淺析影響衛(wèi)星信號(hào)傳輸?shù)闹饕蛩?/h1>
2014-04-29 00:00:00彭汐
中國(guó)新通信 2014年6期
【摘要】 新時(shí)期，衛(wèi)星通信已深入到社會(huì)的各個(gè)方面，既包含通信衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星，又包含遙感測(cè)繪衛(wèi)星等，利用衛(wèi)星通訊技術(shù)，在諸如GPS、氣象、測(cè)繪及軍事等領(lǐng)域也得到了普遍應(yīng)用。針對(duì)衛(wèi)星信號(hào)傳輸?shù)挠绊懸蛩兀饾u成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。本文針對(duì)影響衛(wèi)星信號(hào)傳輸?shù)母鞣N因素，展開(kāi)詳細(xì)探討。
【關(guān)鍵詞】 衛(wèi)星信號(hào) 傳輸 影響因素
衛(wèi)星通信是現(xiàn)代通信的一種重要技術(shù)方式，因其具有傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋面較廣，且不要求特殊的地理環(huán)境，易于建設(shè)，投資節(jié)約等優(yōu)勢(shì)，因而得到了快速的發(fā)展和應(yīng)用。然而，衛(wèi)星傳輸信號(hào)受多種因素的影響，如太陽(yáng)活動(dòng)、雨衰雪衰等。
一、太陽(yáng)同步軌道與同步衛(wèi)星
1.1 太陽(yáng)同步軌道的形成
太陽(yáng)同步軌道，是指衛(wèi)星的軌道平面與太陽(yáng)一直保持較為穩(wěn)定的取向。因地球是扁橢球體形狀，這種扁橢球體上各點(diǎn)有著不同的衛(wèi)星引力，能讓衛(wèi)星的軌道平面圍繞地軸，順著衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的反方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，如選定的傾角（>90°）讓衛(wèi)星軌道平面的進(jìn)動(dòng)為1°，軌道平面和太陽(yáng)的趨向一直比較穩(wěn)定，太陽(yáng)同步軌道也就由此形成。
1.2 同步衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)方式
同步衛(wèi)星在其運(yùn)行過(guò)程中，往往會(huì)受到太陽(yáng)、地球引力及月亮的影響，使之在和地球赤道平臺(tái)夾角日益變化的傾斜軌道上運(yùn)行。如果衛(wèi)星軌道的位置不發(fā)生變化，那么從地球赤道表面上去觀察衛(wèi)星的日漂移軌跡，在其軌道定點(diǎn)上，同步衛(wèi)星會(huì)以每24小時(shí)為一周期的方式運(yùn)行，其運(yùn)行狀態(tài)為8字形。
二、影響衛(wèi)星信號(hào)傳輸?shù)闹饕蛩?/p>
2.1 衛(wèi)星蝕
衛(wèi)星蝕或衛(wèi)星食，即人造衛(wèi)星被圍繞其運(yùn)行的天體遮擋，無(wú)法獲得陽(yáng)光照射的一種現(xiàn)象。衛(wèi)星食對(duì)依靠太陽(yáng)能發(fā)電的人造衛(wèi)星有著非常重要的影響。低軌道、周期短的人造衛(wèi)星，衛(wèi)星食的維持時(shí)間小于1小時(shí)，通常衛(wèi)星上的蓄電池即可應(yīng)付。然而，同步軌道衛(wèi)星這一類(lèi)衛(wèi)星，其運(yùn)行軌道偏高、且周期較長(zhǎng)。如果出現(xiàn)衛(wèi)星食，維持時(shí)間一般長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)，有時(shí)甚至需關(guān)閉衛(wèi)星上部分設(shè)備，以便減少耗電。衛(wèi)星蝕在每年春秋時(shí)分出現(xiàn)，每次出現(xiàn)45天，共持續(xù)90天。另外，在春分、秋分當(dāng)天，衛(wèi)星蝕的時(shí)間可達(dá)到72分鐘。在星蝕期，星上太陽(yáng)能電池便無(wú)法提供足夠的電源，此時(shí)便需要啟用備用電池進(jìn)行供電。
2.2 日凌現(xiàn)象
每年春分、秋分前后，在衛(wèi)星地球站所處地，衛(wèi)星將處于太陽(yáng)、地球間的直線位置上。此時(shí)衛(wèi)星地球站天線對(duì)準(zhǔn)兩個(gè)地方，一個(gè)是衛(wèi)星，而另一個(gè)是太陽(yáng)，使太陽(yáng)形成大量的電磁波，并直接投射于地球站天線上。因太陽(yáng)發(fā)出的電磁波頻譜較寬，針對(duì)地球站而言，該電磁波實(shí)質(zhì)上是等于一個(gè)噪聲源，會(huì)干擾其所接受的衛(wèi)星信號(hào)，從而惡化接收鏈路，嚴(yán)重時(shí)還可能中斷接收鏈路，我們稱之為日凌現(xiàn)象。針對(duì)地球站而言，日凌對(duì)它的干擾，從太陽(yáng)進(jìn)入其天線3dB波束寬度開(kāi)始為最強(qiáng)時(shí)間，到它離開(kāi)3dB波束寬度后干擾可結(jié)束。
2.3 雨衰雪衰現(xiàn)象
通常，暴雨暴雪出現(xiàn)的情況除外，饋源表面的積雪如果不是很厚，降雪對(duì)Ku和它的下頻段衛(wèi)星信號(hào)，并不會(huì)造成很大的衰減。然而，在雨夾雪或化雪的情況下，降雪會(huì)影響Ku波段的衛(wèi)星傳輸情況，例如，天線饋源和主反射面上的積雪會(huì)影響其對(duì)電磁的散射與吸收水平，破壞衛(wèi)星天線口面場(chǎng)的分布均衡，在降低天線增益的同時(shí)，增加了其噪聲溫度，上行鏈路的EIRP值，或是接受系統(tǒng)的G/T值均也會(huì)由此而被減小。從這點(diǎn)來(lái)看，不管是上行站還是下行站，都應(yīng)該采取有效的措施來(lái)預(yù)防雪衰。
2.4 太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)通信衛(wèi)星的影響
同步衛(wèi)星（大都用于通信領(lǐng)域）是一種高軌道衛(wèi)星，它離太陽(yáng)的距離最近，因此更容易受到太陽(yáng)輻射的直接影響。這里提及的太陽(yáng)輻射，大體包含電磁輻射、粒子輻射等，情形較為復(fù)雜；太陽(yáng)的離子化輻射大體分為紫外線（低量級(jí)）、X射線和太陽(yáng)風(fēng)。一般情況下，離子化輻射不會(huì)影響同步衛(wèi)星的安全傳輸。然而，當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)暴處于爆發(fā)期，紫外線和X射線的量級(jí)會(huì)迅速增加，輻射能量也相應(yīng)增強(qiáng)，且還會(huì)產(chǎn)生巨量的電子、質(zhì)子，部分粒子的能量會(huì)積到很大。而如果充電電壓過(guò)大，很可能會(huì)擊穿衛(wèi)星上的部分絕緣材料，致使絕緣層放電，從而損壞某些PCB電路或電子器件。
三、結(jié)論
衛(wèi)星信號(hào)傳輸是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，影響衛(wèi)星信號(hào)傳輸?shù)囊蛩睾芏啵覀冎挥袑?duì)這些影響因素有了深刻的理解，不斷完善系統(tǒng)，針對(duì)具體因素制定有效的措施，克服、預(yù)防一切影響衛(wèi)星信號(hào)傳輸?shù)那闆r發(fā)生，才能讓衛(wèi)星信號(hào)傳輸?shù)玫礁玫膽?yīng)用，不斷推進(jìn)衛(wèi)星傳輸事業(yè)的不斷發(fā)展。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 胡玉娟. 大氣層傳播因素對(duì)衛(wèi)星通信的影響分析[M]. 阜陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào). 第27卷第3期. 2010年9月
[2] 徐小超. 衛(wèi)星通信的應(yīng)用及發(fā)展[J]. 中國(guó)無(wú)線電管理. 2005（06）
[3] 崔玉紅. 淺談我國(guó)衛(wèi)星通信的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 電信快報(bào). 2010（08）
【摘要】 新時(shí)期，衛(wèi)星通信已深入到社會(huì)的各個(gè)方面，既包含通信衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星，又包含遙感測(cè)繪衛(wèi)星等，利用衛(wèi)星通訊技術(shù)，在諸如GPS、氣象、測(cè)繪及軍事等領(lǐng)域也得到了普遍應(yīng)用。針對(duì)衛(wèi)星信號(hào)傳輸?shù)挠绊懸蛩兀饾u成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。本文針對(duì)影響衛(wèi)星信號(hào)傳輸?shù)母鞣N因素，展開(kāi)詳細(xì)探討。
【關(guān)鍵詞】 衛(wèi)星信號(hào) 傳輸 影響因素
衛(wèi)星通信是現(xiàn)代通信的一種重要技術(shù)方式，因其具有傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋面較廣，且不要求特殊的地理環(huán)境，易于建設(shè)，投資節(jié)約等優(yōu)勢(shì)，因而得到了快速的發(fā)展和應(yīng)用。然而，衛(wèi)星傳輸信號(hào)受多種因素的影響，如太陽(yáng)活動(dòng)、雨衰雪衰等。
一、太陽(yáng)同步軌道與同步衛(wèi)星
1.1 太陽(yáng)同步軌道的形成
太陽(yáng)同步軌道，是指衛(wèi)星的軌道平面與太陽(yáng)一直保持較為穩(wěn)定的取向。因地球是扁橢球體形狀，這種扁橢球體上各點(diǎn)有著不同的衛(wèi)星引力，能讓衛(wèi)星的軌道平面圍繞地軸，順著衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的反方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，如選定的傾角（>90°）讓衛(wèi)星軌道平面的進(jìn)動(dòng)為1°，軌道平面和太陽(yáng)的趨向一直比較穩(wěn)定，太陽(yáng)同步軌道也就由此形成。
1.2 同步衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)方式
同步衛(wèi)星在其運(yùn)行過(guò)程中，往往會(huì)受到太陽(yáng)、地球引力及月亮的影響，使之在和地球赤道平臺(tái)夾角日益變化的傾斜軌道上運(yùn)行。如果衛(wèi)星軌道的位置不發(fā)生變化，那么從地球赤道表面上去觀察衛(wèi)星的日漂移軌跡，在其軌道定點(diǎn)上，同步衛(wèi)星會(huì)以每24小時(shí)為一周期的方式運(yùn)行，其運(yùn)行狀態(tài)為8字形。
二、影響衛(wèi)星信號(hào)傳輸?shù)闹饕蛩?/p>
2.1 衛(wèi)星蝕
衛(wèi)星蝕或衛(wèi)星食，即人造衛(wèi)星被圍繞其運(yùn)行的天體遮擋，無(wú)法獲得陽(yáng)光照射的一種現(xiàn)象。衛(wèi)星食對(duì)依靠太陽(yáng)能發(fā)電的人造衛(wèi)星有著非常重要的影響。低軌道、周期短的人造衛(wèi)星，衛(wèi)星食的維持時(shí)間小于1小時(shí)，通常衛(wèi)星上的蓄電池即可應(yīng)付。然而，同步軌道衛(wèi)星這一類(lèi)衛(wèi)星，其運(yùn)行軌道偏高、且周期較長(zhǎng)。如果出現(xiàn)衛(wèi)星食，維持時(shí)間一般長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)，有時(shí)甚至需關(guān)閉衛(wèi)星上部分設(shè)備，以便減少耗電。衛(wèi)星蝕在每年春秋時(shí)分出現(xiàn)，每次出現(xiàn)45天，共持續(xù)90天。另外，在春分、秋分當(dāng)天，衛(wèi)星蝕的時(shí)間可達(dá)到72分鐘。在星蝕期，星上太陽(yáng)能電池便無(wú)法提供足夠的電源，此時(shí)便需要啟用備用電池進(jìn)行供電。
2.2 日凌現(xiàn)象
每年春分、秋分前后，在衛(wèi)星地球站所處地，衛(wèi)星將處于太陽(yáng)、地球間的直線位置上。此時(shí)衛(wèi)星地球站天線對(duì)準(zhǔn)兩個(gè)地方，一個(gè)是衛(wèi)星，而另一個(gè)是太陽(yáng)，使太陽(yáng)形成大量的電磁波，并直接投射于地球站天線上。因太陽(yáng)發(fā)出的電磁波頻譜較寬，針對(duì)地球站而言，該電磁波實(shí)質(zhì)上是等于一個(gè)噪聲源，會(huì)干擾其所接受的衛(wèi)星信號(hào)，從而惡化接收鏈路，嚴(yán)重時(shí)還可能中斷接收鏈路，我們稱之為日凌現(xiàn)象。針對(duì)地球站而言，日凌對(duì)它的干擾，從太陽(yáng)進(jìn)入其天線3dB波束寬度開(kāi)始為最強(qiáng)時(shí)間，到它離開(kāi)3dB波束寬度后干擾可結(jié)束。
2.3 雨衰雪衰現(xiàn)象
通常，暴雨暴雪出現(xiàn)的情況除外，饋源表面的積雪如果不是很厚，降雪對(duì)Ku和它的下頻段衛(wèi)星信號(hào)，并不會(huì)造成很大的衰減。然而，在雨夾雪或化雪的情況下，降雪會(huì)影響Ku波段的衛(wèi)星傳輸情況，例如，天線饋源和主反射面上的積雪會(huì)影響其對(duì)電磁的散射與吸收水平，破壞衛(wèi)星天線口面場(chǎng)的分布均衡，在降低天線增益的同時(shí)，增加了其噪聲溫度，上行鏈路的EIRP值，或是接受系統(tǒng)的G/T值均也會(huì)由此而被減小。從這點(diǎn)來(lái)看，不管是上行站還是下行站，都應(yīng)該采取有效的措施來(lái)預(yù)防雪衰。
2.4 太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)通信衛(wèi)星的影響
同步衛(wèi)星（大都用于通信領(lǐng)域）是一種高軌道衛(wèi)星，它離太陽(yáng)的距離最近，因此更容易受到太陽(yáng)輻射的直接影響。這里提及的太陽(yáng)輻射，大體包含電磁輻射、粒子輻射等，情形較為復(fù)雜；太陽(yáng)的離子化輻射大體分為紫外線（低量級(jí)）、X射線和太陽(yáng)風(fēng)。一般情況下，離子化輻射不會(huì)影響同步衛(wèi)星的安全傳輸。然而，當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)暴處于爆發(fā)期，紫外線和X射線的量級(jí)會(huì)迅速增加，輻射能量也相應(yīng)增強(qiáng)，且還會(huì)產(chǎn)生巨量的電子、質(zhì)子，部分粒子的能量會(huì)積到很大。而如果充電電壓過(guò)大，很可能會(huì)擊穿衛(wèi)星上的部分絕緣材料，致使絕緣層放電，從而損壞某些PCB電路或電子器件。
三、結(jié)論
衛(wèi)星信號(hào)傳輸是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，影響衛(wèi)星信號(hào)傳輸?shù)囊蛩睾芏啵覀冎挥袑?duì)這些影響因素有了深刻的理解，不斷完善系統(tǒng)，針對(duì)具體因素制定有效的措施，克服、預(yù)防一切影響衛(wèi)星信號(hào)傳輸?shù)那闆r發(fā)生，才能讓衛(wèi)星信號(hào)傳輸?shù)玫礁玫膽?yīng)用，不斷推進(jìn)衛(wèi)星傳輸事業(yè)的不斷發(fā)展。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 胡玉娟. 大氣層傳播因素對(duì)衛(wèi)星通信的影響分析[M]. 阜陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào). 第27卷第3期. 2010年9月
[2] 徐小超. 衛(wèi)星通信的應(yīng)用及發(fā)展[J]. 中國(guó)無(wú)線電管理. 2005（06）
[3] 崔玉紅. 淺談我國(guó)衛(wèi)星通信的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 電信快報(bào). 2010（08）
