通信綜合能力考試通信衛(wèi)星的組成

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4.3.2 通信衛(wèi)星的組成

衛(wèi)星通信實(shí)質(zhì)是微波中繼技術(shù)和空間技術(shù)的結(jié)合。一個(gè)衛(wèi)星通信星上系統(tǒng)是由控制分系統(tǒng)、通信分系統(tǒng)、遙測(cè)指令分系統(tǒng)、電源分系統(tǒng)、溫控分系統(tǒng)等組成。

1.控制分系統(tǒng)

控制分系統(tǒng)主要由各種可控的調(diào)整裝置、驅(qū)動(dòng)裝置（噴氣推進(jìn)器）及各種轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等組成。它在地面遙控指令控制下，主要完成對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)、位置、工作狀態(tài)、主/備用設(shè)備切換等控制功能。

2.通信分系統(tǒng)

通信分系統(tǒng)是通信衛(wèi)星的關(guān)鍵，通信轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)全落在它身上，因此責(zé)任重大。它主要由天線和轉(zhuǎn)發(fā)器兩大部分組成。

（1）天線

對(duì)衛(wèi)星上天線要求嚴(yán)格：要體積小，重量輕，饋電方便，易折疊，易展開(kāi)；電器特性好，增益高，效率高，寬頻帶等。

其有下列種類

①全方向性天線。此天線是完成遙測(cè)和指令信號(hào)的發(fā)送、接收功能的。

②通信天線。衛(wèi)星上的通信天線，主要是接收、轉(zhuǎn)發(fā)地面站的通信信號(hào)。通信天線要對(duì)準(zhǔn)所覆蓋的區(qū)域，按其覆蓋面大小可分為以下4類。

球波束天線：覆蓋地球表面面積最大，一般可達(dá)地球表面的1/3。

覆形波束天線（區(qū)域波束天線）：覆蓋的地球通信區(qū)域?yàn)橐惶囟ǖ膮^(qū)域，如為一個(gè)國(guó)土等。

半球波束天線：是球波束天線覆蓋的1/2。

點(diǎn)波束天線：此波束很窄，覆蓋地面某一限定的小區(qū)。

（2）轉(zhuǎn)發(fā)器

衛(wèi)星通信轉(zhuǎn)發(fā)器有3種，即單變頻轉(zhuǎn)發(fā)器、雙變頻轉(zhuǎn)發(fā)器和處理轉(zhuǎn)發(fā)器。

①單變頻轉(zhuǎn)發(fā)器。

此轉(zhuǎn)發(fā)器是目前用得較多的轉(zhuǎn)發(fā)器。這種轉(zhuǎn)發(fā)器較簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易。此轉(zhuǎn)發(fā)器一直在微波段工作，它把接收到的上行信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大，直接變頻為下行頻率，再經(jīng)功率放大后，通過(guò)天線發(fā)回地面。

②雙變頻轉(zhuǎn)發(fā)器。

雙變頻轉(zhuǎn)發(fā)器先把接收到的上行信號(hào)經(jīng)下變頻為中頻，經(jīng)放大、限幅以后再上變頻為下行信號(hào)，再進(jìn)行功放和發(fā)射。這種轉(zhuǎn)發(fā)器經(jīng)過(guò)兩次變頻，所以稱為雙變頻轉(zhuǎn)發(fā)器。此種轉(zhuǎn)發(fā)器用得較少，在早期的業(yè)務(wù)量小的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中釆用過(guò)。

③處理轉(zhuǎn)發(fā)器。

處理轉(zhuǎn)發(fā)器，主要具有處理信號(hào)的功能。在衛(wèi)星上的信號(hào)處理主要指經(jīng)下變頻后，對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)后的處理，然后重新調(diào)制、上變頻、功放后發(fā)向地面站。

衛(wèi)星上的信號(hào)處理一般分3種情況：

對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行判決、再生，使噪聲不積累；

多個(gè)衛(wèi)星天線之間的信號(hào)交換處理；

為更復(fù)雜的星上處理系統(tǒng)，包括了信號(hào)的變換、交換和處理等。

　　3.遙測(cè)指令分系統(tǒng)

遙測(cè)指令分系統(tǒng)分兩部分：遙測(cè)部分和遙控指令部分。

（1）遙測(cè)部分

此部分主要收集衛(wèi)星上設(shè)備工作的數(shù)據(jù)，如電流、電壓、溫度、傳感器信息、氣體壓力指令證實(shí)等信號(hào)。這些數(shù)據(jù)經(jīng)處理后送往地面監(jiān)測(cè)中心站。

　　（2）遙控指令部分

地球上收到衛(wèi)星遙測(cè)的有關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，要對(duì)衛(wèi)星的位置、姿態(tài)進(jìn)行控制。設(shè)備中的部件轉(zhuǎn)換，大功率電源開(kāi)關(guān)等，都要由遙控指令來(lái)進(jìn)行。地面控制中心把指令發(fā)向衛(wèi)星，在衛(wèi)星上經(jīng)處理后送往控制設(shè)備，控制設(shè)備根據(jù)指令的準(zhǔn)備、指令、執(zhí)行幾個(gè)階段來(lái)完成對(duì)衛(wèi)星上各部分設(shè)備的控制和備甩部件的倒換等。

4.電源分系統(tǒng)

衛(wèi)星上設(shè)備工作的能源，主要由太陽(yáng)能電池提供，輔助以原子能電池和化學(xué)電池。衛(wèi)星對(duì)電池的要求高，除要求體積小、重量輕、高效率、高可靠性外，還要求提供電能的時(shí)間長(zhǎng)而穩(wěn)定。為保證衛(wèi)星上的設(shè)備供電，在衛(wèi)星上特別設(shè)置了電源控制電路，在特定情況下進(jìn)行電源的控制。

5.溫控分系統(tǒng)

通信衛(wèi)星里的設(shè)備都是在密閉環(huán)境下工作的。電器設(shè)備工作，特別是行波管功率放大器產(chǎn)生的熱量及衛(wèi)星受太陽(yáng)照射等使溫度會(huì)發(fā)生變化，而工作要求，特別是本振設(shè)備，要求溫度恒定，因此就必須對(duì)星上溫度進(jìn)行控制。

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