星的姿态控制•姿态控制的目的保持卫星天线波束指向地球中心或某覆盖区中心使卫星太阳能电池表面始终朝向太阳•姿态控制的方法自旋稳定控制三轴稳定控制自旋稳定控制采用陀螺的定轴性原理使卫星围绕本身的对称轴按一定速度自旋。在无外力矩干扰的条件下，遵守角动量守恒定律，此时卫星的自转轴保持在空间某一方向上，即利用旋转时产生的惯性转矩使卫星姿态保持稳定。包括单自旋稳定和双自旋稳定：早期的人造地球卫星采用单自旋稳定法，由于卫星上的天线同星体一起旋转，波束绕自旋轴成环形，功率浪费大，现在已不采用；双自旋卫星的天线和电子设备安装在消旋平台上，星体自旋时，平台作等速反向旋转，使天线固定