微波与卫星通信（第二版） 课件全套 第1--8章 概述、微波与卫星通信传输通道 ---卫星通信技术的应用.pptx

第1章 概述;1.1 微波与卫星通信的基本概念;　　微波的传播与光波类似,具有似光性、频率高、极化特性等传输特性,因此微波在自由空间中只能沿直线传播,其绕射能力很弱,且在传播中遇到不均匀的介质时,将产生折射和反射现象。正因为如此,在一定天线高度的情况下,为了克服地球的凸起而实现远距离通信就必须采用中继接力的方式,如图1-1所示,否则 A 站发射出的微波射线将远离地面而根本不能被 C站接收。微波采用中继方式的另一个原因是,电磁波在空间传播过程中因受到散射、反射、大气吸收等诸多因素的影响,而使能量受到损耗,且频率越高,站距越长,微波能量损耗就越大。;;1.1.2 卫星通信　　卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发或反射无线电信号,在两个或多个地球站之间进行的通信。　　而用于实现通信目的的这种人造地球卫星叫做通信卫星,如图1-2所示。;;　　卫星通信是宇宙无线电通信的形式之一,国际电信联盟(ITU)规定,宇宙站是指设在地球大气层以外的宇宙飞行体(如人造卫星、宇宙飞船等)或其他天体(如月球或其他行星)上的通信站。把以宇宙飞行体为对象的无线电通信统称为宇宙通信,它有三种基本形式,如图1-3所示。;;　　目前,绝大多数通信卫星是地球同步卫星(静止卫星),图1-4是静止卫星与地球相对位置的示意图。若以120°的等间隔角度在静止轨道上配置三颗卫星,则地球表面除了两极区没有被卫星波束覆盖外,其他区域均在覆盖范围之内,而且其中部分区域为两个静止卫星波束的重叠区域,因此借助于重叠区域内地球站的中继(称为双跳),可以实现在不同卫星覆盖区内地球站之间的通信。由此可见,只要用三颗等间隔配置的静止卫星就可以实现全球通信,这一特点是其他任何通信方式所不具备的。静止卫星所处的位置分别在太平洋、印度洋和大西洋上空,它们构成的全球通信网承担着绝大部分的国际通信业务和全部国际电视信号的转播,如图1-5所示。;;;1.2 微波与卫星通信的特点;　　“微波、多路、接力”是微波通信最基本的特点。　　“微波”是指微波工作频段宽,它包括了分米波、厘米波和毫米波三个频段,可容纳较其??频段多得多的话路。　　“多路”是指微波通信的通信容量大,即微波通信设备的通频带可以做得很宽。　　“接力”是目前广泛使用于视距微波的通信方式。;　　由于通信技术的发展以及通信设备的数字化,数字微波占据了绝对的比重。数字微波除了具有上面所说的微波通信的普遍特点外,还具有数字通信的特点:　　(1)抗干扰性强、整个线路噪声不累积;　　(2)保密性强,便于加密;　　(3)器件便于固态化和集成化,设备体积小、耗电少;　　(4)便于组成综合业务数字网(ISDN)。;　　和模拟微波通信相比,数字微波的主要缺点是:　　(1)要求传输信道带宽较宽,因而会产生频率选择性衰落;　　(2)抗衰落技术复杂。;1.2.2 卫星通信的特点　　　静止卫星通信具有以下优点:　　(1)通信距离远,且费用与通信距离无关。　　(2)覆盖面积大,可以进行多址通信。　　(3)通信频带宽,传输容量大,适于多种业务传输。　　(4)通信质量高,通信线路稳定可靠。　　(5)通信电路灵活、机动性好。　　(6)可以自发自收地进行监测。;　　静止卫星通信还有一些缺点:　　(1)静止卫星的发射与控制技术比较复杂。　　(2)地球的两极地区为通信盲区,而且地球的高纬度地区通信效果不好。　　(3)存在星蚀和日凌中断现象。　　(4)有较大的信号传输时延和回波干扰。　　(5)具有广播特性,保密措施要加强。;1.3 微波通信系统;　　终端站的任务是将复用设备送来的基带信号或由电视台送来的视频及伴音信号,调制到微波频率上并发射出去;或者反之,将收到的微波信号解调出基带信号送往复用设备,或将解调出的视频信号及伴音信号送往电视台。线路中间的中继站的任务是完成微波信号的转发和分路,所以中继站又分为中间站、分路站和枢纽站,如图1-6(b)所示。中间站不能发送、接收话路信号,即不能上、下话路,而枢纽站能上、下话路。;;1.3.2 微波中继站的中继方式　　微波中继站的中继方式可以分成直接中继(射频转接)、外差中继(中频转接)、基带中继(再生中继)三种中继方式。不同的中继方式的微波系统构成是不一样的。中继方式可以是直接中继和中频转接,枢纽站为再生中继方式且可以有上下话路。;　　直接中继最简单,只是将收到的射频信号直接移到其他射频上,无需经过微波—中频—微波的上下变频过程,因而信号传输失真小。这种方式的设备量小,电源功耗低,适用于无需上下话路的无人值守中继站,其基本设备如图1-7所示。;　　外差中继是将射频信号进行中频解调,在中频进行放大,然后经过上变频调制到微波频率,发送到下一站,其基本设备如图1-8