衛(wèi)星通信定義為以衛(wèi)星作為中繼站進(jìn)行無(wú)線電波發(fā)射或轉(zhuǎn)發(fā)的一種通信方式,能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)地面站/手持終端以及航天器和地面站之間的通信。相較于傳統(tǒng)地面通信,衛(wèi)星通信能夠以較低的開銷實(shí)現(xiàn)較廣的無(wú)縫覆蓋,同時(shí)地理環(huán)境不對(duì)其產(chǎn)生約束。衛(wèi)星通信在島嶼、沙漠等低業(yè)務(wù)地區(qū),船舶、飛機(jī)等地面網(wǎng)絡(luò)難以覆蓋區(qū)域得到了普遍的應(yīng)用,其提供的移動(dòng)通信服務(wù)具有跨度大、距離遠(yuǎn)、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、通信方式靈活等優(yōu)點(diǎn)。
衛(wèi)星通信使用到的頻段涵蓋L,S,C,X,Ku,Ka等,而最常用的頻段是C和Ku頻段,而Ka頻段是后起之秀。目前地球赤道上空有限的地球同步衛(wèi)星軌位幾乎已被各國(guó)占滿,C和Ku頻段內(nèi)的頻率資源被大量使用,而Ka頻段的頻率工作范圍要大數(shù)倍,在現(xiàn)代軍事和民用通信上都有廣泛的應(yīng)用前景。
·L頻段
1-2GHz頻段稱為L(zhǎng)頻段,該頻段主要用于衛(wèi)星定位、衛(wèi)星通信以及地面移動(dòng)通信。地面移動(dòng)通信系統(tǒng)多工作于800-900MHz、以及1800-1900MHz頻段。頻段被眾多地面和航空等業(yè)務(wù)所使用。
·S頻段
2-4GHz頻段稱為S頻段,該頻段主要用于氣象雷達(dá)、船用雷達(dá)、以及衛(wèi)星通信。S頻段的可用帶寬較窄,地面終端天線的指向性較差,因此,S頻段衛(wèi)星通信的軌位和帶寬資源有限。根據(jù)ITU先占先用的協(xié)調(diào)慣例,新入行者幾無(wú)可能使用相關(guān)頻率資源。
·C頻段
4-8GHz頻段稱為C頻段,該頻段最早分配給雷達(dá)業(yè)務(wù),而非衛(wèi)星通信。商用通信衛(wèi)星是從C頻段起步的。早在1960年代,就有Intelsat衛(wèi)星采用C頻段全球波束和半球波束,提供國(guó)際電話和電視轉(zhuǎn)播等越洋通信業(yè)務(wù)。當(dāng)時(shí)的Intelsat A標(biāo)準(zhǔn)地球站的天線口徑為15-30.5m。
常規(guī)C頻段也被地面微波中繼業(yè)務(wù)所使用,衛(wèi)星地球站選址不當(dāng)時(shí),易受地面微波干擾。隨著地面通信業(yè)務(wù)的發(fā)展,原用于衛(wèi)星通信的C頻段頻率資源有逐漸被地面通信業(yè)務(wù)侵占的趨勢(shì)。
·X頻段
8-12GHz頻段稱為X頻段,X頻段主要用于雷達(dá)、地面通信、衛(wèi)星通信、以及空間通信。雷達(dá)多工作于7.0-11.2GHz頻段。
衛(wèi)星通信多使用7.9-8.4/7.25-7.75GHz頻段,簡(jiǎn)稱為8/7GHz頻段。該頻段通常被政府和軍方占用。有些國(guó)家將10.15-11.7GHz頻段用于地面通信。
·Ku頻段
12-18GHz頻段稱為Ku頻段,Ku頻段主要用于衛(wèi)星通信,NASA的跟蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星也用該頻段與航天飛機(jī)和國(guó)際空間站作空間通信。
Ku頻段通信衛(wèi)星多使用區(qū)域波束,EIRP在55dBW上下。也有高吞吐量通信衛(wèi)星(HTS)使用Ku頻段復(fù)合點(diǎn)波束,其EIRP可達(dá)60dBW。
Ku頻段衛(wèi)星通信的雙向小站通常使用1.8-3m天線,便攜式終端的天線可為1m上下,電視廣播的單收天線可小到0.5m。
與C頻段相比,Ku頻段的天線增益較高,可使用較小口徑的地面天線;但因其波長(zhǎng)較短,易受降雨衰耗影響。
·Ka頻段
18-27GHz頻段稱為K頻段,將26.5-40GHz頻段稱為Ka(Kabove)頻段。因?yàn)橄嚓P(guān)頻段最容易受降雨衰耗影響,且因頻率過高而不容易使用,在早期被劃分用于雷達(dá)業(yè)務(wù)和實(shí)驗(yàn)通信。
早期Ka頻段通信衛(wèi)星多使用區(qū)域波束和可移動(dòng)點(diǎn)波束,EIRP為50-60dBW。HTS衛(wèi)星多使用多色頻率復(fù)用的密集點(diǎn)波束,其EIRP可達(dá)60dBW或更高。HTS衛(wèi)星的用戶終端可使用0.75m天線,其收/發(fā)速率可達(dá)50/5Mbps。
Ka頻段的波長(zhǎng)接近于雨滴直徑,降雨衰耗最為嚴(yán)重,南方多雨地區(qū)很難避免短時(shí)間的通信中斷。
衛(wèi)星通信新技術(shù)的迅速發(fā)展和通信商業(yè)市場(chǎng)需求的不斷增長(zhǎng),極大地促進(jìn)了衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)和通信模式的創(chuàng)新發(fā)展,使當(dāng)前成為衛(wèi)星通信歷史上最活躍的時(shí)期之一。充分利用衛(wèi)星軌道和頻率資源,開辟新的工作頻段,各種數(shù)字業(yè)務(wù)綜合傳輸,發(fā)展移動(dòng)衛(wèi)星通信系成為當(dāng)前衛(wèi)星通信發(fā)展的主要趨勢(shì)。
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原文標(biāo)題:小星講衛(wèi)通丨關(guān)于衛(wèi)星通信頻段你了解多少
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