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通信卫星

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通信卫星
通信卫星
通信卫星,是无线电通信中继站的人造地球卫星。通信卫星反射或转发无线电信号,实现卫星通信地球站之间或地球站与航天器之间的通信。通信卫星是各类卫星通信系统或卫星广播系统的空间部分。一颗静止轨道通信卫星大约能够覆盖地球表面的40%,使覆盖区内的任何地面、海上、空中的通信站能同时相互通信。在赤道上空等间隔分布的3颗静止通信卫星可以实现除两极部分地区外的全球通信。

 

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基本概述编辑本段回目录

作为无线电通信中继站的人造地球卫星。其功用是转发或反射无线电信号,实现地球站之间或地球站与航天器之间的通信。实用通信卫星均为转发型有源通信卫星,装有通信转发器天线,对接收到的信号进行变频、放大和

通信卫星
卫星发射时
转发。反射型无源通信卫星的反射信号太微弱,没有实用价值。

通信卫星是世界上应用最早、最广的卫星之一,许多国家都发射了通信卫星。通信卫星一般由卫星结构、电源系统温控系统姿控系统、天线系统、转发器系统等组成。

按轨道可分为静止通信卫星和非静止通信卫星;按服务区域不同可分为国际通信卫星、区域通信卫星和国内通信卫星;按用途可分为专用通信卫星和多用途通信卫星,前者如电视广播卫星军用通信卫星、海事通信卫星、跟踪和数据中继卫星等,后者如军民合用的通信卫星,兼有通信、气象和广播功能的多用途通信卫星等。通信卫星带来的社会经济效益极大,卫星电视便是通信卫星的主要功能之一。在目前还在轨道上运行并使用的各类卫星中,通信卫星数量最多,达到200颗左右。除各国自行经营的通信卫星外,一些国际组织也经营了许多通信卫星,进行商业运行,其中最著名的是国际通信卫星组织。国际通信卫星组织招标研制、发射、经营的国际通信卫星至今已经发展到第八代,每一代都在体积、重量、技术性、通信能力、卫星寿命等方面有一定提高。通信卫星是一种革命化的信息传播工具,它使人类社会经济文化和人们的生活方式发生了革命性变化。卫星通信的发展能够促进社会整体通信产业的发展。利用通信卫星建立通信系统,具有建设周期短、投资少、不受或较少受地理条件的限制,其优越性是其他任何通信手段无法相比的。

通信卫星的发展趋势是:采用频率复用技术,引入更高频段和发展星上信息处理技术,以增大通信容量和简化通信终端设备,开辟新的通信业务和降低费用,将进一步向提高保密性、抗干扰性、灵活性和生存能力发展。

运行与轨道编辑本段回目录

作为无线电通信中继站。通信卫星像一个国际信使,收集来自地面的各种“信件”,然后再“投递”到另一个地方的用户手里。由于它是“站”在36000公里的高空,所以它的“投递”覆盖面特别大,一颗卫星就可以负责1/3

通信卫星
通信卫星
地球表面的通信。如果在地球静止轨道上均匀地放置三颗通信卫星,便可以实现除南北极之外的全球通信。当卫星接收到从一个地面站发来的微弱无线电信号后,会自动把它变成大功率信号,然后发到另一个地面站,或传送到另一颗通信卫星上后,再发到地球另一侧的地面站上,这样,我们就收到了从很远的地方发出的信号。

通信卫星一般采用地球静止轨道,这条轨道位于地球赤道上空35786公里处。卫星在这条轨道上以每秒3075米的速度自西向东绕地球旋转,绕地球一周的时间为23小时56分4秒,恰与地球自转一周的时间相等。因此从地面上看,卫星象挂在天上不动,这就使地面接收站的工作方便多了。接收站的天线可以固定对准卫星,昼夜不间断地进行通信,不必像跟踪那些移动不定的卫星一样而四处“晃动”,使通信时间时断时续。现在,通信卫星已承担了全部洲际通信业务和电视传输。

地球静止轨道通信卫星虽然具有覆盖面积大、控制简单等一系列的优越性,但是也有其不足之处。地球静止轨道只有一条,在这一条轨道上不可能放置太多的卫星,否则它们之间会产生无线电干扰,因而其轨道资源十分紧张。世界上越来越多的国家为建立自己独立的卫星通信系统竞相向地球上空的静止轨道发射自己的通信卫星。50多年来,全世界已经发射的航天器达6000多颗,其中绝大多数是卫星。由于静止卫星数目的不断增加,致使有限的地球静止轨道上挤满了通信卫星,特别是在欧洲印度洋美洲的三个静止轨道弧段内,轨道不足的矛盾日益尖锐。按照以往的卫星技术,两颗静止卫星间隔在1度以上,信号干扰强度才不致影响通信质量。后来随着卫星技术的提高,特别是抗干扰能力的增强,两颗相邻卫星的间隔可以缩短,但也不能无限靠近。因此,静止轨道所能容纳的通信卫星数量仍然是有限。

发展史编辑本段回目录

通信卫星
通信卫星
1958年12月,美国发射世界上第一颗试验通信卫星“斯科尔”,开始了卫星通信实验阶段。
1963年美国和日本通过“中继1号”卫星第一次进行了横跨太平洋的电视传输。
1964年8月19日,美国把“辛康3号”卫星直接送入国际日期变更线附近的赤道上空,使之成为第一颗真正的静止通信卫星,并利用这颗卫星成功地转播了东京奥运会的实况。
1965年发射地球轨道通信卫星“国际通信卫星”Ⅰ号,卫星通信进入实用阶段。
70年代,通信卫星进一步向专业化方向发展,出现了各种专用通信卫星。
到1984年底,世界各有关国家共发射了 670多颗通信卫星,其中地球同步通信卫星有179颗。
中国于1984年和1986年先后发射了一颗地球同步试验通信卫星和一颗地球同步通信卫星。卫星通信具有通信距离远、容量大、质量好、可靠性高、灵活机动等优点。
到1984年底,使用卫星通信的国家和地区已达170多个,卫星通信已成为现代通信的重要手段。

技术水平编辑本段回目录

通信卫星的发展体现在许多方面。从通信卫星本身来讲,主要是提高卫星的通信能力,提高卫星寿命,改善卫星

通信卫星
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通信质量等。

目前最能体现通信卫星技术水平的是国际通信卫星9号。该系列卫星是由美国劳拉空间系统公司建造的FS1300型高功率大容量通信卫星。国际通信卫星9号发射重量为4680千克,在轨设计寿命为13年,装有44个C波段转发器和12个Ku波段转发器。C波段设计有全球波束半球波束区域波束,Ku波段设计有两个高功率点波束,两种转发器可覆盖不同的区域。该卫星为用户提供的服务包括因特网、电话、电视、企业网服务以及天地混合网解决方案等。国际通信卫星9号共计发射了7颗。从服务内容上讲,通信卫星的发展趋势之一是建立移动卫星通信网,前面讲到的“铱”系统就是其中之一。

其他的移动卫星通信网还有:国际海事卫星组织在20世纪末期发射的国际移动卫星系统,美国移动卫星公司和加拿大TMI公司经营的北美移动通信卫星印度尼西亚PSN牵头发射的亚洲蜂窝卫星,美国轨道科学公司加拿大全球通信公司共同组建的全球卫星通信星座(Orbcomm),美国劳拉公司和高通公司共同组建的全球星(Globalstar)全球移动卫星通信系统等。由于21世纪初地面手机移动通信的迅速普及,使移动卫星系统的业务量难以增长,经营十分困难,因此这类系统有萎缩的趋势。另外,随着卫星通信技术、数字技术和计算机技术的发展,一方面由于卫星功率和地面接受灵敏度的不断提高,卫星通信较高频段的开发应用以及卫星天线方向性的改善,使得小型地面接受装置(甚小孔径通信终端,即VSAT)得以出现,从而实现了直接电视广播和双向视频通信。利用卫星进行电视直播使用户能够直接收看卫星转发的电视节目。一个家庭利用小型接收机就可以直接接收到直播卫星传送的大量电视节目,甚至可以实现电视点播。

卫星类别编辑本段回目录

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通信卫星
通信卫星按其业务涉及的范围可以分三类:国际通信卫星、区域通信卫星和国内通信卫星

国际通信卫星是主要经营国际电信业务的通信卫星,其中最著名的是国际通信卫星组织所经营的国际通信卫星(INTELSAT),它们代表着世界卫星通信产业发展的典型历程;

区域通信卫星是某个地区的多个国家共同使用的通信卫星,如亚洲卫星、亚太卫星等。国内通信卫星是用于覆盖本国领土的通信卫星。由于国内通信卫星建造费用较低,投入运行周期短,是“快、好、省”的建立国家基础电信网络的重要手段,因此颇受发展中国家的青睐,截至目前,除发达国家外,已有许多发展中国家建立了自己的国内通信卫星系统。

通信卫星按其运行轨道,可分为地球静止轨道通信卫星和非静止轨道通信卫星;按用途可分为电视广播卫星、海事通信卫星、航空通信卫星、跟踪和数据中继卫星、军用通信卫星等。

产生的效益编辑本段回目录

通信卫星能够产生巨大的经济效益与社会效益。

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应用通信卫星可产生直接效益、二次效益和三次效益。直接效益是指直接经营通信卫星业务的部门产生的效益,二次效益是指直接应用通信卫星的部门如通信部门产生的效益,三次效益是指通信终端用户产生的效益。

国际通信卫星组织承担了60%以上的国际通信业务,年收益达5亿美元。通信部门使用国际通信卫星使通信工业的年收益达80亿美元,这些二次收益比直接收益放大了15倍。卫星通信的发展能够促进社会整体通信产业的发展。

利用通信卫星建立通信系统,具有建设周期短、投资少、不受或较少受地理条件的限制,其优越性是其他任何通信手段无法相比的。通信卫星还会产生无法估量的社会效益。

以卫星电视教育来说,无论对于发展中国家还是发达国家都十分重要。它可以解决边远地区师资缺乏、教育设施差的问题,对普及教育和培养师资都起到了很大的作用。通过卫星开展电视教育,可以对广大农村和边远地区进行文化和科技知识教育,对于农业经济的发展起到了巨大的作用。通信卫星在电视教育、医疗卫生、文化娱乐、灾害预报等方面产生的效益十分巨大,对社会的进步起到了重大的作用,而且影响非常深远。

东方红二号编辑本段回目录

通信卫星东方红二号
东方红二号
东方红二号通信卫星是由中国空间技术研究院研制的第一颗通信卫星,其设计寿命为4.5年,是中国二十世纪末用于远距电视传输的主要卫星。该卫星采用地球同步轨道,分别定位于东经87.5度、东经110.5度和东径98度等处,能覆盖中国全境及周围一些地区。

它于1984年4月8日首次发射成功。共研制和发射3颗东方红二号卫星,从1970年开始研制到每三颗星发射,经历了近16年。

“东方红二号”的发射成功,开始了用我国自己的通信卫星进行卫星通信的历史。东方红二号卫星的主体为圆柱形,高为3.6米,直径为2.1米,重441公斤。卫星上装有4个C波段转发器,等效全向辐射功率为36分贝瓦。卫星采用自旋稳定,其轨道保持精度为:南北±1°,东西±0.5°。

东方红二号A卫星则采用抛物面通信天线,置于星体上部;采取机械消旋装置,以保持通信卫星天线始终定向地球;表面贴有近2万片太阳能电池片以提供卫星工作的电源

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