浅谈卫星通信技术的现状
来源:用户上传
作者:
【摘要】卫星通信技术因具有独特的特点，人们利用卫星通信技术改变了现代人的生活。随着科学技术的发展，卫星通信技术在我们现代生活中发挥了不可替代的作用。卫星通信技术也短板现状，需要我们不断的发现短板并改进和提高。
【关键词】频段;日凌;星蚀
一、卫星通信相关术语
卫星通信是利用卫星作为中继站转发或反射无线电波，以此来实现两个或多个地球站之间通信的一种通信方式。如果各地球站均属于某一卫星通信系统，就可以利用卫星对信号的转发实现相互之间的通信。
（一）VSAT的定义
VSAT是Very Small Aperture Terminal的英文缩写，意思是甚小口径卫星通信终端。通常是指终端天线口径在1.2～2.8米左右的卫星通信地球站。VSAT通信系统一般可以工作在二个频段，分别是14（上行）/12（下行）GHz的Ku频段和6（上行）/4（下行）GHz的C频段。
（二）卫星网状结构
该模式：小站A—卫星—小站B。该模式较适合于点到点之间进行实时性通信的环境应用，比如建立单位内的VAST专用电话网等。网状结构可以直接经过卫星进行小站与小站间的通信，它的时延比较小，较合适话音信号的传输。
（三）卫星星状结构
该模式：小站A—卫星—主站—卫星—小站B。星状结构的小站间的通信是通过主站进行的。由于信号是两次上行下行，因此时延比较大，不适合于语音传输。这种结构比较适合于数据传输。
（四）卫星混合结构（星状+网状）
该结构最适合于点到点或点到多点之间进行综合业务传输的应用环境。
（五）卫星地面站有效全向辐射功率
有效全向辐射功率（EIRP）说明卫星地球站和卫星转发器的发射能力。
EIRP=PT.GT
频率宽度应与天线分系统相同，载频的精度高，载波频率的相对精度应优于6×10-6，放大器的线性好;增益稳定，对发射的有效全向辐射功率要保持在规定值±0.5dB以内。
（六）卫星传播方程式
由于电磁波从一个起点出发后在自由空间传播，传播距离越远，能量分布散开的越广，因而能量密度越小，或者说电磁波强越弱。所以可以写出接收点的信号功率为：PR=PT.GT.GR/LP
式中：PT—发射功率;GT—发射天线增益;GR—接收天线增益;LP—自由空间的传播损耗，LP=4πd/λ，d为传播距离，λ为工作波长。
二、卫星通信的优缺点
（一）卫星通信的主要优点
通信距离远，覆盖面积大。一颗静止通信卫星的天线波束，可以覆盖地球表面积的42.4%。在这个覆盖区域内，两个相距18000公里的地面站可以进行远距离通信。在静止轨道上等间隔（120度）配置三颗卫星，就可建立起除地球两极地区以外的全球通信。
组网灵活，便于多重撷取连接。在卫星天线波束的覆盖区内，卫星通信网络所属的地面站可以同时和其它地面站建立各自的通信路线，形成一种多方向，多地点的通信。另外，各种形式的地球站，可以不受地理条件的限制，无论是固定站还是移动站，各种不同的业务种类，都可以组织在一个通信网络内，电路的建立十分灵活方便。
通信品质高，容量大。卫星通信工作在微波频段，再加上各种频率的重复利用，使得近代一颗通信卫星可用频带宽度达几千兆赫与之相应的通信容量超过了33000条话路。在卫星通信中，电波主要在接近真空的外层太空传播。因而可以很大地减小大气折射和地面反射的影响，传播特性比地面微波接力线路明显稳定，所以通信品质高。再有卫星通信有建设速度快、易于实现广播和多址通信、同一信道可用于不同方向和不同区域等优点。
（二）卫星通信的主要缺点
卫星通信中，信号经过同步通信卫星一跳至对方地球站所实现的单行传输距离约72000km，信号到达大约270ms。10GHz以上的频带收降雨降雪的影响。天线受太阳噪声的影响。存在通信盲区
（三）卫星使用的频段
L波段（1.5～1.6GHz）：同步卫星移动业务使用频段;C波段（4～6GHz）;X波段（8～10GHz）;Ku波段（12～14GHz）;Ka波段（20～30GHz）;
三、影响卫星通信的常见因素
（一）日凌
每年春分和秋分前后几天里，在中午有单时间里，太阳、地球和卫星处在一条直线上，且卫星在地球和太阳之间，在这种情况下，地球站和天线指向太阳，由于太阳是一个强大的噪声源，因此，地球站天线接收卫星转发器信号的同时，还不可避免地接收来自太阳的噪声，使信号完全被噪声淹没而造成通信中断，这种现象就叫日凌中断。这种现象，每次连续6天，每次中断几分钟，约占全年通信时间的0.02%。
（二）星蚀
与发生日凌原因相似，每年春分和秋分前后各23天中，在午夜前后，太阳、地球和卫星处在一条直线上，卫星进入地球阴影区，就会发生卫星的日蚀，即发生星蚀。发生星蚀时，会造成卫星中断。地球处在太阳和卫星之间，并形成一条线称地星蚀，此时由于地球阴影的存在，卫星的太阳能电池不能正常供电。
（三）雨衰
雨衰，是指电波进入雨层中引起的衰减。它包括雨粒吸收引起的衰减和雨粒散射引起的衰减。雨粒吸收引起的衰减是由于雨粒具有介质损耗引起的，雨粒散射引起的衰减是由于电波碰到雨粒时被雨粒反射而再反射引起的。雨、云、雾会吸收噪声使噪声增加，在10GHz以上频带表现尤为明显。
（四）外部噪声
天线前部有障碍物或者噪声源，会增加噪声，影响信号的接收。
四、结论
随着科技化、信息化高度发达的今天，人们对通信需求更加多样化，要求的标准更加高。根据卫星通信系统特点，卫星通信技术应用于各行各业，并保证人民正常的生产、生活。不断提高对卫星通信系统的认识，改进卫星通信技术，有利于我们更好的保证人们的正常的生活。
参考文献：
[1]韩忠臣.中石油北京天然气管道有限公司2007—2008科技论文集[M]，中石油北京北京天然氣管道有限公司出版，2009（3）.
[2]陆忠.天然气输送与城镇燃气[M]，中国石油大学出版社，2008.
[3]iDirect公司.iDirect3000卫星远端站手册[G]，2011.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-14969611.htm
