卫星通信 - 简介


一般来说,卫星是一个较小的物体,在太空中围绕一个较大的物体旋转。例如,月球是地球的天然卫星。

我们知道,通信是指两个或多个实体之间通过任何媒介或渠道交换(共享)信息。换句话说,它只不过是信息的发送、接收和处理。

如果任意两个地球站之间通过卫星进行通信,则称为卫星通信。在这种通信中,电磁波被用作载波信号。这些信号在地面和太空之间携带语音、音频、视频或任何其他数据等信息,反之亦然。

苏联于1957年发射了世界上第一颗人造卫星“史普尼克一号”。近18年后,印度也于1975年发射了“阿里亚巴塔”人造卫星。

卫星通信的需求

以下两种传播方式较早用于一定距离的通信。

  • 地波传播- 地波传播适用于高达 30MHz 的频率。这种通信方法利用了地球的对流层条件。

  • 天波传播- 这种类型的通信的合适带宽大致在 30-40 MHz 之间,并且它利用了地球的电离层特性。

地波传播和天波传播的最大跳数或站距均限制在1500KM。卫星通信克服了这一限制。在这种方法中,卫星提供远远超出视线的长距离通信。

由于卫星位于距地球一定高度,任何两个地球站之间都可以通过卫星轻松进行通信。因此,它克服了由于地球曲率而导致两个地球站之间通信的限制。

卫星如何工作

卫星是一个以特定路径围绕另一个物体移动的物体。通信卫星只不过是太空中的微波中继站。它有助于电信、广播电视以及互联网应用。

中继是一种电路,它增强接收到的信号的强度,然后将其发送出去。但是,这个中继器充当转发器。这意味着,它改变了发送信号与接收信号的频带。

信号发送到空间的频率称为上行频率。同样,应答器发送信号的频率称为下行频率。下图清楚地说明了这个概念。

卫星如何工作

信号从第一个地球站通过信道传输到卫星的过程称为上行链路。同样,信号通过信道从卫星到第二地球站的传输称为下行链路

上行频率是第一个地球站与卫星通信的频率。卫星转发器将该信号转换为另一个频率并将其发送到第二个地球站。该频率称为下行频率。同样,第二个地球站也可以与第一个地球站通信。

卫星通信过程从地球站开始。此处,设计了一个装置来传输和接收来自绕地球轨道上的卫星的信号。地球站以高功率、高频(GHz 范围)信号的形式向卫星发送信息。

卫星接收信号并将其转发回地球,并由卫星覆盖区域内的其他地球站接收。卫星覆盖范围是从卫星接收有用强度信号的区域。

卫星通信的优点和缺点

在本节中,让我们来看看卫星通信的优点和缺点。

使用卫星通信的优点如下:

  • 覆盖范围大于地面系统

  • 可以覆盖地球的每一个角落

  • 传输成本与覆盖范围无关

  • 更多带宽和广播可能性

以下是使用卫星通信的缺点-

  • 将卫星发射入轨是一个成本高昂的过程。

  • 卫星系统的传播延迟大于传统地面系统的传播延迟。

  • 如果卫星系统出现任何问题,很难提供修复活动。

  • 自由空间损失较多

  • 可能存在频率拥塞。

卫星通信应用

卫星通信在我们的日常生活中发挥着至关重要的作用。以下是卫星通信的应用 -

  • 无线电广播和语音通信

  • 电视广播,例如 Direct To Home (DTH)

  • 互联网应用,例如提供互联网连接进行数据传输、GPS 应用、上网等。

  • 军事应用和导航

  • 遥感应用

  • 天气状况监测与预报