衛(wèi)星信號轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)基本簡介

當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用水平較低時，不能真實模擬實際狀態(tài)。轉(zhuǎn)發(fā)器將收到的衛(wèi)星信號放大到足夠大的信號，再由轉(zhuǎn)發(fā)天線發(fā)射到需要衛(wèi)星信號的區(qū)域，只要保證轉(zhuǎn)發(fā)的信號高于衛(wèi)星落地信號強度，用戶接收機(jī)便可正常工作。由于轉(zhuǎn)發(fā)信號往往較大，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。

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"真實轉(zhuǎn)發(fā)"的初級設(shè)備，在轉(zhuǎn)發(fā)天線內(nèi)集成了信號強度檢測、自動增益調(diào)整等功能。

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，可以實現(xiàn)在多個獨立的空間實現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)，或者實現(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)計賦形的轉(zhuǎn)發(fā)天線的方向圖，補償空間衰減造成的電平不一致性。

可變增益轉(zhuǎn)發(fā)器

采用可變增益的轉(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

分路器是實現(xiàn)較大區(qū)域"真實轉(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)器輸出的信號分成幾路，送到幾個互不干擾的區(qū)域，分別連接各自的轉(zhuǎn)發(fā)天線，形成幾個等輻射圓形區(qū)域。

衛(wèi)星定位的基本原理是:圍繞地球運轉(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，編碼中載有衛(wèi)星信號準(zhǔn)確的發(fā)射信號，以及不同時間衛(wèi)星在空間的準(zhǔn)確位置(星歷)。載于海陸空各類運載體上的衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)在接收到衛(wèi)星發(fā)出的無線電信號后，如果它們有與衛(wèi)星鐘準(zhǔn)確同步的時鐘，便能測量出信號的到達(dá)時間，從而能算出信號在空間的傳播時間。再用這個傳播時間乘以信號在空間的傳播速度，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。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號發(fā)射重量為4680千克，在軌設(shè)計壽命為13年，裝有44個C波段轉(zhuǎn)發(fā)器和12個Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)器。C波段設(shè)計有全球波束、半球波束和區(qū)域波束，Ku波段設(shè)計有兩個高功率點波束，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號共計發(fā)射了7顆。從服務(wù)內(nèi)容上講，通信衛(wèi)星的發(fā)展趨勢之一是建立移動衛(wèi)星通信網(wǎng)。

其他的移動衛(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)射的國際移動衛(wèi)星系統(tǒng)，美國移動衛(wèi)星公司和加拿大TMI公司經(jīng)營的北美移動通信衛(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）全球移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)等。