卫星通信的基本要素

如题所述

一、卫星通信系统的组成要素

一个完善的卫星通信系统应该由空间正常运行的通信卫星、地面上相互通信的地面站以及需完成通信传输的业务应用系统这几部分组成。

二、卫星通信系统的分类

卫星通信系统可以按其三个组成要素的任一个进行分类。从空间卫星的角度看可以分为静止卫星(同步轨道卫星)通信和移动卫星(中低轨道卫星)通信。其中静止卫星通信适合大容量业务通信(如网际交互、视频传输、广播业务等),移动卫星通信适合稀路由低带宽业务(如电话、导航等)。

从地面站的角度看,卫星通信也可分为固定业务通信、移动业务通信和广播业务通信。另外从业务应用分类的话就更多了,可做数据采集交互、军用通信、应急通信、IP网络通信,等等。

根据卫星通信的技术特点可以按多址方式分为频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)系统。

三、地球站分类、设备组成及应用介绍

地球站作为卫星通信系统中一个重要的环节,可以按功能或配置进行分类。

根据不同的功能作用,地球站可以采用不同的安装方式及使用方式,分为固定站、移动站和便携站。固定站是指将天线固定安装在某一地点使用;移动站是将天线安装在可移动的交通工具上使用的站,包括车载站、船载站和机载站;便携站也叫可搬移站,指天线可快速方便安装(展开)及拆卸(回收)使用的卫星站。

根据配置情况,地球站一般是按天线口径大小来区分,有大型站(一般天线口径在20m以上)和小型站以及甚小口径站(一般天线口径在10m 以下)之分,其中甚小口径站就是目前大量使用且大家习惯看到的VSAT(Very Small Aperture Terminal)卫星站。VSAT站不仅具备卫星通信的固有特点,还有很多特别的优点:

1)VSAT站设备简单、体积小、重量轻、造价低,适用面广,可应用于各种环境下,尤其是适合建设各种移动站和便携站:

2)VSAT站组网灵活,可组建星型网或网状网,也可组建星网混合结构网;

3)可根据不同应用规划及使用不同类型的站,如单收、双向、移动站的静中通或动中通等;

4)可按需匹配不同的多址方式或调制方式以及射频单元来充分保障通信质量。

一个VSAT地面站的主要设备包括:天线(反射面世和馈源)、高频头(LNB/接收机)、功放(ODU/发射机)、室内单元(也叫基带单元IDU/Modem)、外围设备(电源、交换机、天线跟踪器等)。

天馈设备的作用是将发射机送来的射频信号经天线向卫星方向辐射出去,同时也在接收卫星转发的信号到接收机。

发射机由上变频器和功率放大器组成,其主要作用是将基带单元调制出的中频信号(一般频率为70~140MHz或950~1450MHz),经上变频器转换为射频(一般频率为4~6GHz或12~14GHz)信号,再放大到一定的电平送往天馈系统发射。

接收机和发射机相反,由下变频器和低噪声放大器组成,其作用是将接收到的卫星转发下来的信号转化为中频信号送至解调器。

调制解调器(也称基带单元)主要是处理同应用设备往来的信息,转化为基带信号再做中频滤波及调制或解调。

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