通信卫星是怎样工作的？ [复制链接]

第5版()
专栏：

通信卫星是怎样工作的？
傅炳辰
卫星通信是一种现代化通信技术。通常我们把能够转发或反射无线电信号实现地面站之间或地面站与航天器之间通信的人造地球卫星叫做通信卫星。
通信卫星的运行轨道有两种。一种是低或中高轨道的。在这种轨道上运行的卫星相对于地面，是运动的。它能够用于通信的时间短，卫星天线覆盖照射区域也小，并且地面天线还必须随时跟踪卫星。另一种轨道是高达约三万六千公里的同步定点轨道，即在赤道平面内的圆形轨道，卫星的运行周期与地球自转一圈的时间相同，在地面上看这种卫星好似静止不动，称之为同步定点通信卫星。它的特点是覆盖照射面积大，三颗卫星就可以覆盖地球的几乎全部面积，可以进行二十四小时全天候通信。（见图一）
随着航天技术日新月异的发展，通信卫星的种类也愈来愈多。按服务区域划分，有全球、区域和国内通信卫星。按用途分，有一般通信卫星、广播卫星、海事卫星、跟踪和数据中继以及各种军用通信卫星。
卫星通信系统是由空间部分——通信卫星和地面部分——通信地面站两大部分构成的。在这一系统中，通信卫星实际上就是一个悬挂在赤道上空静止不动的通信中继站。它居高临下，视野开阔，只要在它的覆盖照射区以内，不论距离远近都可以通信，通过它转发或反射电报、电话、电视、广播和数据等无线电信号。
通信卫星工作的基本原理如图二所示，从地面站1发出无线电信号，这个微弱的信号被卫星通信天线接收后，首先在通信转发器中进行信号放大、变频和功率放大，最后再由卫星的通信天线把放大后的无线电信号重新发向地面站2，从而实现两个地面站或多个地面站之间的远距离通信。举一简单例子：如北京市某用户要通过卫星与大洋彼岸的某用户打电话，先要通过长途电话局，由它把用户电话线路与卫星通信系统中的北京地面站接通。地面站把电话信号发射到卫星。卫星接到这个信号后通过功率放大器，将信号放大再转发到大洋彼岸的地面站，地面站把这个电话信号取出来，送到受话人所在的城市长途电话局转接到用户。
电视节目的转播与电话传输相似。但是由于各国的电视制式标准不一样，在接收设备中还要有相应的制式转换设备，将电视信号转换成本国标准。电报、传真、广播、数据传输等业务也与电话传输过程相似，不同的是需要在地面站中采用相应的终端设备。（附图片）
图一：同步定点卫星覆盖全球的配置示意图
图二：通信卫星通信工作原理