1、主要內(nèi)容：介紹主要內(nèi)容：介紹無線通信領域無線通信領域的傳輸技術的傳輸技術 (Wireless Communication)微波通信（微波通信（Microwave Communication）移動通信（移動通信（mobile communication）衛(wèi)星通信（衛(wèi)星通信（Satellite Communication）第一章：第一章：介紹微波通信、移動通信及衛(wèi)星通信的基本介紹微波通信、移動通信及衛(wèi)星通信的基本概念、特點、系統(tǒng)組成和頻率配置概念、特點、系統(tǒng)組成和頻率配置第二章：第二章：介紹微波通信、移動通信及衛(wèi)星通信的調(diào)制介紹微波通信、移動通信及衛(wèi)星通信的調(diào)制解調(diào)技術原理和種類解調(diào)技術原理和種類

2、第三章：第三章：討論衛(wèi)星通信的多址技術與信道分配技術討論衛(wèi)星通信的多址技術與信道分配技術第四章：第四章：對三種無線通信中的電波傳播特性進行分析對三種無線通信中的電波傳播特性進行分析第五章：第五章：介紹無線通信中常用的編碼和處理技術的原介紹無線通信中常用的編碼和處理技術的原理及特點理及特點第六章：第六章：對無線通信中的主要鏈路參數(shù)進行介紹對無線通信中的主要鏈路參數(shù)進行介紹第七章：第七章：介紹我國及國際上微波與衛(wèi)星通信的現(xiàn)狀及介紹我國及國際上微波與衛(wèi)星通信的現(xiàn)狀及最新技術發(fā)展最新技術發(fā)展 微波與衛(wèi)星通信的工作頻率都屬微波與衛(wèi)星通信的工作頻率都屬于于微波頻率微波頻率，所以它們既有共同的特，所以它們既

3、有共同的特點，又各自具有本身的特點，且組成點，又各自具有本身的特點，且組成單獨的通信系統(tǒng)。單獨的通信系統(tǒng)。頻段名稱頻段名稱頻率范圍頻率范圍波段名稱波段名稱波長范圍波長范圍甚低頻（VLF）3 kHz30 kHz萬米波，甚長波萬米波，甚長波10 km100 km低頻（LF）30 kHz300 kHz千米波，長波千米波，長波1 km10 km中頻（MF）300 kHz3000 kHz百米波，中波百米波，中波100 m1000 m高頻（HF）3 MHz30 MHz十米波，短波十米波，短波10 m100 m甚高頻（VHF）30 MHz300 MHz米波，超短波米波，超短波1 m10 m特高頻（UHF）3

4、00 MHz3000 MHz分米波分米波10 cm100 cm超高頻（SHF）3 GHz30 GHz厘米波厘米波1 cm10 cm極高頻（EHF）30 GHz300 GHz毫米波毫米波1 mm10 mm300 GHz3000 GHz亞毫米波亞毫米波0.1 mm1 mm無線電波的頻段劃分1.1 微波與衛(wèi)星通信的基本概念與特點微波與衛(wèi)星通信的基本概念與特點1.2 微波通信系統(tǒng)的組成微波通信系統(tǒng)的組成1.3 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成1.4 移動通信系統(tǒng)的組成移動通信系統(tǒng)的組成（不要求）（不要求） 微波微波是指頻率為是指頻率為300300MHzMHz至至300300GHzGHz的電磁波。的

5、電磁波。 微波通信微波通信是指用是指用微波頻率作載波攜帶信息，微波頻率作載波攜帶信息，通過無線電波空間進行中繼（接力）通信通過無線電波空間進行中繼（接力）通信的方式。的方式。 衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信是指是指利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站，利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站，轉(zhuǎn)發(fā)或反射無線電波，在轉(zhuǎn)發(fā)或反射無線電波，在兩個兩個或或多個地球站多個地球站之間之間進行的通信。進行的通信。 衛(wèi)星通信又是宇宙無線電通信形式之衛(wèi)星通信又是宇宙無線電通信形式之一，而一，而宇宙通信宇宙通信是指以宇宙飛行體為對象是指以宇宙飛行體為對象的無線電通信，它有的無線電通信，它有三種形式三種形式：宇宙站：人造衛(wèi)星、宇宙飛船宇宙站：人造衛(wèi)星、

6、宇宙飛船注意：相距兩個較遠的地球站同時注意：相距兩個較遠的地球站同時看到衛(wèi)星時才能進行衛(wèi)星通信，才看到衛(wèi)星時才能進行衛(wèi)星通信，才能利用衛(wèi)星進行轉(zhuǎn)發(fā)無線電微波信能利用衛(wèi)星進行轉(zhuǎn)發(fā)無線電微波信號。號。 用于傳輸頻分多路用于傳輸頻分多路-調(diào)頻制（調(diào)頻制（FDM-FM）基帶信號的系統(tǒng)叫作基帶信號的系統(tǒng)叫作模擬微波通信系統(tǒng)模擬微波通信系統(tǒng)；用；用于傳輸數(shù)字基帶信號的系統(tǒng)叫作于傳輸數(shù)字基帶信號的系統(tǒng)叫作數(shù)字微波通數(shù)字微波通信系統(tǒng)信系統(tǒng)。分為分為PDH、SDH兩種體制兩種體制基本特點：基本特點：微波微波、多路多路、接力接力“微波微波”是指微波工作頻段寬，波長在是指微波工作頻段寬，波長在1米米(不不含含1米米

7、)到到1毫米之間，包括了分米波、厘米波和毫米毫米之間，包括了分米波、厘米波和毫米波三個頻段。波三個頻段?！岸嗦范嗦贰笔侵肝⒉ㄍㄐ诺耐ㄐ湃萘看螅次⒉ㄊ侵肝⒉ㄍㄐ诺耐ㄐ湃萘看?，即微波通信設備的通頻帶可以做得很寬。通信設備的通頻帶可以做得很寬?！敖恿恿Α笔悄壳皬V泛使用于是目前廣泛使用于視距微波視距微波的通信方的通信方式。式。同光線一樣具有波粒二象性同光線一樣具有波粒二象性呈現(xiàn)為穿透、反射、吸收三個特性呈現(xiàn)為穿透、反射、吸收三個特性數(shù)字微波通信除了具有上面所說的微波通信數(shù)字微波通信除了具有上面所說的微波通信的普遍特點外，還具有數(shù)字通信的特點：的普遍特點外，還具有數(shù)字通信的特點：（1 1）抗干擾性強

8、、整個線路噪聲不累積；）抗干擾性強、整個線路噪聲不累積；（2 2）保密性強，便于加密；）保密性強，便于加密；（3 3）器件便于固態(tài)化和集成化，設備體積）器件便于固態(tài)化和集成化，設備體積小、耗電少；小、耗電少；（4 4）便于組成綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（）便于組成綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（ISDNISDN）。）。 電波傳播環(huán)境極其惡劣電波傳播環(huán)境極其惡劣 多徑傳播多徑傳播瑞利衰落瑞利衰落(信號電平起伏信號電平起伏40dB以上以上) 移動臺受到多種干擾影響和噪聲影響移動臺受到多種干擾影響和噪聲影響 同頻干擾、鄰道干擾、環(huán)境噪聲同頻干擾、鄰道干擾、環(huán)境噪聲 頻譜資源珍貴頻譜資源珍貴 用戶數(shù)急劇增加用戶數(shù)急劇增加 組網(wǎng)技

9、術復雜組網(wǎng)技術復雜 越區(qū)切換、跟蹤交換越區(qū)切換、跟蹤交換每年春分、秋分時地球、衛(wèi)星、太陽在同一直線上 基本原則：基本原則： 在一個中間站，一個單向波道的收信和發(fā)信在一個中間站，一個單向波道的收信和發(fā)信必須使用不同頻率且有足夠大的間隔必須使用不同頻率且有足夠大的間隔 多波道同時工作時，相鄰波道頻率間必須有多波道同時工作時，相鄰波道頻率間必須有足夠的間隔足夠的間隔 整個工作頻譜安排必須緊湊，使頻段得到經(jīng)整個工作頻譜安排必須緊湊，使頻段得到經(jīng)濟利用濟利用 多波道系統(tǒng)要設法共用天線，所以選用的頻多波道系統(tǒng)要設法共用天線，所以選用的頻率配置方案應有利于天線共用率配置方案應有利于天線共用多波道二頻制頻率配

10、置方案400 帶帶寬寬f29 波波道道f68 收收發(fā)發(fā)f保護保護f 1f2f6f1f2f6f0f問：保護頻帶為多大？ f1、f1各為多少？保保護護f 2681029400nffn292080 nffn2950 GSM頻段頻段 我國陸地公用蜂窩數(shù)字移動通信網(wǎng)我國陸地公用蜂窩數(shù)字移動通信網(wǎng)GSM通信系統(tǒng)采用通信系統(tǒng)采用900MHz頻段：頻段： 890915（移動臺發(fā)、基站收）（移動臺發(fā)、基站收） 935960（基站發(fā)、移動臺收）（基站發(fā)、移動臺收） 隨著業(yè)務的發(fā)展，可向隨著業(yè)務的發(fā)展，可向1800MHz頻段擴展：頻段擴展： 17101785（移動臺發(fā)、基站收）（移動臺發(fā)、基站收） 18051880

11、（基站發(fā)、移動臺收）（基站發(fā)、移動臺收） 相鄰兩頻道間隔為相鄰兩頻道間隔為200kHz，每個頻道采用時分多址接入，每個頻道采用時分多址接入方式，分為方式，分為8個時隙，即個時隙，即8個信道。每信道占用帶寬個信道。每信道占用帶寬200kHz8=25kHz。 中國聯(lián)通數(shù)字中國聯(lián)通數(shù)字CDMA系統(tǒng)頻率安排如下：系統(tǒng)頻率安排如下： 825835（移動臺發(fā)、基站收）（移動臺發(fā)、基站收） 870880（基站發(fā)、移動臺收）（基站發(fā)、移動臺收） 其中載頻間隔為其中載頻間隔為1.25 MHz 第三代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)(3G)即即IMT-2000的主要工的主要工作頻段：作頻段： 頻分雙工頻分雙工(FD

12、D) 19201980/ 21102170 時分雙工時分雙工(TDD) 18801920/ 20102025 大氣層中對流層中的氧和水蒸氣對電波有吸收大氣層中對流層中的氧和水蒸氣對電波有吸收作用，雨、霧和雪也會對電波產(chǎn)生吸收和散射損耗，作用，雨、霧和雪也會對電波產(chǎn)生吸收和散射損耗，研究發(fā)現(xiàn)在研究發(fā)現(xiàn)在0.3GHz 10GHz 頻段頻段，大氣吸收損耗，大氣吸收損耗最小，稱為最小，稱為“無線電窗口無線電窗口”。 “半透明無線電窗口半透明無線電窗口”：30GHz附近附近目前大多數(shù)衛(wèi)星通信系統(tǒng)選擇了如下頻段：目前大多數(shù)衛(wèi)星通信系統(tǒng)選擇了如下頻段：（1）UHF（超高頻）頻段超高頻）頻段400/200MH

13、z；（2）微波微波L頻段頻段1.6/1.5GHz;（3）微波微波C頻段頻段6.0/4.0GHz; (民用、商用民用、商用) （4）微波微波X頻段頻段8.0/7.0GHz; (軍用、政府用軍用、政府用)（5）微波微波Ku頻段頻段14.0/12.0GHz和和14.0/11.0GHz;（6）微波微波Ka頻段頻段30/20GHz。 隨著通信業(yè)務的迅速增長，人們正在探隨著通信業(yè)務的迅速增長，人們正在探索應用更高頻段的可能性。索應用更高頻段的可能性。19711971年的世界無年的世界無線電行政會議已確定將宇宙通信的頻段擴展線電行政會議已確定將宇宙通信的頻段擴展到到275275GHzGHz。 一條微波中繼信

14、道是由終端站、中間一條微波中繼信道是由終端站、中間站和再生中繼站及電波空間組成，如圖所站和再生中繼站及電波空間組成，如圖所示。示。終端站終端站的任務是將復用設備送來的各類基帶信號的任務是將復用設備送來的各類基帶信號調(diào)制到微波頻率上并發(fā)射出去，或者反之。調(diào)制到微波頻率上并發(fā)射出去，或者反之。中繼站中繼站的任務是完成微波信號的轉(zhuǎn)發(fā)和分路，分的任務是完成微波信號的轉(zhuǎn)發(fā)和分路，分為為中間站中間站（不能上、下話路）、（不能上、下話路）、分路站分路站和和樞紐站樞紐站（能上、下話路）。示意圖（能上、下話路）。示意圖 直接調(diào)制式發(fā)信機直接調(diào)制式發(fā)信機（使用微波調(diào)相器）（使用微波調(diào)相器） 中小容量的數(shù)字微波（中

15、小容量的數(shù)字微波（480路以下）設備路以下）設備 變頻式發(fā)信機變頻式發(fā)信機 以一種典型的變頻式發(fā)信機為例加以說明以一種典型的變頻式發(fā)信機為例加以說明變頻式發(fā)信機方框圖變頻式發(fā)信機方框圖取出信號的取出信號的一個邊帶一個邊帶服務于公眾或某些特殊用途的信號服務于公眾或某些特殊用途的信號本本振振淺淺調(diào)調(diào)頻頻發(fā)信混頻：將中頻信號從頻譜搬移到微波頻段。使輸出維持在使輸出維持在額定電平額定電平混頻器(變頻器)：將信號頻率由一個量值變換為另一個量值的器件。cosAcosB=0.5cos(A+B)+0.5cos(A-B) 對應于上變頻和下變頻 如果通信頻率越高，則：如果通信頻率越高，則： 優(yōu)點優(yōu)點通頻帶、系統(tǒng)容

16、量、天線方向性及增益通頻帶、系統(tǒng)容量、天線方向性及增益 缺點缺點雨霧及水蒸氣對信號的散射、吸收，收信雨霧及水蒸氣對信號的散射、吸收，收信電平下降電平下降 干線微波通信干線微波通信：2GHz、4GHz、6GHz頻段頻段 支線支線、專用網(wǎng)微波通信專用網(wǎng)微波通信：7GHz、8GHz、11GHz 中放中放 微波功放微波功放 輸出功放輸出功放 輸出功率是指發(fā)信機輸出端口處功率的大小。一輸出功率是指發(fā)信機輸出端口處功率的大小。一般為幾十毫瓦到般為幾十毫瓦到1瓦左右。瓦左右。 發(fā)信機的每個工作波道都有一個標稱的射頻中心發(fā)信機的每個工作波道都有一個標稱的射頻中心工作頻率，用工作頻率，用f0表示。設實際工作頻率

17、與標稱工作頻表示。設實際工作頻率與標稱工作頻率偏差為率偏差為f，則頻率穩(wěn)定度為，則頻率穩(wěn)定度為:對于對于PSK調(diào)制方式調(diào)制方式，要求頻率穩(wěn)定度為：，要求頻率穩(wěn)定度為：110-5 510-6對于變頻調(diào)制方式對于變頻調(diào)制方式：注意本振淺調(diào)頻的影響：注意本振淺調(diào)頻的影響0ffk 數(shù)字微波的收信設備和解調(diào)設備組成數(shù)字微波的收信設備和解調(diào)設備組成了收信系統(tǒng)（了收信系統(tǒng)（注：這里的收信設備只包括注：這里的收信設備只包括射頻、中頻兩個部分射頻、中頻兩個部分） 在設計收信設備時需要重點考慮的因在設計收信設備時需要重點考慮的因素：微波傳播中的素：微波傳播中的衰落現(xiàn)象衰落現(xiàn)象嚴重影響嚴重影響通信質(zhì)量！通信質(zhì)量！分

18、集技術分集技術空間分集頻率分集時間分集站址分集角度分集二重空間分集接收二重空間分集接收超超外外差差式式接接收收機機可有效抑制多徑衰落可有效抑制多徑衰落 與發(fā)信機配合工作，前一個微波站的發(fā)信頻與發(fā)信機配合工作，前一個微波站的發(fā)信頻率即本收信機同一波道的收信頻率。率即本收信機同一波道的收信頻率。 收信機輸出的中頻是收信本振與收信微波混收信機輸出的中頻是收信本振與收信微波混頻的結果，故對收信本振頻率的穩(wěn)定度有一定的頻的結果，故對收信本振頻率的穩(wěn)定度有一定的要求。要求。 110-5 510-6 在環(huán)境溫度為標準室溫在環(huán)境溫度為標準室溫(17)且收信機輸入且收信機輸入與輸出匹配的條件下，與輸出匹配的條件

19、下，噪聲系數(shù)為輸入端信噪比噪聲系數(shù)為輸入端信噪比與輸出端信噪比的比值與輸出端信噪比的比值：nosonisiFPPPPN sisoPPG 收收信信機機PGPPnino 收信機自身熱噪聲收信機自身熱噪聲GPPGPPGPGPPNnininininoF收收信信機機收收信信機機 1 收信機接收的已調(diào)波是一個頻帶信號，即已收信機接收的已調(diào)波是一個頻帶信號，即已調(diào)波頻譜（的主要成分）要占有一定的帶寬。調(diào)波頻譜（的主要成分）要占有一定的帶寬。 收信機的通頻帶應至少大于該帶寬！但不宜收信機的通頻帶應至少大于該帶寬！但不宜過大，會引入更多的噪聲！過大，會引入更多的噪聲！ 一般取傳輸碼元速率的一般取傳輸碼元速率的1

20、2倍倍 例傳輸速率為例傳輸速率為8.448 Mbit/s的數(shù)字微波系統(tǒng)，的數(shù)字微波系統(tǒng)，通頻帶一般取通頻帶一般取13 MHz 對某個波道的收信機而言，要求它只接收本對某個波道的收信機而言，要求它只接收本波道的信號，對其它干擾波道的信號，對其它干擾(鄰近波道干擾、鏡像鄰近波道干擾、鏡像頻率干擾及本波道的收、發(fā)干擾等頻率干擾及本波道的收、發(fā)干擾等)有足夠的抑有足夠的抑制能力，這就是收信機的選擇性。制能力，這就是收信機的選擇性。 選擇性用選擇性用增益增益頻率頻率(G-f)特性特性表征！表征！ 要求要求： 通頻帶內(nèi)增益足夠大且通頻帶內(nèi)增益足夠大且G-fG-f特性平特性平坦坦 通頻帶外衰減越大越好通頻帶

21、外衰減越大越好 通帶與阻帶間的過渡區(qū)越窄越好通帶與阻帶間的過渡區(qū)越窄越好 以以自由空間傳播條件下自由空間傳播條件下的收信電平為基準，當?shù)氖招烹娖綖榛鶞?，當收信電平高于基準電平時，稱為收信電平高于基準電平時，稱為上衰落上衰落；低于基準；低于基準電平時，稱為電平時，稱為下衰落下衰落。 當收信電平變化時，仍要求收信機額定輸出電當收信電平變化時，仍要求收信機額定輸出電平不變，就應在收信機的中頻放大器內(nèi)設置平不變，就應在收信機的中頻放大器內(nèi)設置自動增自動增益控制益控制(AGC)電路電路。 例：上衰落為例：上衰落為+5 dB，下衰落為，下衰落為-40 dB 則要求則要求AGC控制范圍為控制范圍為45 dB

22、 饋線：在無線電發(fā)射機放大器輸出端（或收饋線：在無線電發(fā)射機放大器輸出端（或收信機輸入端）和發(fā)射（或接收）天線輸入端（輸信機輸入端）和發(fā)射（或接收）天線輸入端（輸出端）之間傳送射頻出端）之間傳送射頻(RF)能量的線路。能量的線路。同軸電纜型同軸電纜型分米波波段分米波波段(2GHz)(2GHz)波導型波導型厘米波波段厘米波波段(4GHz(4GHz以上以上) )饋線饋線圓波導饋線圓波導饋線矩形波導饋線矩形波導饋線同軸電纜饋線系統(tǒng)波導饋線系統(tǒng)波導：一種用來約束或引波導：一種用來約束或引導電磁波的結構導電磁波的結構分為：分為： 空心金屬波導管空心金屬波導管 表面波波導表面波波導問：比較上面兩個饋線問：

23、比較上面兩個饋線系統(tǒng)的不同？系統(tǒng)的不同？ 常用微波天線的基本形式有：喇叭天線、拋物面常用微波天線的基本形式有：喇叭天線、拋物面天線、喇叭拋物面天線及潛望鏡天線等。天線、喇叭拋物面天線及潛望鏡天線等。微波天線的主要技術指標有以下幾個方面：微波天線的主要技術指標有以下幾個方面： 定義：定義：在輸入功率相等的條件下，實際天線與在輸入功率相等的條件下，實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產(chǎn)生的信號的功理想的輻射單元在空間同一點處所產(chǎn)生的信號的功率密度之比。率密度之比。 定量地描述了一個天線把輸入功率集中輻射的定量地描述了一個天線把輸入功率集中輻射的程度程度。 例：為在一定的距離上的某點處產(chǎn)生一定大

24、小例：為在一定的距離上的某點處產(chǎn)生一定大小的信號，如果用理想的無方向性點源作為發(fā)射天線，的信號，如果用理想的無方向性點源作為發(fā)射天線，需要需要 100W 的輸入功率，而用增益為的輸入功率，而用增益為 G = 13 dB = 20 的某定向天線作為發(fā)射天線時，輸入功率只需的某定向天線作為發(fā)射天線時，輸入功率只需 100 / 20 = 5W 。 微波通信中使用的面式天線，其增益可用下式微波通信中使用的面式天線，其增益可用下式表示：表示：式中，式中，A天線的口面面積天線的口面面積 波長波長 A口面利用系數(shù)，口面利用系數(shù)，0.40.6 例：工作頻率為例：工作頻率為4GHz，距離為，距離為50km的微波

25、線路，的微波線路，常用直徑為常用直徑為3.2m4m的天線，其增益為的天線，其增益為40dB左右左右G =24AA 主瓣寬度主瓣寬度衡量天線功率輻射是否集衡量天線功率輻射是否集中的參量，主瓣寬度越小，方向圖越尖銳，中的參量，主瓣寬度越小，方向圖越尖銳，表示天線輻射越集中。表示天線輻射越集中。 注意！不要認為主瓣寬度越小越好？注意！不要認為主瓣寬度越小越好？ （天氣因素）一般取為（天氣因素）一般取為12左右左右主瓣中輻射功率為最大值一半時兩個矢徑間的夾角稱為主瓣寬度主瓣中輻射功率為最大值一半時兩個矢徑間的夾角稱為主瓣寬度 在整個工作頻段內(nèi)，要求天線與饋線在整個工作頻段內(nèi)，要求天線與饋線應匹配連接，

26、否則將造成反射，進而造成應匹配連接，否則將造成反射，進而造成線路噪聲。線路噪聲。 在采用雙極化的微波天線中，由于天線本身結在采用雙極化的微波天線中，由于天線本身結構的不均勻性及不對稱，構的不均勻性及不對稱，不同極化波不同極化波（即垂直極化（即垂直極化波和水平極化波）波和水平極化波）可在天線中互相耦合，互為干擾，可在天線中互相耦合，互為干擾，分別成為與之正交的主極化波的寄生波。分別成為與之正交的主極化波的寄生波。 設此寄生波功率為設此寄生波功率為Px，則交叉極化去耦度為：，則交叉極化去耦度為：)(lg100dBPPxX 一般要求交叉極化去耦度不小于一般要求交叉極化去耦度不小于30dB主極化波功率

27、主極化波功率 天線防衛(wèi)度是天線防衛(wèi)度是指天線在最大輻射方向上指天線在最大輻射方向上對從其他方向來的干擾電波的衰耗能力。對從其他方向來的干擾電波的衰耗能力。 在微波線路中，由于采用在微波線路中，由于采用二頻制二頻制，因此，因此在同一微波站中，兩個方向的接收機工作在在同一微波站中，兩個方向的接收機工作在同一頻率，存在諸多耦合現(xiàn)象，如圖所示：同一頻率，存在諸多耦合現(xiàn)象，如圖所示：天線防衛(wèi)度圖解天線防衛(wèi)度圖解前對背耦合前對背耦合 邊對邊耦合邊對邊耦合 背對背耦合背對背耦合反向防衛(wèi)度反向防衛(wèi)度 指天線去除前對背耦合的能力，定義為指天線去除前對背耦合的能力，定義為天線在最大輻射方向上的增益系數(shù)天線在最大輻

28、射方向上的增益系數(shù)G0與反方與反方向增益系數(shù)向增益系數(shù)G反反的比值。的比值。邊對邊去耦邊對邊去耦 指天線去除邊對邊耦合的能力指天線去除邊對邊耦合的能力背對背去耦背對背去耦 指天線去除背對背耦合的能力指天線去除背對背耦合的能力 卡塞格倫天線是一種具有卡塞格倫天線是一種具有雙反射器雙反射器的拋物面的拋物面天線，其外形簡圖如下：天線，其外形簡圖如下：工工 作作 原原 理理 預備知識預備知識拋物線的光學性質(zhì)：經(jīng)焦點的光線經(jīng)拋物線反射后的光線平行于拋物線的對稱軸。雙曲線的光學性質(zhì)：從雙曲線一個焦點發(fā)出的光，經(jīng)過雙曲線反射后，反射光線的反向延長線都匯聚到雙曲線的另一個焦點上當輻射器位于雙曲面的實焦點F1處

29、時，由F1發(fā)出的射線經(jīng)過雙曲面反射后的射線就相當于由雙曲面的虛焦點直接發(fā)射出的射線。因此只要是雙曲面的虛焦點與拋物面的焦點相重合就可使副反射面反射到主反射面上的射線被拋物面反射成平面波輻射出去。 工工 作作 原原 理理工作原理圖工作原理圖與拋物面天線不同，稱為后饋式與拋物面天線不同，稱為后饋式（拋物面）（拋物面）（雙曲面）（雙曲面）后饋式天線結構的優(yōu)點：后饋式天線結構的優(yōu)點： 傳統(tǒng)的主焦點鍋，饋源在焦點上，它在拋物面反射面前，所以要不就需要有低損耗饋線，要不就有一部分設備處在饋源附近。后者對接收系統(tǒng)是合理的，因為低噪聲放大器相當緊湊，但高功率的發(fā)射機往往是又大又重的。 卡塞格倫天線和類似的多反

30、射面天線，讓饋源放置在一個更方便的點上，接近頂點（拋物面反射面的中心），饋線可以通過鍋的中心。但是，進一步的分析表明，這種優(yōu)勢不僅僅是方便一點，真正的好處是次反射面可以用來重塑對反射面的輻照而達到更好的性能，即重塑輻照。 摘自保羅韋德多反射鍋形天線 衛(wèi)星通信的工作頻段與微波通信相同。衛(wèi)星通信的工作頻段與微波通信相同。下圖是衛(wèi)星通信的示意圖：下圖是衛(wèi)星通信的示意圖：衛(wèi)星通信示意圖中繼轉(zhuǎn)發(fā)信號中繼轉(zhuǎn)發(fā)信號實現(xiàn)地面站之間的通信實現(xiàn)地面站之間的通信 靜止衛(wèi)星是指衛(wèi)星的運行軌道在赤道靜止衛(wèi)星是指衛(wèi)星的運行軌道在赤道平面內(nèi)。平面內(nèi)。軌道離地面高度約為軌道離地面高度約為35800km（為簡單起見，經(jīng)常稱為簡

31、單起見，經(jīng)常稱36000km）。）。 下圖所示為靜止衛(wèi)星配置的幾何關系下圖所示為靜止衛(wèi)星配置的幾何關系示意圖示意圖。靜止衛(wèi)星的配置赤道長度約四萬赤道長度約四萬km不同的兩個衛(wèi)星的覆蓋區(qū)域之間的通信（兩跳）不同的兩個衛(wèi)星的覆蓋區(qū)域之間的通信（兩跳）目前國際衛(wèi)星通信組織負責建立的國目前國際衛(wèi)星通信組織負責建立的國際衛(wèi)星通信系統(tǒng)（際衛(wèi)星通信系統(tǒng)（INTELSAT），），簡稱簡稱IS，就是利用靜止衛(wèi)星來實現(xiàn)全球通信的。就是利用靜止衛(wèi)星來實現(xiàn)全球通信的。三三顆同步衛(wèi)星分別位于太平洋、印度洋和大顆同步衛(wèi)星分別位于太平洋、印度洋和大西洋上空西洋上空，它們構成的全球通信網(wǎng)承擔著，它們構成的全球通信網(wǎng)承擔著大約

32、大約80%的國際通信業(yè)務和全部國際電視的國際通信業(yè)務和全部國際電視轉(zhuǎn)播業(yè)務，如圖所示：轉(zhuǎn)播業(yè)務，如圖所示：國際通信衛(wèi)星公司： INTELSAT、PONAMSAT 、LORAL INTELSAT：共有18顆衛(wèi)星，最新為Intelsat9 系列衛(wèi)星衛(wèi)星通信示意圖處于衛(wèi)星重疊區(qū)處于衛(wèi)星重疊區(qū)實現(xiàn)全球通信實現(xiàn)全球通信我國衛(wèi)星通信系統(tǒng)現(xiàn)狀中國衛(wèi)通 中星5A(中衛(wèi)1號) 中星5B(鑫諾1號) 中星5C(鑫諾3號) 鑫諾2號 通常衛(wèi)星通信系統(tǒng)是由通常衛(wèi)星通信系統(tǒng)是由地球站地球站、通信通信衛(wèi)星衛(wèi)星、跟蹤遙測及指令系統(tǒng)跟蹤遙測及指令系統(tǒng)和和監(jiān)控管理系監(jiān)控管理系統(tǒng)統(tǒng)4大部分組成的，如圖所示：大部分組成的，如圖所示

33、：衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成對衛(wèi)星上的運行數(shù)對衛(wèi)星上的運行數(shù)據(jù)及指標進行跟蹤據(jù)及指標進行跟蹤測量，并對衛(wèi)星在測量，并對衛(wèi)星在軌道上的姿態(tài)進行軌道上的姿態(tài)進行監(jiān)視與控制監(jiān)視與控制在通信業(yè)務開通前在通信業(yè)務開通前和開通后對衛(wèi)星通和開通后對衛(wèi)星通信的性能及參數(shù)進信的性能及參數(shù)進行監(jiān)測和管理行監(jiān)測和管理 兩個地球站通過通信衛(wèi)星進行通信的兩個地球站通過通信衛(wèi)星進行通信的衛(wèi)星通信線路的組成如圖所示，由衛(wèi)星通信線路的組成如圖所示，由發(fā)端地發(fā)端地球站球站，上、下行無線傳輸路徑上、下行無線傳輸路徑和和收端地球收端地球站站組成。組成。衛(wèi)星通信線路的組成多路復用多路復用基帶信號基帶信號調(diào)制：調(diào)制：中頻中頻70M微波頻率微波

34、頻率頻帶信號頻帶信號衰減衰減噪聲噪聲抑噪放大抑噪放大頻率轉(zhuǎn)換：頻率轉(zhuǎn)換：f1f2 降低降低功率放大功率放大解調(diào)：解調(diào)：中頻中頻70M基帶信號基帶信號信號分路信號分路 一般來說，對地球站應有以下幾方面的要求：一般來說，對地球站應有以下幾方面的要求： 發(fā)送的信號應是寬頻帶、穩(wěn)定、大功率的發(fā)送的信號應是寬頻帶、穩(wěn)定、大功率的信號，能接收由衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)來的微弱信號信號，能接收由衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)來的微弱信號 可以傳輸多路電話、電報、傳真，以及高可以傳輸多路電話、電報、傳真，以及高速數(shù)據(jù)、電視等多種業(yè)務的信號速數(shù)據(jù)、電視等多種業(yè)務的信號 性能穩(wěn)定、可靠，維護、使用方便性能穩(wěn)定、可靠，維護、使用方便 建設成

35、本和維護費用不應太高建設成本和維護費用不應太高 地球站接收天線的增益地球站接收天線的增益G與地球站接收系統(tǒng)與地球站接收系統(tǒng)的等效噪聲溫度的等效噪聲溫度T的比值的比值，它表征了地球站對微它表征了地球站對微弱信號的接收能力弱信號的接收能力，稱為地球站的品質(zhì)因數(shù)。，稱為地球站的品質(zhì)因數(shù)。例：例： INTELSAT衛(wèi)星系統(tǒng)衛(wèi)星系統(tǒng) A型站型站 B型站型站 )/(4lg200 .35/KdBfTG )/(4lg207 .31/KdBfTG 為了保證所傳送信號的質(zhì)量，要求地球站的為了保證所傳送信號的質(zhì)量，要求地球站的發(fā)射機能夠發(fā)射較大的功率，一般為發(fā)射機能夠發(fā)射較大的功率，一般為幾百瓦十幾百瓦十幾千瓦幾千

36、瓦，而且要求所發(fā)射的射頻信號功率非常穩(wěn)，而且要求所發(fā)射的射頻信號功率非常穩(wěn)定。定。 地球站所發(fā)射的射頻信號的頻率必須很穩(wěn)定，地球站所發(fā)射的射頻信號的頻率必須很穩(wěn)定，如有較大漂移則會在衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器中產(chǎn)生如有較大漂移則會在衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器中產(chǎn)生交調(diào)噪聲交調(diào)噪聲。當兩個以上不同頻率信號作用于一非線性電路時，將互當兩個以上不同頻率信號作用于一非線性電路時，將互相調(diào)制，產(chǎn)生新頻率信號輸出，如果該頻率正好落在接相調(diào)制，產(chǎn)生新頻率信號輸出，如果該頻率正好落在接收機工作信道帶寬內(nèi)，則構成對該接收機的干擾，稱這收機工作信道帶寬內(nèi)，則構成對該接收機的干擾，稱這種干擾為交調(diào)噪聲種干擾為交調(diào)噪聲國際通信衛(wèi)星頻分多址方式國際通

37、信衛(wèi)星頻分多址方式A型標準地球站型標準地球站天線天線分系統(tǒng)分系統(tǒng)電源分系統(tǒng)電源分系統(tǒng)發(fā)射機分系統(tǒng)發(fā)射機分系統(tǒng)接收機分系統(tǒng)接收機分系統(tǒng)通信控制通信控制分系統(tǒng)分系統(tǒng)信道終端設備分系統(tǒng)信道終端設備分系統(tǒng)電話信號電話信號電視信號電視信號圖像信號圖像信號 變頻、放大后送往天線變頻、放大后送往天線伴音信號伴音信號 利用多路電話的通道進行傳送利用多路電話的通道進行傳送 （占用三個話路占用三個話路） 發(fā)射的功率大發(fā)射的功率大 頻帶寬，從而保證通信容量以及發(fā)射多頻帶寬，從而保證通信容量以及發(fā)射多個載波所需的帶寬個載波所需的帶寬 射頻的頻率穩(wěn)定度高射頻的頻率穩(wěn)定度高 放大器的線性好放大器的線性好 增益穩(wěn)定，對發(fā)射

38、地球站的有效全向輻增益穩(wěn)定，對發(fā)射地球站的有效全向輻射功率要求保持在額定值的射功率要求保持在額定值的0.5dB以內(nèi)，以保以內(nèi)，以保證接收地球站的性能指標證接收地球站的性能指標對地球站發(fā)射機分系統(tǒng)的主要要求：對地球站發(fā)射機分系統(tǒng)的主要要求： 發(fā)射機分系統(tǒng)中的上變頻器一般發(fā)射機分系統(tǒng)中的上變頻器一般采用參量變采用參量變頻器頻器，特點是噪聲小而且有一定的增益。，特點是噪聲小而且有一定的增益。 無論是上變頻器或接收機分系統(tǒng)中的下變頻無論是上變頻器或接收機分系統(tǒng)中的下變頻器，都要有本機振蕩器。一般采用器，都要有本機振蕩器。一般采用晶振倍頻鎖相晶振倍頻鎖相振蕩源振蕩源。ff0uduc壓控振蕩器控制電壓，直

39、流壓控振蕩器控制電壓，直流f1 由于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的發(fā)射功率較小，只有幾瓦至由于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的發(fā)射功率較小，只有幾瓦至幾十瓦，而且天線的增益也不高，經(jīng)幾十瓦，而且天線的增益也不高，經(jīng)200dB左右的左右的下行線路損耗之后，到達地球站的信號極微弱。所下行線路損耗之后，到達地球站的信號極微弱。所以要求接收機必須為以要求接收機必須為低噪聲系統(tǒng)低噪聲系統(tǒng)！ 噪聲溫度低，接收機分系統(tǒng)的噪聲溫度很噪聲溫度低，接收機分系統(tǒng)的噪聲溫度很低，一般只有幾十開爾文（低，一般只有幾十開爾文（K） 工作頻帶寬，一般要求具有工作頻帶寬，一般要求具有500MHz的帶寬的帶寬 增益穩(wěn)定增益穩(wěn)定對接收機分系統(tǒng)的具體要求：對接收機分系

40、統(tǒng)的具體要求：噪聲溫度噪聲溫度：表示噪聲源：表示噪聲源 ( (射電源、接收機系統(tǒng)或其射電源、接收機系統(tǒng)或其他有源多端網(wǎng)絡他有源多端網(wǎng)絡) ) 所發(fā)出的噪聲功率的量度。它等所發(fā)出的噪聲功率的量度。它等于一個電阻在與這個噪聲源相同的帶寬內(nèi)，給出相于一個電阻在與這個噪聲源相同的帶寬內(nèi)，給出相同的功率時，所具有的絕對溫度。同的功率時，所具有的絕對溫度。 在微波頻段使用的低噪聲放大器主要是低在微波頻段使用的低噪聲放大器主要是低噪聲晶體管放大器、場效應管放大器和參量放大噪聲晶體管放大器、場效應管放大器和參量放大器等。器等。 經(jīng)低噪聲放大器放大的微波信號，要送到經(jīng)低噪聲放大器放大的微波信號，要送到下變頻器變

41、換成中頻下變頻器變換成中頻70MHz，再經(jīng)過中頻放大后，再經(jīng)過中頻放大后送到解調(diào)器。送到解調(diào)器。 分為上行和下行兩個部分：分為上行和下行兩個部分： 當解調(diào)器對多路電話信號的調(diào)頻波解調(diào)時，噪當解調(diào)器對多路電話信號的調(diào)頻波解調(diào)時，噪聲同時進入解調(diào)器，使解調(diào)后輸出的話路信噪比降聲同時進入解調(diào)器，使解調(diào)后輸出的話路信噪比降低。并且低。并且解調(diào)器自身的噪聲功率譜密度解調(diào)器自身的噪聲功率譜密度n0為拋物線為拋物線分布，造成輸出的各路話路信噪比不一致分布，造成輸出的各路話路信噪比不一致，如圖所，如圖所示：示：解調(diào)器自身噪聲功率譜解決方法：解決方法：在發(fā)端調(diào)制器之前接一個在發(fā)端調(diào)制器之前接一個預加重網(wǎng)絡預加重

42、網(wǎng)絡，將高端信號幅度提高，而使，將高端信號幅度提高，而使低端信號幅度適當降低。從而使頻帶內(nèi)各低端信號幅度適當降低。從而使頻帶內(nèi)各處的信噪比變得均勻。處的信噪比變得均勻。在接收信號時再進行相反處理，即在接收信號時再進行相反處理，即去去加重加重以恢復原來的信號。以恢復原來的信號。 由于人們聽覺的頻率特性是不平坦的，由于人們聽覺的頻率特性是不平坦的，一一般對般對1000Hz左右的噪聲感覺最靈敏左右的噪聲感覺最靈敏，對，對30004000Hz以上或以上或200300Hz以下的噪聲感覺遲鈍，以下的噪聲感覺遲鈍，即實際感受的噪聲較小。因此在測量話路的噪聲即實際感受的噪聲較小。因此在測量話路的噪聲時，為考慮

43、受話人實際感受的噪聲狀況，需要接時，為考慮受話人實際感受的噪聲狀況，需要接入入加權網(wǎng)絡加權網(wǎng)絡，用來表示人們的主觀評定，成為下，用來表示人們的主觀評定，成為下圖所示的形狀：圖所示的形狀：加權電路特性 由于放大器具有非線性特性而產(chǎn)生交調(diào)干擾噪聲。所由于放大器具有非線性特性而產(chǎn)生交調(diào)干擾噪聲。所以需外加一個信號對載波能量進行擴散（對載波進行調(diào)以需外加一個信號對載波能量進行擴散（對載波進行調(diào)制）。由實驗得知，外加的信號用制）。由實驗得知，外加的信號用20150Hz的三角波較的三角波較為合適，如圖所示：為合適，如圖所示： 在衛(wèi)星通信線路信號傳輸?shù)倪^程中，有時因在衛(wèi)星通信線路信號傳輸?shù)倪^程中，有時因某種

44、原因會發(fā)生所傳送的信號太小甚至中斷的現(xiàn)某種原因會發(fā)生所傳送的信號太小甚至中斷的現(xiàn)象。象。 為判斷衛(wèi)星通信線路工作是否正常，在發(fā)送為判斷衛(wèi)星通信線路工作是否正常，在發(fā)送端的基帶信號中加入一個端的基帶信號中加入一個60kHz的正弦波，該信的正弦波，該信號即導頻信號。號即導頻信號。 接收端可根據(jù)導頻信號的大小判斷衛(wèi)星通信接收端可根據(jù)導頻信號的大小判斷衛(wèi)星通信線路工作是否正常?。ɡ寒攲ьl信號電平低于線路工作是否正常！（例：當導頻信號電平低于某個數(shù)值時即產(chǎn)生報警信號）某個數(shù)值時即產(chǎn)生報警信號） 信道終端設備下行部分的任務是把從低噪信道終端設備下行部分的任務是把從低噪聲接收機送來的聲接收機送來的70MH

45、z信號，經(jīng)過中放、解調(diào)和信號，經(jīng)過中放、解調(diào)和基帶處理后，輸出基帶信號，然后再送到終端接基帶處理后，輸出基帶信號，然后再送到終端接口設備，把基帶信號進行分解?？谠O備，把基帶信號進行分解。 地球站相當復雜和龐大，為了保證各部分正常地球站相當復雜和龐大，為了保證各部分正常工作，必須在站內(nèi)集中監(jiān)視、控制和測試。工作，必須在站內(nèi)集中監(jiān)視、控制和測試。 地球站電源分系統(tǒng)供應站內(nèi)全部設備所需用的地球站電源分系統(tǒng)供應站內(nèi)全部設備所需用的電能，關系到通信的質(zhì)量及設備的可靠性。電能，關系到通信的質(zhì)量及設備的可靠性。 當利用公用交流市電來對地球站供電時，通過當利用公用交流市電來對地球站供電時，通過電力傳輸線路，必

46、然會同時引進許多雜波干擾，而電力傳輸線路，必然會同時引進許多雜波干擾，而且公用交流市電也會出現(xiàn)波動。且公用交流市電也會出現(xiàn)波動。運載火箭（單級速度為運載火箭（單級速度為2.5km/s ）衛(wèi)星的初始速度大于衛(wèi)星的初始速度大于8km/s火箭采用具有捆綁技術的三級結構火箭采用具有捆綁技術的三級結構目前只有美國、俄羅斯、法國、中國等國家具備該項技術 世界上主要的運載火箭系列：世界上主要的運載火箭系列：大力神大力神(Titan)系列運載火箭：系列運載火箭：美國大力神運載火箭系列由大力神-2洲際導彈發(fā)展而來，1964年首次發(fā)射。該系列由大力神-2、大力神-3、大力神-34、大力神-4和商用大力神-3等型號

47、和子系列組成。它的最大近地軌道運載能力為21.9t，地球同步轉(zhuǎn)移軌道運載能力為5.3t。德爾塔德爾塔(Delta)系列運載火箭：系列運載火箭：美國德爾塔系列運載火箭于1960年5月13日首次發(fā)射，迄今為止已發(fā)展了19種型號。美國空軍的全部GPS衛(wèi)星都是由德爾塔-2發(fā)射的。美國還正在研制具有多種配置的德爾塔-4子系列，其中的重型德爾塔-4的地球同步轉(zhuǎn)移軌道運載能力在13t以上。土星土星-V(Saturn)系列運載火箭：系列運載火箭：土星-V運載火箭是美國專為阿波羅登月計劃而研制的、迄今為止最大的巨型運載火箭。其起飛重量為3000t，直徑10m，高110m，近地軌道運載能力達97t，它能把重達47

48、t的阿波羅飛船送入登月軌道。土星-V曾先后將12名宇航員送上月球。東方號東方號(Vostok)系列運載火箭：系列運載火箭：俄羅斯東方號系列運載火箭是世界上第一種載人航天運載工具，它創(chuàng)造了多個世界第一：發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星，第一顆月球探測器，第一顆金星探測器，第一顆火星探測器，第一艘載人飛船，第一艘無人載貨飛船進步號等。它也是世界上發(fā)射次數(shù)最多的運載火箭系列。能源號能源號(Energia)運載火箭：運載火箭：能源號運載火箭是前蘇聯(lián)/俄羅斯研制的目前世界上起飛質(zhì)量和推力最大的火箭。其近地軌道運載能力為105t，既可發(fā)射大型無人載荷，也可用于發(fā)射載人航天飛機。能源號于1987年首次發(fā)射成功，曾將蘇聯(lián)

49、的暴風雪號航天飛機成功地送上天。由于俄羅斯經(jīng)濟狀態(tài)不佳就再也沒有發(fā)射過。我國的長征運載火箭系列：我國的長征運載火箭系列： 我國自1956年開始展開現(xiàn)代火箭的研制工作。 1964年6月29日，中國自行設計研制的中程火箭試飛成功之后，即著手研制多級火箭，向空間技術進軍。 經(jīng)過了五年的艱苦努力，1970年4月24日“長征一號”運載火箭誕生，首次發(fā)射“東方紅一號”衛(wèi)星成功。中國航天技術邁出了重要的一步。 “長征”系列火箭已經(jīng)走向世界，享譽全球，在國際發(fā)射市場占有重要一席。截至2014年12月31日將風云二號08星成功送入軌道后，我國航天器運載工具長征系列運載火箭完成203次發(fā)射。長征一號系列：長征一號

50、系列：長征一號運載火箭于1965年開始研制，包括長征一號運載火箭和長征一號丁運載火箭兩個型號，是一種三級火箭，主要用于發(fā)射近地軌道小型有效載荷。火箭全長29.86米，最大直徑2.25米，起飛重量81.6噸,起飛推力112噸，能把300千克重的衛(wèi)星送入440公里高的近地軌道。1970年4月24日,長征1號運載火箭成功地將“東方紅一號”衛(wèi)星送入預定軌道，奠定了長征系列火箭發(fā)展的基礎，發(fā)射成功率為100%。長征二號系列：長征二號系列：長征二號目前是中國最大的運載火箭家族，擁有“長征二號”、“長征二號丙”、“長征二號丁”、“長征二號捆（E）”、“長征二號F”等型號，承擔近地軌道發(fā)射任務。“長征2號”火

51、箭是一種兩級火箭,全長31.17米，最大直徑3.35米，起飛重量190噸，能把1.8噸的衛(wèi)星送入距地面數(shù)百公里的橢圓形軌道。長征二號火箭共進行了4次發(fā)射，除首次發(fā)射失敗外，另外三次均圓滿成功。長征三號系列：長征三號系列：“長征三號”系列運載火箭是我國承擔高軌道發(fā)射任務的三級運載火箭。長征三號甲運載火箭是長征三號系列火箭的基礎型號，主要發(fā)射地球同步轉(zhuǎn)移軌道的有效載荷。其地球同步轉(zhuǎn)移軌道的運載能力為2.6噸。自1994年2月8日首次發(fā)射成功以來，至今發(fā)射成功率為100%。被授予“金牌火箭”稱號?！伴L征三號乙”火箭是三級大型液體捆綁式運載火箭。主要發(fā)射地球同步轉(zhuǎn)移軌道的重型衛(wèi)星。其地球同步轉(zhuǎn)移軌道的

52、運載能力為5.1噸。由長征三號火箭運載的嫦娥三號探測器于2013年12月14日21時許成功落月，至此我國成為世界第三個有能力自主將探測器送入地外天體的國家。長征四號系列：長征四號系列：“長征四號”前身為上海航天局 “風暴一號”火箭，“長征四號”主要承擔太陽同步軌道和極軌道的發(fā)射任務。長征五號系列：長征五號系列：長征五號系列運載火箭又稱“大火箭” “冰箭”，是我國在2006年立項研制的一次性大型低溫液體運載火箭。長征五號系列由中國航天科技集團公司研制，運載能力將分別達到地球同步轉(zhuǎn)移軌道13噸，近地軌道23噸。中國未來天宮空間站的建設、探月三期工程及其它深空探測的實施都將使用該火箭系列?；拘烷L征

53、五號預計于2016年年底在中國海南航天發(fā)射場首飛。發(fā)射衛(wèi)星的三級火箭示意圖 一顆靜止衛(wèi)星的發(fā)射過程如圖所示，一顆靜止衛(wèi)星的發(fā)射過程如圖所示，全部過程大體可分為如下四個階段：全部過程大體可分為如下四個階段：初始軌道初始軌道轉(zhuǎn)移軌道轉(zhuǎn)移軌道漂移軌道漂移軌道靜止軌道靜止軌道 點燃三級火箭的一、二級火箭，把衛(wèi)點燃三級火箭的一、二級火箭，把衛(wèi)星送到初始軌道（離地球表面為幾百公里星送到初始軌道（離地球表面為幾百公里的與赤道平面有一定夾角的傾斜圓形軌的與赤道平面有一定夾角的傾斜圓形軌道）。道）。 衛(wèi)星在初始軌道上經(jīng)過測試后，在飛經(jīng)赤道衛(wèi)星在初始軌道上經(jīng)過測試后，在飛經(jīng)赤道上空時第三級火箭點火，使衛(wèi)星沿飛行方

54、向加速，上空時第三級火箭點火，使衛(wèi)星沿飛行方向加速，進入大橢圓軌道，即轉(zhuǎn)移軌道（軌道的近地點高進入大橢圓軌道，即轉(zhuǎn)移軌道（軌道的近地點高度與入軌點相同，遠地點高度為度與入軌點相同，遠地點高度為 35800千米，而千米，而且都位于赤道上空），并進行姿態(tài)調(diào)整。且都位于赤道上空），并進行姿態(tài)調(diào)整。 衛(wèi)星在漂移軌道上運行時，離靜止衛(wèi)星定點衛(wèi)星在漂移軌道上運行時，離靜止衛(wèi)星定點位置是很近。利用衛(wèi)星上的小推進噴嘴進行位置位置是很近。利用衛(wèi)星上的小推進噴嘴進行位置誤差修正，使衛(wèi)星精確定點于靜止軌道上的預定誤差修正，使衛(wèi)星精確定點于靜止軌道上的預定位置。位置。靜止衛(wèi)星發(fā)射過程中應該注意的問題：靜止衛(wèi)星發(fā)射過程

55、中應該注意的問題： 發(fā)射場的選擇發(fā)射場的選擇 因為靜止衛(wèi)星位于赤道上空，所以它的因為靜止衛(wèi)星位于赤道上空，所以它的發(fā)射場越發(fā)射場越靠近赤道越好靠近赤道越好，以便節(jié)省發(fā)射衛(wèi)星所消耗的能量。，以便節(jié)省發(fā)射衛(wèi)星所消耗的能量。 例如在我國，靜止衛(wèi)星都是在西昌發(fā)射中心發(fā)射例如在我國，靜止衛(wèi)星都是在西昌發(fā)射中心發(fā)射而不在太原或酒泉發(fā)射中心發(fā)射，法國的衛(wèi)星發(fā)射而不在太原或酒泉發(fā)射中心發(fā)射，法國的衛(wèi)星發(fā)射場建在赤道附近的法屬圭亞那而不在法國本土。場建在赤道附近的法屬圭亞那而不在法國本土。 發(fā)射時機的選擇發(fā)射時機的選擇 可以為全年的任何一天。但每天發(fā)射的具體時間可以為全年的任何一天。但每天發(fā)射的具體時間應根據(jù)發(fā)

56、射場的地理位置，發(fā)射日期及太陽、地球、應根據(jù)發(fā)射場的地理位置，發(fā)射日期及太陽、地球、衛(wèi)星三者的相對位置才能確定最有利的發(fā)射時機，衛(wèi)星三者的相對位置才能確定最有利的發(fā)射時機，稱為稱為“發(fā)射窗口發(fā)射窗口”。 每天一般有兩次發(fā)射窗口，每次約每天一般有兩次發(fā)射窗口，每次約3030分至分至2 2小時。小時。 衛(wèi)星上裝有通信用的定向天線，要求定向天衛(wèi)星上裝有通信用的定向天線，要求定向天線的波束應指向地球中心或某覆蓋區(qū)的中心。線的波束應指向地球中心或某覆蓋區(qū)的中心。 角度慣性控制也叫角度慣性控制也叫自旋穩(wěn)定法自旋穩(wěn)定法，是早期靜止，是早期靜止衛(wèi)星常用的姿態(tài)控制方法。衛(wèi)星常用的姿態(tài)控制方法。 衛(wèi)星在自旋的過程

57、中應保證衛(wèi)星天線指向不衛(wèi)星在自旋的過程中應保證衛(wèi)星天線指向不變，所以把天線安裝在一個特殊的平臺，即變，所以把天線安裝在一個特殊的平臺，即消旋消旋平臺平臺（與衛(wèi)星等速但反向旋轉(zhuǎn)！與衛(wèi)星等速但反向旋轉(zhuǎn)！） 三軸穩(wěn)定法是指衛(wèi)星的姿態(tài)是由穩(wěn)定穿過衛(wèi)三軸穩(wěn)定法是指衛(wèi)星的姿態(tài)是由穩(wěn)定穿過衛(wèi)星重心的三個軸來保證。星重心的三個軸來保證。 三個軸分別位于衛(wèi)星軌道的切線、法線和軌三個軸分別位于衛(wèi)星軌道的切線、法線和軌道平面的垂線等三個方向上，分別對應叫做道平面的垂線等三個方向上，分別對應叫做滾動滾動軸軸、俯仰軸俯仰軸和和偏航軸偏航軸，如圖所示：，如圖所示： 三軸采用噴三軸采用噴氣、慣性飛氣、慣性飛輪或電機等輪或電

58、機等來直接控制來直接控制每個軸保持每個軸保持穩(wěn)定穩(wěn)定軌道切線軌道切線軌道法線軌道法線軌道面垂線軌道面垂線 在地球站的調(diào)測、開通和使用過程中，需要在地球站的調(diào)測、開通和使用過程中，需要知道地球站天線工作時的知道地球站天線工作時的方位角方位角a(以正北方向以正北方向為基準為基準)和和仰角仰角e。此外，為了計算自由空間的此外，為了計算自由空間的傳播損耗，還必須知道傳播損耗，還必須知道地球站與衛(wèi)星之間的距地球站與衛(wèi)星之間的距離離站星距站星距。 下圖給出了靜止衛(wèi)星下圖給出了靜止衛(wèi)星S與地球站與地球站A的幾何關的幾何關系。系。1地球站（經(jīng)度地球站（經(jīng)度, 緯度）緯度）靜止衛(wèi)星靜止衛(wèi)星靜止衛(wèi)星星下點（經(jīng)度靜

59、止衛(wèi)星星下點（經(jīng)度, 緯度）緯度）地心地心設兩點經(jīng)度差為：設兩點經(jīng)度差為：緯度差為：緯度差為：如圖所示如圖所示 121 方位角（以正南為基準）方位角（以正南為基準）仰角仰角根 據(jù) 幾 何 關 系 ， 以 公 式 推 導 （ 本 書 略 ） ， 得 仰 角e= a rc tg211)cos(cos1151. 0coscos （1 -6） 方 位 角a= a rc tg 1sintg （1 -7） 站 星 距 離d = 4 .2 2 3 8coscos302. 0023. 11k m （1 -8）如以正北為基準，方位角如以正北為基準，方位角為：為： 若地球站位于北半球時若地球站位于北半球時 若地球

60、站位于南半球時若地球站位于南半球時 衛(wèi)衛(wèi)星星位位于于地地球球站站西西側(cè)側(cè)衛(wèi)衛(wèi)星星位位于于地地球球站站東東側(cè)側(cè)方方位位角角aa 180180衛(wèi)星位于地球站西側(cè)衛(wèi)星位于地球站東側(cè)方位角aa360【例【例1-1】“亞太一號亞太一號”衛(wèi)星的星下點衛(wèi)星的星下點s的經(jīng)度為的經(jīng)度為 2=138.00E(東經(jīng)東經(jīng))，北京地球站的參數(shù)為，北京地球站的參數(shù)為1=116.45E,1=39.92，求北京地球站的仰求北京地球站的仰 角、方位角和站星距。角、方位角和站星距。解：由已知條件得知：解：由已知條件得知：1=39.92，經(jīng)度差經(jīng)度差=21=138.00116.45=21.55 代入公式得仰角代入公式得仰角由于衛(wèi)星