衛(wèi)星通信技術(shù)

是:充分利用衛(wèi)星軌道和頻率資源，開辟新的工作頻段，各種數(shù)字務(wù)綜合傳輸，發(fā)展移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)。衛(wèi)星星體向多功能、大容量發(fā)展，衛(wèi)星通信地球站日益小型化，衛(wèi)星通信系統(tǒng)的保密性能和抗毀能力進(jìn)一步提高。

衛(wèi)星通信就是先將信號轉(zhuǎn)換成微波發(fā)射到地球同步衛(wèi)星，而后通過地球同步衛(wèi)星發(fā)射到轉(zhuǎn)發(fā)信號，從而將信號覆蓋面擴(kuò)大,達(dá)到信號的傳輸目的。

什么是衛(wèi)星通信?

衛(wèi)星通信是地球上(包括陸地、水面和低層大氣中)無線電通信站之間利用人造衛(wèi)星作為中繼站而進(jìn)行的空間微波通信，衛(wèi)星通信是地面微波接力通信的繼承和發(fā)展。我們知道微波信號是直接傳播的，因此，可以把衛(wèi)星通信看作是微波中繼通信的一種特例，它只是把中繼站放置在空間軌道上。

衛(wèi)星通信是現(xiàn)代通信技術(shù)的重要成果，它是在地面微波通信和空間技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。與電纜通信、微波中繼通信、光纖通信、移動通信等通信方式相比，衛(wèi)星通信具有下列特點(diǎn):

( 1)衛(wèi)星通信覆蓋區(qū)域大，通信距離遠(yuǎn)。因?yàn)樾l(wèi)星距離地面很遠(yuǎn)，一顆地球同步衛(wèi)星便可覆蓋地球表面的1/3，因此，利用3顆適當(dāng)分布的地球同步衛(wèi)星即可實(shí)現(xiàn)除兩極以外的全球通信。衛(wèi)星通信是遠(yuǎn)距離越洋電話和電視廣播的主要手段。

(2)衛(wèi)星通信具有多址聯(lián)接功能。衛(wèi)星所覆蓋區(qū)域內(nèi)的所有地球站都能利用同一衛(wèi)星進(jìn)行相互間的通信，即多址聯(lián)接。

(3)衛(wèi)星通信頻段寬，容量大。衛(wèi)星通信采用微波頻段，每個(gè)衛(wèi)星上可設(shè)置多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，故通信容量很大。 (4)衛(wèi)星通信機(jī)動靈活。地球站的建立不受地理?xiàng)l件的限制，可建在邊遠(yuǎn)地區(qū)、島嶼、汽車、飛機(jī)和艦艇上。

(5)衛(wèi)星通信質(zhì)量好，可靠性高。衛(wèi)星通信的電波主要在自由空間傳播，噪聲小，通信質(zhì)量好。就可靠性而言，衛(wèi)星通信的正常運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá)99.8%以上。

(6)衛(wèi)星通信的成本與距離無關(guān)。地面微波中繼系統(tǒng)或電纜載波系統(tǒng)的建設(shè)投資和維護(hù)費(fèi)用都隨距離的增加而增加，而衛(wèi)星通信的地球站至衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器之間并不需要線路投資，因此，其成本與距離無關(guān)。

但衛(wèi)星通信也有不足之處，主要表現(xiàn)在:

(1)傳輸時(shí)延大。在地球同步衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，通信站到同步衛(wèi)星的距離最大可達(dá)40000km，電磁波以光速(3×108m/s)傳輸，這樣，路經(jīng)地球站→衛(wèi)星→地球站(稱為一個(gè)單跳)的傳播時(shí)間約需0.27s。如果利用衛(wèi)星通信打電話的話，由于兩個(gè)站的用戶都要經(jīng)過衛(wèi)星，因此，打電話者要聽到對方的回答必須額外等待0.54s。

(2)回聲效應(yīng)。在衛(wèi)星通信中，由于電波來回轉(zhuǎn)播需0.54s，因此產(chǎn)生了講話之后的"回聲效應(yīng)"。為了消除這一干擾，衛(wèi)星電話通信系統(tǒng)中增加了一些設(shè)備，專門用于消除或抑制回聲干擾。

(3)存在通信盲區(qū)。把地球同步衛(wèi)星作為通信衛(wèi)星時(shí)，由于地球兩極附近區(qū)域"看不見"衛(wèi)星，因此不能利用地球同步衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)對地球兩極的通信。

(4)存在日凌中斷、星蝕和雨衰現(xiàn)象。

衛(wèi)星通信系統(tǒng)是由通信衛(wèi)星和經(jīng)該衛(wèi)星連通的地球站兩部分組成。靜止通信衛(wèi)星是目前全球衛(wèi)星通信系統(tǒng)中最常用的星體，是將通信衛(wèi)星發(fā)射到赤道上空 35860 公里的高度上，使衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致，并使衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期正好等于地球的自轉(zhuǎn)周期( 24 小時(shí))，從而使衛(wèi)星始終保持同步運(yùn)行狀態(tài)。故靜止衛(wèi)星也稱為同步衛(wèi)星。靜止衛(wèi)星天線波束最大覆蓋面可以達(dá)到大于地球表面總面積的三分之一。因此，在靜止軌道上，只要等間隔地放置三顆通信衛(wèi)星，其天線波束就能基本上覆蓋整個(gè)地球(除兩極地區(qū)外)，實(shí)現(xiàn)全球范圍的通信。當(dāng)前使用的國際通信衛(wèi)星系統(tǒng)，就是按照上述原理建立起來的，三顆衛(wèi)星分別位于大西洋、太平洋和印度洋上空。

與其它通信手段相比，衛(wèi)星通信具有許多優(yōu)點(diǎn):

一是電波覆蓋面積大，通信距離遠(yuǎn)，可實(shí)現(xiàn)多址通信。在衛(wèi)星波束覆蓋區(qū)內(nèi)一跳的通信距離最遠(yuǎn)為 18000 公里。覆蓋區(qū)內(nèi)的用戶都可通過通信衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)多址聯(lián)接，進(jìn)行即時(shí)通信。

二是傳輸頻帶寬，通信容量大。衛(wèi)星通信一般使用 1~10 千兆赫的微波波段，有很寬的頻率范圍，可在兩點(diǎn)間提供幾百、幾千甚至上萬條話路，提供每秒幾十兆比特甚至每秒一百多兆比特的中高速數(shù)據(jù)通道，還可傳輸好幾路電視。

三是通信穩(wěn)定性好、質(zhì)量高。衛(wèi)星鏈路大部分是在大氣層以上的宇宙空間，屬恒參信道，傳輸損耗小，電波傳播穩(wěn)定，不受通信兩點(diǎn)間的各種自然環(huán)境和人為因素的影響，即便是在發(fā)生磁爆或核爆的情況下，也能維持正常通信。

衛(wèi)星傳輸?shù)闹饕秉c(diǎn)是傳輸時(shí)延大。在打衛(wèi)星電話時(shí)不能立刻聽到對方回話，需要間隔一段時(shí)間才能聽到。其主要原因是無線電波雖在自由空間的傳播速度等于光速(每秒 30 萬公里)，但當(dāng)它從地球站發(fā)往同步衛(wèi)星，又從同步衛(wèi)星發(fā)回接收地球站，這"一上一下"就需要走 8 萬多公里。打電話時(shí)，一問一答無線電波就要往返近 16 萬公里，需傳輸 0.6 秒鐘的時(shí)間。也就是說，在發(fā)話人說完 0.6 秒鐘以后才能聽到對方的回音，這種現(xiàn)象稱為"延遲效應(yīng)"。由于"延遲效應(yīng)"現(xiàn)象的存在，使得打衛(wèi)星電話往往不象打地面長途電話那樣自如方便。

衛(wèi)星通信是軍事通信的重要組成部分，一些發(fā)達(dá)國家和軍事集團(tuán)利用衛(wèi)星通信系統(tǒng)完成的信息傳遞，約占其軍事通信總量的 80% 。