淺談衛星通信技術的現狀

趙蕾蕾

【摘要】衛星通信技術因具有獨特的特點，人們利用衛星通信技術改變了現代人的生活。隨著科學技術的發展，衛星通信技術在我們現代生活中發揮了不可替代的作用。衛星通信技術也短板現狀，需要我們不斷的發現短板并改進和提高。

【關鍵詞】頻段;日凌;星蝕

一、衛星通信相關術語

衛星通信是利用衛星作為中繼站轉發或反射無線電波，以此來實現兩個或多個地球站之間通信的一種通信方式。如果各地球站均屬于某一衛星通信系統，就可以利用衛星對信號的轉發實現相互之間的通信。

（一）VSAT的定義

VSAT是Very Small Aperture Terminal的英文縮寫，意思是甚小口徑衛星通信終端。通常是指終端天線口徑在1.2～2.8米左右的衛星通信地球站。VSAT通信系統一般可以工作在二個頻段，分別是14（上行）/12（下行）GHz的Ku頻段和6（上行）/4（下行）GHz的C頻段。

（二）衛星網狀結構

該模式：小站A—衛星—小站B。該模式較適合于點到點之間進行實時性通信的環境應用，比如建立單位內的VAST專用電話網等。網狀結構可以直接經過衛星進行小站與小站間的通信，它的時延比較小，較合適話音信號的傳輸。

（三）衛星星狀結構

該模式：小站A—衛星—主站—衛星—小站B。星狀結構的小站間的通信是通過主站進行的。由于信號是兩次上行下行，因此時延比較大，不適合于語音傳輸。這種結構比較適合于數據傳輸。

（四）衛星混合結構（星狀+網狀）

該結構最適合于點到點或點到多點之間進行綜合業務傳輸的應用環境。

（五）衛星地面站有效全向輻射功率

有效全向輻射功率（EIRP）說明衛星地球站和衛星轉發器的發射能力。

EIRP=PT.GT

頻率寬度應與天線分系統相同，載頻的精度高，載波頻率的相對精度應優于6×10-6，放大器的線性好;增益穩定，對發射的有效全向輻射功率要保持在規定值±0.5dB以內。

（六）衛星傳播方程式

由于電磁波從一個起點出發后在自由空間傳播，傳播距離越遠，能量分布散開的越廣，因而能量密度越小，或者說電磁波強越弱。所以可以寫出接收點的信號功率為：PR=PT.GT.GR/LP

式中：PT—發射功率;GT—發射天線增益;GR—接收天線增益;LP—自由空間的傳播損耗，LP=4πd/λ，d為傳播距離，λ為工作波長。

二、衛星通信的優缺點

（一）衛星通信的主要優點

通信距離遠，覆蓋面積大。一顆靜止通信衛星的天線波束，可以覆蓋地球表面積的42.4%。在這個覆蓋區域內，兩個相距18000公里的地面站可以進行遠距離通信。在靜止軌道上等間隔（120度）配置三顆衛星，就可建立起除地球兩極地區以外的全球通信。

組網靈活，便于多重擷取連接。在衛星天線波束的覆蓋區內，衛星通信網絡所屬的地面站可以同時和其它地面站建立各自的通信路線，形成一種多方向，多地點的通信。另外，各種形式的地球站，可以不受地理條件的限制，無論是固定站還是移動站，各種不同的業務種類，都可以組織在一個通信網絡內，電路的建立十分靈活方便。

通信品質高，容量大。衛星通信工作在微波頻段，再加上各種頻率的重復利用，使得近代一顆通信衛星可用頻帶寬度達幾千兆赫與之相應的通信容量超過了33000條話路。在衛星通信中，電波主要在接近真空的外層太空傳播。因而可以很大地減小大氣折射和地面反射的影響，傳播特性比地面微波接力線路明顯穩定，所以通信品質高。再有衛星通信有建設速度快、易于實現廣播和多址通信、同一信道可用于不同方向和不同區域等優點。

（二）衛星通信的主要缺點

衛星通信中，信號經過同步通信衛星一跳至對方地球站所實現的單行傳輸距離約72000km，信號到達大約270ms。10GHz以上的頻帶收降雨降雪的影響。天線受太陽噪聲的影響。存在通信盲區

（三）衛星使用的頻段

L波段（1.5～1.6GHz）：同步衛星移動業務使用頻段;C波段（4～6GHz）;X波段（8～10GHz）;Ku波段（12～14GHz）;Ka波段（20～30GHz）;

三、影響衛星通信的常見因素

（一）日凌

每年春分和秋分前后幾天里，在中午有單時間里，太陽、地球和衛星處在一條直線上，且衛星在地球和太陽之間，在這種情況下，地球站和天線指向太陽，由于太陽是一個強大的噪聲源，因此，地球站天線接收衛星轉發器信號的同時，還不可避免地接收來自太陽的噪聲，使信號完全被噪聲淹沒而造成通信中斷，這種現象就叫日凌中斷。這種現象，每次連續6天，每次中斷幾分鐘，約占全年通信時間的0.02%。

（二）星蝕

與發生日凌原因相似，每年春分和秋分前后各23天中，在午夜前后，太陽、地球和衛星處在一條直線上，衛星進入地球陰影區，就會發生衛星的日蝕，即發生星蝕。發生星蝕時，會造成衛星中斷。地球處在太陽和衛星之間，并形成一條線稱地星蝕，此時由于地球陰影的存在，衛星的太陽能電池不能正常供電。

（三）雨衰

雨衰，是指電波進入雨層中引起的衰減。它包括雨粒吸收引起的衰減和雨粒散射引起的衰減。雨粒吸收引起的衰減是由于雨粒具有介質損耗引起的，雨粒散射引起的衰減是由于電波碰到雨粒時被雨粒反射而再反射引起的。雨、云、霧會吸收噪聲使噪聲增加，在10GHz以上頻帶表現尤為明顯。

（四）外部噪聲

天線前部有障礙物或者噪聲源，會增加噪聲，影響信號的接收。

四、結論

隨著科技化、信息化高度發達的今天，人們對通信需求更加多樣化，要求的標準更加高。根據衛星通信系統特點，衛星通信技術應用于各行各業，并保證人民正常的生產、生活。不斷提高對衛星通信系統的認識，改進衛星通信技術，有利于我們更好的保證人們的正常的生活。

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