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卫星通信的工作频段

卫星通信工作频段的选择将直接影响到整个卫星通信系统的通信容量、质量、可靠性、卫星转发器和地球站的发射功率、天线口径的大小以及设备的复杂程度和成本的高低等。一般来说,在选择卫星通信的工作频段时,必须考虑下列几个因素:

1)工作频段的电磁波应能轻易穿透电离层。

2)电波传播损耗应尽可能地小。

3)天线系统引入的外部噪声要小。

4)有较宽的可用频带,与地面现有通信系统的兼容性要好,且相互间的干扰要小。

5)星上设备重量要轻,消耗的功率要小。

6)尽可能地利用现有的通信技术和设备。

7)与其他通信、雷达等电子系统或电子设备之间的相互干扰要小。

据此,卫星通信的频率范围一般选在微波频段(300MHz~300GHz)。该频段的特点是:有较宽的频谱,可以获得较大的通信容量;天线增益高、尺寸小;现有的微波通信设备稍加改造就可以利用。此外,考虑到卫星处于电离层之外的外层空间,而微波频率恰恰能够较容易地穿透电离层。

早期卫星通信所用的频段大多是C和Ku频段,但随着卫星通信业务量的急剧增加,这两个频段都已显得过于拥挤,所以必须开发更高的频段。早在20世纪70年代末、80年代初,西方发达国家就已经开始有关Ka频段的开发工作。Ka频段的工作带宽是3~4GHz,远大于C频段和Ku频段。一颗Ka频段卫星提供的通信能力能够达到一颗Ku卫星通信能力的4倍以上。虽然系统的成本会高一点,但随着潜在用户数量的增加,会达到规模化程度,从而降低单位线路的实际成本。到目前为止,国际上大多数建议采用的宽带卫星系统都运行在Ka频段上,应用范围正从发达国家向发展中国家和地区扩展。

Ka频段成功开发后,不少技术先进的国家正向更高的频段Q、V频段发展。Q、V频段的频率范围是36~51.4GHz,可用带宽将更宽。

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