衛(wèi)星信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)

轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)可以分為有線轉(zhuǎn)發(fā)和無線轉(zhuǎn)發(fā)兩種形式。有線轉(zhuǎn)發(fā)是將室外天線接收到的衛(wèi)星信號(hào)經(jīng)放大后，由分路器分成2~32或更多通道，再經(jīng)電纜連接至各自的接收機(jī)，系統(tǒng)可以穩(wěn)定工作。無線轉(zhuǎn)發(fā)由室外接收天線、轉(zhuǎn)發(fā)器、轉(zhuǎn)發(fā)天線、電纜等組成，其典型應(yīng)用框圖如圖1所示。由于采用無線轉(zhuǎn)發(fā)方式，用戶接收機(jī)數(shù)量N沒有限制。在轉(zhuǎn)發(fā)器的輸出端接入分路器，可以實(shí)現(xiàn)在多個(gè)獨(dú)立的空間實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)，或者實(shí)現(xiàn)有線、無線轉(zhuǎn)發(fā)的混合方式。

賦形轉(zhuǎn)發(fā)天線

為了在較大的空間范圍內(nèi)，具有相同的轉(zhuǎn)發(fā)電平，只能通過設(shè)計(jì)賦形的轉(zhuǎn)發(fā)天線的方向圖，補(bǔ)償空間衰減造成的電平不一致性。

可變?cè)鲆孓D(zhuǎn)發(fā)器

采用可變?cè)鲆娴霓D(zhuǎn)發(fā)器，根據(jù)電纜的長度變化，設(shè)置合適的輻射功率。

分路器

分路器是實(shí)現(xiàn)較大區(qū)域"真實(shí)轉(zhuǎn)發(fā)"有效的輔助部件。轉(zhuǎn)發(fā)天線架設(shè)高度越高，等強(qiáng)度區(qū)域就越大，為了覆蓋較大的空間，需要增大轉(zhuǎn)發(fā)天線的架設(shè)高度，或者研制賦形性能更好的轉(zhuǎn)發(fā)天線。

用分路器將轉(zhuǎn)發(fā)器輸出的信號(hào)分成幾路，送到幾個(gè)互不干擾的區(qū)域，分別連接各自的轉(zhuǎn)發(fā)天線，形成幾個(gè)等輻射圓形區(qū)域。

當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用水平較低時(shí)，不能真實(shí)模擬實(shí)際狀態(tài)。轉(zhuǎn)發(fā)器將收到的衛(wèi)星信號(hào)放大到足夠大的信號(hào)，再由轉(zhuǎn)發(fā)天線發(fā)射到需要衛(wèi)星信號(hào)的區(qū)域，只要保證轉(zhuǎn)發(fā)的信號(hào)高于衛(wèi)星落地信號(hào)強(qiáng)度，用戶接收機(jī)便可正常工作。由于轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)往往較大，掩蓋了部分接收機(jī)接收信道的信噪比較差的問題，導(dǎo)致出現(xiàn)"過度轉(zhuǎn)發(fā)"現(xiàn)象，即衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)存在輸出功率明顯高于衛(wèi)星落地信號(hào)。

隨著應(yīng)用水平的提高，克服這種"過度轉(zhuǎn)發(fā)"的需求日益增加，國外某些研發(fā)機(jī)構(gòu)也推出了"真實(shí)轉(zhuǎn)發(fā)"的初級(jí)設(shè)備，在轉(zhuǎn)發(fā)天線內(nèi)集成了信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)、自動(dòng)增益調(diào)整等功能。

衛(wèi)星定位的基本原理是:圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的人造衛(wèi)星連續(xù)向地球表面發(fā)射經(jīng)過編碼調(diào)制的連續(xù)波無線電信號(hào)，編碼中載有衛(wèi)星信號(hào)準(zhǔn)確的發(fā)射信號(hào)，以及不同時(shí)間衛(wèi)星在空間的準(zhǔn)確位置(星歷)。載于海陸空各類運(yùn)載體上的衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)在接收到衛(wèi)星發(fā)出的無線電信號(hào)后，如果它們有與衛(wèi)星鐘準(zhǔn)確同步的時(shí)鐘，便能測(cè)量出信號(hào)的到達(dá)時(shí)間，從而能算出信號(hào)在空間的傳播時(shí)間。再用這個(gè)傳播時(shí)間乘以信號(hào)在空間的傳播速度，便能求出接收機(jī)與衛(wèi)星之間的距離。

最能體現(xiàn)通信衛(wèi)星技術(shù)水平的是國際通信衛(wèi)星9號(hào)。該系列衛(wèi)星是由美國勞拉空間系統(tǒng)公司建造的FS1300型高功率大容量通信衛(wèi)星。國際通信衛(wèi)星9號(hào)發(fā)射重量為4680千克，在軌設(shè)計(jì)壽命為13年，裝有44個(gè)C波段轉(zhuǎn)發(fā)器和12個(gè)Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)器。C波段設(shè)計(jì)有全球波束、半球波束和區(qū)域波束，Ku波段設(shè)計(jì)有兩個(gè)高功率點(diǎn)波束，兩種轉(zhuǎn)發(fā)器可覆蓋不同的區(qū)域。該衛(wèi)星為用戶提供的服務(wù)包括因特網(wǎng)、電話、電視、企業(yè)網(wǎng)服務(wù)以及天地混合網(wǎng)解決方案等。國際通信衛(wèi)星9號(hào)共計(jì)發(fā)射了7顆。從服務(wù)內(nèi)容上講，通信衛(wèi)星的發(fā)展趨勢(shì)之一是建立移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)。

其他的移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)還有：國際海事衛(wèi)星組織在20世紀(jì)末期發(fā)射的國際移動(dòng)衛(wèi)星系統(tǒng)，美國移動(dòng)衛(wèi)星公司和加拿大TMI公司經(jīng)營的北美移動(dòng)通信衛(wèi)星，印度尼西亞PSN牽頭發(fā)射的亞洲蜂窩衛(wèi)星，美國軌道科學(xué)公司和加拿大全球通信公司共同組建的全球衛(wèi)星通信星座（Orbcomm），美國勞拉公司和高通公司共同組建的全球星（Globalstar）全球移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)等。