卫星通信的基本原理
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卫星通信的基本原理范文第1篇
卫星与无线接入技术的融合应用
当发生重大突发事件和险情，大规模的应急和救援行动展开以后，移动电话、便携终端以及卫星通信车已不能满足大量公众和救援通信的要求，这就需要更大的宽带系统支持。目前，我国宽带通信业务主要是使用地面光缆传输来实现的，而以光缆传输为支撑的宽带通信系统自身抗毁能力比较薄弱，且修复难度较大，难以在突发事件中迅速发挥作用，这就需要将卫星无线传输技术和宽带无线接入技术融合应用来实现无线宽带业务。WiMAX作为一种新兴的宽带无线接入技术，它具有传输容量大、覆盖能力强、可靠性好、频谱利用率高等技术优势，传输距离能达到50km，并能在20MHz（兆赫兹）信道带宽下，支持高达75Mbit／s的数据传输速率。可以在光缆断损时承担回路的作用，替代原有的有线连接方式，来提供无线宽带接入。借助卫星系统集成WiMAX宽带无线接入技术实现语音、数据和视频传输功能。其基本原理是：当用户无法利用原有的光缆传输方式上网时，可在卫星通信车附近建立WiMAX基站，由基站将用户发来的语音、数据、视频等宽带信息传输至卫星车，而后通过卫星链路传至互联网，满足救灾指挥中心、新闻中心、疾控中心、医院等救援部门用户指挥决策、信息交流、新闻报道等业务需求。
卫星应急通信系统未来发展趋势
随着卫星技术的发展，卫星通信逐渐向高频段、大容量、数字化、宽带化、业务综合化方向发展。卫星应急通信系统也将充分利用这些技术优势，为人们提供更加快捷有效的应急方式。
（1）综合业务宽带化。随着通信技术的发展，人们对于应急通信能力的要求也在不断提高，卫星应急通信系统应该能够提供高传输速率，具有语音、图像、实时视频监控、视频会议、调度、定位等业务的综合性应急通信平台。
卫星通信的基本原理范文第2篇
近年来，随着人类社会信息化进程的加快，语音压缩编码技术得到了迅猛发展，在综合业务数字通信网、卫星通信、移动通信、IP电话通信、微波接力通信和信息高速公路中得到了广泛的应用。本文重点研究语音声码器SMV（Selectable Mode Vocoder）及其应用，做了如下几方面的研究工作：
1．较全面的分析了语音编码的基本原理。…………略
2．重点介绍了SMV声码器算法。…………略
3．基于实用化，降低码率和进一步提高语音质量的考虑，对SMV算法中的模式/码率、帧长、采样率进行改进。…………略
关键词： 语音压缩编码，码激励线性预测，SMV，矢量量化，短时平稳性，基音检测，LSP，码本搜索，后处理，DSP
目录
摘要 I
ABSTRACT II
第一章 绪论 1
……略
第二章 语音分析及编码算法综述 7
……略
第三章SMV声码器的算法分析 17
……略
第四章 对SMV算法的几点考虑 40
……略
第五章SMV解码部分的DSP定点实现 47
……略
结论 55
参考文献 56
致谢 60
：29000多字
有中英文摘要、目录、图、参考文献
400元
卫星通信的基本原理范文第3篇
该课程囊括了通信领域的方方面面，涉及内容非常“宽泛”，除了绪论之外，每章一个主题，基本独立成篇，每一章都可以单独开一门课来讲授；论述“浅显”：该课程不涉及通信理论的具体数学描述，有一定的科普性质。通过学习本门课程，让学生对通信领域有一个全局性的了解，对通信专业的知识结构有一定的认识，并对通信领域的现状及发展方向有充分的了解；激发学生对通信科学技术的学习热情，深刻理解通信技术在现今社会生活中的重要地位。本课程先介绍通信的基本概念和通信技术发展简史，并对整个通信系统与通信网进行概括性的介绍，之后对通信传输技术、现代数字交换技术、数据通信、光纤通信、卫星通信、移动通信和宽带接入网进行了全面系统的介绍；此外，还对通信领域一些相关的新技术及其应用前景做了相关介绍，详见下图[3]。授课时间48学时。课程内容的安排考虑到独立学院非通信专业之前基本上没有学习过包括通信原理、信号与系统、随机过程、高频电子线路、微波技术与天线、电磁场与电磁波等选修课程，在教学中必须从实际出发，降低学习门槛。在讲授过程中，尽量减少理论内容的授课分量，突出科普性，激发学生学习新课程的兴趣。要对通信技术基础课程中较深的知识进行必要的删减。比如光纤通信中的光纤波动理论分析、半导体光源及光检测器的基本原理等；卫星通信中的卫星传输链路的计算与噪声问题，移动通信中的无线信道特性分析、无线电波的传播理论、扩频通信原理等知识点，只能进行简单的介绍，不必深入讲解，特别是针对工商企业管理等文科专业的学生，更要尽量减少理论内容的讲解。在授课时选择的授课模式应力求简捷明了、易于理解，并尽量减少理论内容的授课分量，为学习后续的内容打好基础。通过这样的课程内容安排，既兼顾了非通信专业学生开设现代通信技术课程的需要，又可以解决本课程的专业基础知识相对匮乏及课时相对紧张的问题。
由于各种原因，一本书从编著到出版，最快也要一两年的时间，而通信领域技术的发展可以说一日千里，分秒必争，等学生拿到课本时，书上所讲述的许多东西已成昨日黄花，再也体现不了“新”的特点，从而失去了它原有的意义。因此，必须对传统的照本宣科式的教学方法进行改革。获得最多的信息，学到更多的知识，最大限度地调动学生学习的积极性和主动性，让他们在了解通信领域新技术的同时，也能掌握新的学习方法，提高它们的独立学习能力，为以后专业课的学习、毕业设计甚至毕业后的工作实践打下良好的基础，笔者对这门课的教学方法进行了改革和探索[2]。一是采用启发式教学。将以教材为中心、以教师课堂讲授为主的传统教学方式，改为以查阅最新技术资料为中心、教师课堂讲解和评析为纽带、学生讨论和交流为重点的新颖教学方式，极大地激发学生的学习热情，开拓他们的专业视野，同时活跃了教学气氛，增强了学生与老师、学生与学生之间的交流，收到了非常好的效果。教师提出问题和相关背景材料，引导学生独立思考，自己得出结论，教师再加以总结，给出准确表述的答案。这样可以充分调动学生积极性，使学习效果大为提高。二是尽可能采用丰富多彩的教学手段。
呈现的内容、形式尽可能是学生熟悉和喜闻乐见的，如在讲解整个通信发展的历史时，不是干巴巴的照着教材念，而是通过搜集一些视频、图片和动画，让学生在轻松的氛围中掌握知识。教学课件资料能丰富课程内容，通过多媒体的动态演示，可使原本比较枯燥的课程变得生动形象，不仅能提高学生的学习兴趣，而且能使学生对难以掌握的知识点的理解更加透彻。三是实践教学。许多三本院校条件所限，实验课程很少，也几乎没有参观和实习的机会，导致学生的理论知识建立在空中楼阁之上，学习效果自然不佳。因此可以建立支撑课程实验教学的“现代交换实验室”、“光传输平台”和“宽带接入实验室”，实验内容覆盖课程的重要知识点和难点，形成了多层次系列化的课程实验教学体系。四是新的成绩考核体系。30%平时成绩+70%笔试成绩，其中平时成绩主要根据学生自学情况来评定，如到课情况、讨论问题、作业完成质量等。“教无定法，教学有法，教在得法”，所以任何一个可以开启学生创新新思维的方法和途径都不应该放过[1]。
作者：赵瑞玉 林夏
卫星通信的基本原理范文第4篇
卫星通信系统中对系统功率的控制非常重要，这直接关系到系统的可用性程度，并且随着系统工作频率的提高尤为显著。针对资源按需分配频分多址（FDMADAMA）体制卫星通信系统功率控制问题，分析了传统方案的局限性和不足，在工程实际经验基础上，通过理论推导提出了一种新的功率控制方案，并给出了具体的功率参考值测试方法。通过与实际系统链路发射功率参考值测试数据比对，验证了新功率控制方案的发射功率参考值测试以及计算方法的正确性。
关键词
频分多址；按需分配；功率控制；卫星通信；比特信噪比
在卫星通信系统中，对系统功率的控制是关系到整个卫星通信系统可用性的关键因素。系统功率控制主要是指各站发射功率的设置，系统发射功率应根据卫星转发器的地域覆盖特性、通信双方所处地理位置、站型大小、天气情况和载波速率等因素进行合理的设置。在FDMADAMA卫星通信系统中，全网状网、多载波和资源按需动态分配等特点使系统的功率控制更加复杂。某系统中采用了站到站型功率参考值功率控制方案，考虑了雨衰补偿，但对不同目的站的地理衰减补偿不完善，导致系统对个别站功率控制效果不佳。为了完善上述功率控制方案中对地理衰减补偿的不足，需要寻找基于站到站功率参考值的系统功率控制方案。通过研究分析网状网卫星通信系统链路功率信号的传输规律，将站到站的功率关系转换到各站相对基准站的功率关系，以此为基础提出了相对基准站功率参考值的系统功率控制改进方案。
1功率控制技术
大气传输损伤，包含降雨产生的衰耗和去极化的影响会引起系统性能下降，增加了系统的不可用度。在10GHz以上频段，雨的衰减是卫星链路衰减的主要因素［1］，需要增加额外的功率补偿（采用功率控制）才能保证通信信道的正常工作［2］。上行链路开环功率控制是卫星通信最常使用的抗衰技术之一，其主要作用是在降雨期间对上行链路衰减进行估算，然后根据衰减量相应增大发射功率，使卫星接收的信号功率保持在一定的范围之内，其目的是补偿慢变化的衰减量和幅度闪烁。其他因素，如温度等所引起的慢变化衰减，在补偿过程中都当作降雨衰减来处理［2］。功率控制技术从不同的角度来考虑可以有不同的分类方法［3］，从通信的上下行链路来考虑，可分为反向功率控制与前向功率控制；从实现功率控制的方式来考虑，则可划分为集中式功率控制与分布式功率控制；从功率控制环路的类型来划分，可分为开环功率控制与闭环功率控制等。现在，一般在系统中采用自适应功率控制技术控制发射功率。自适应功率控制技术通过改变发送端信号的发送功率来补偿信号在信道传输过程中的功率衰减［4］。功率控制算法按照控制准则一般包括基于功率平衡准则和基于信噪比平衡准则两大类。基于功率平衡准则是指通过发送端功率的自适应从而保证接收端接收信号的功率保持在一定的范围内。基于信噪比平衡准则是指通过发送端功率的自适应使接收端的信噪比保持在一定的范围内，从而保证整个通信系统稳定的工作。文献［517］中从不同角度对功率控制方法进行了研究。
2传统方案及其局限性
2．1工作过程闭环功率控制和开环功率控制2种控制方式，闭环功率控制稳态性能好，但收敛时间较长，开环功率控制响应快，但误差较大。对于工作于DAMA方式的系统需要实时建立双向单路单载波（SCPC）卫通链路，要求建链时间短，建链可靠性高，因此在基于FDMADAMA系统中，一般传统功率控制方案采用开环＋闭环的混合功率控制方案，以兼顾响应时间、调整误差和建链可靠性，即在进行业务信道DAMA分配时，由网管中心为通信双方站分配一个初始功率值，链路建立后由通信双方自动进行闭环功率控制。混合功率控制方案流程如图1所示。混合功率控制方案工作过程如下：①测试晴天情况下地球站到某站型通信时的参考发射功率，即按基准速率（如IR＝128kbps）发射载波使接收信噪比为基准Eb／N0（如7．0dB）时的发送站发射功率，并将该参考值保存在网管中心数据库中；②根据站点所在雨区分配合适的固定雨衰补偿，保证其在下雨情况下能够正常通信，将该补偿值保存在网管中心数据库中；③中心站在分配信道时，根据通信双方所处地理位置、站型大小、雨衰情况、载波速率和允许最大发射功率等因素计算分配给通信双方的发射功率；④各站根据中心站分配的发射功率值对本站调制解调器的发射功率进行配置；⑤通信过程中调制解调器监视通信对端信号接收情况，自动闭环调整本站发射功率；⑥转发器参数发生变化或转星后，重新测试各站功率参考值并更新数据库数据。
2．2功率参考值功率参考值指DAMA系统中卫通地球站在链路建立时使用的初始发送功率值（含固定雨衰补偿）。该值应能保证链路通信双方初始能够获得良好的接收Eb／N0，建立起良好通信，通信过程中由双方通信终端根据规则自动进行闭环功率调整。功率参考值体现了一个卫通地球站与其他站通信的功率特性，是FDMADAMA卫星通信系统自动功率控制机制中的主要参数。功率参考值的常规测试方法：卫星通信系统开通时，各站在晴天情况下测试与不同站点（或站型）之间采用基准信息速率通信时所需的最小发射功率（接收Eb／N0等于基准值时），然后将该数值保存到网管中心数据库。根据各地球站能力、地理位置和雨衰等因素在最小发射功率的基础上适当增加补偿（主要是补偿雨衰），作为地球站通信功率参考值。
2．3局限性传统方案虽然能够完成自动功率控制的初始参考值测试、分配，但存在以下不足：①测试过程复杂，针对一个站到一个站型的功率参考值测试，需建立到该站型多个站的多条链路多次测试获得到该站型的功率参考值，并且需测试该站到每个站型的功率参考值，当站较多时整个系统的测试量较大；②误差较大，当采用站到站型的功率参考值方案时，由于同型地球站所处地理位置不同，该参考值实际是由对多个同型地球站测试值平均后得到的，有时与实际参考值差别较大；③系统建成或换星进行功率参考值测试时工作量较大。通过分析及理论推导，提出一种相对基准站的功率参考值方法，可以减少功率参考值测试工作量，同时提高功率参考值的精度。
3相对功率参考值方案
3．1依据的导出传统功率控制方案由于直接针对站到站进行功率参考值测试造成了测试工作量较大。虽然为减少测试工作量优化为按站到站型进行测试，一定程度减少了测试量，却又引入了同型站地理位置不同造成的误差。新方法尝试通过将所有站收发能力与中心站收发能力建立归一化关系，经由中心站为媒介，间接估计2个远程站之间的通信功率参考值，即采用新的方法测试、计算参考值。
3．2基准站选择FDMADAMA卫星通信系统中，一般网管中心部署在较大的固定中心站，通常情况下也是卫通网管理部门的所在地。基于以下因素，一般选择中心站作为功率参考值测试的基准站。
3．3功率参考值测试通过将序号为i＝0，1，2，的一系列站与基准站建立归一化关系，间接计算2个远端站之间的功率参考值。
3．4任意站间功率参考值计算发射功率参考值测试工作完成后，形成如表1所示得基本数据库表，在此基础上，依据式（8）可得到任意2个站i、j之间的功率参考值。
3．5功率分配计算流程实际卫星通信系统中，常需要支持不同调制编码方式和信息速率等，以上发射功率参考值表是在确定的调制编码方式、IRRef和Eb／N0Ref等约束下测试得到的，测试数据需经过校正才可使用。依据发射功率参考值测试数据和式（9），中心站（基准站）网管中心功率分配计算流程如图3所示。其中，IRijIRji、MijMji分别表示站i、j双向通信信息速率、调制编码方式；DIRDM分别表示因通信信息速率、调制编码方式不同对功率分配值进行的调整；Pth表示允许的最大发射功率值。
4结束语
卫星通信的基本原理范文第5篇
[关键词]卫星通信自动跟踪步进跟踪
中图分类号：TN927.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）06-0132-01
一、卫星地面站天线跟踪技术
卫星通信具有通信距离远、覆盖范围大、通信方式灵活多样、质量高、容量大、组网迅速、基本不受地理和自然环境限制等一系列优点。但由于地球重力分布的不规则性及太阳风压等对通信卫星的影响，使卫星在轨道位置上发生偏移。当卫星使用年久时，其姿态控制能力下降，漂移现象更为严重。从而使没有跟踪控制系统的天线指向偏向卫星。另一方面，采用大口径天线接收信号时，因频率高天线主波束宽度窄，因受风力或自身形变等因素的影响会造成其指向偏离卫星，使天线接收增益大幅度下降，使通信或广播信号中断。所以为了保障通信效果就要求卫星天线能够随着卫星位置的变化进行角度调整即卫星跟踪。这就要求卫星天线具有良好的跟踪系统，跟踪系统的任务就是保证通信系统的天线指向能够稳定可靠地对准通信目标，从而使通信系统能够保持正常工作。跟踪系统的作用是使天线对准卫星，以最大实现天线的增益。目前卫星地面站对卫星的跟踪有三种方式：手动跟踪、自动跟踪和程序跟踪。
手动跟踪是指操作人员根据经验或预知的卫星轨道位置数据，用人工手动操纵的方式调整天线的指向，再根据收到信标信号的大小人工操纵调整天线，使接收信号最强。
程序跟踪是指将卫星的星历数据和天线平台地理坐标和姿态数据输入计算机，计算机对这些数据进行处理、运算、比较，得出卫星轨道和天线实际角度的角度差值，然后将此值送入伺服控制器，驱动天线，消除误差角。不断地比较、驱动，使天线指向卫星。
自动跟踪是指根据地面站天线接收到卫星所发的信标信号，通过下变频、放大后输入信标接收机，检测出俯仰和方位误差信号，根据误差信号大小和方向由伺服控制器驱动天线转台系统，使天线自动地对准卫星。由于自动跟踪操作较为简单较为可靠，故目前卫星地面站大都采用自动跟踪技术。
二、几种自动跟踪技术
目前地球站采用的主要有步进跟踪、圆锥扫描跟踪和单脉冲跟踪这三种跟踪技术。
1.步进跟踪
步进跟踪是二十世纪70年代初期发展起来的一种自动跟踪技术。步进跟踪的原理和设备都很简单，它以天线指向卫星时收到的信标信号电平值为依据，通过比较两次移动的电平大小，下一次朝电平大的方向移动，寻找信标信号电平的最大值进行跟踪，属于极值跟踪。基本原理为收到并检测出信号电平后，按一定的时间间隔，使天线在方位面或俯仰面内转动一个微小的角度，通常为主瓣波束半功率角的1/10至1/15左右，通过计算机对接收信号电平进行增减判别，如果接收信号电平增大，则天线沿原方向继续转动一个微小角度；如果接收信电平减小，则天线反方向转动。这一过程在天线的两个正交的转动轴（方位轴和俯仰轴）之间重复交替进行，这样就能使天线波束逐步对准卫星。这种方式由于通过使天线指向一步步的朝信号最强的方向移动，因此被称为步进跟踪。这种体制的缺点是天线波束不能停留在对准星体的方向上，而是在该方向的周围不断地摆动，因而跟踪精度不高。但由于它的设备简单、价格较低，并能够很方便的与计算机连用，所以在卫星位置精度的提高和计算机飞速发展的今天，越来越多的地面站使用步进跟踪技术。
步进跟踪只需要一个射频信道，且射频稳定度不重要，对馈源要求低，因此设计简单，成本低，适合跟踪低速率卫星（特别是同步轨道卫星），目前普遍应用于各类大中小型地球站，但也有跟踪精度不高、跟踪速度慢等缺点。
2.圆锥扫描跟踪
圆锥扫描跟踪是指天线在跟踪时馈源绕天线轴圆周运动，或是副天线面倾斜旋转，这样整个天线波束呈圆锥状旋转，因此被叫做圆锥扫描。当天线轴对准卫星时，地球站接收到的信标电平是一恒定值；当天线轴偏离卫星时，接收到的信号为被波束旋转频率调制后的信号，调制幅度取决于卫星偏离大小，而调制相位则取决于卫星偏离方向。
圆锥扫描跟踪的优点是设备较简单；缺点是馈源永远偏离抛物面的焦点，使天线增益下降，同时需要馈源持续的圆周机械运动，可靠性较差，跟踪时要得到一系列回波脉冲后，才能得到角误差信号，实时性较差。
3.单脉冲跟踪
单脉冲跟踪方式由天线馈源输出和信号与差信号，和、差射频信号经射频前端变换处理后送至跟踪接收机，并由跟踪接收机输出两路与天线轴偏离卫星角度成正比的方位误差信号与俯仰误差信号到伺服控制单元，控制天线运动，完成对卫星的实时跟踪。
单脉冲跟踪能从每个接收脉冲中得到完整的角误差信息，这种跟踪方式是一个闭环系统，具有实时性好，跟踪精度高的优点。根据通道数量的不同有单通道、双通道、三通道等三种不同的实现方式。
单脉冲跟踪能在一个脉冲的间隔时间内确定天线波束偏离卫星的方向和偏差大小，伺服系统据此实时调整天线实现实时对准卫星。单脉冲跟踪的跟踪速度和跟踪精度比步进跟踪体制要高得多，但它需要复杂的馈源系统和跟踪接收系统，并且造价很高。
卫星通信的基本原理范文第6篇
关键词：通信原理 网络教学 多课程融合教学
通信信息业属于知识密集型行业，伴随着通信产业规模的快速扩张，新通信服务观念的更新、技术的进步、客户需求的多样性，必然引发新通信人才整体和多样性需求的持续增加。而通信原理课程是通信专业的重要专业基础课，教学效果直接影响到通信专业学生培养质量，如何改革通信原理教学，使其适应市场需求的变化是亟待研究的问题。本文拟从确定通信原理课程定位、开展网络教学和加强实践教学等方面对我校如何立足学校定位和现有资源开展通信原理课程教学加以分析。
一、近年来通信产业对人才的需求情况
今年来我国的通信事业迅猛发展，固定、移动电话用户数和宽带用户数位居世界第一。在国家政策导向下，电信的市场化程度进一步提高，在基础电信领域形成了中国电信、中国移动、中国联通三强竞争的格局，以通信运营商为主导的 通信产业链不断扩大，一跃成为国民经济的基础产业、先导产业和战略产业[1] 。
面对技术、市场和竞争环境的变化，各运营商不断探索新的赢利模式，推进企业的战略转型，实现企业的健康可持续发展，电信企业人才需求由此引起新的变化：
（1）在通信网络 由传统的电路交换网络向基于全IP化的网络演进过程中， 需要更多的既熟悉通信技术 又精通计算机技术的复合型人才。随着电信BOSS系统、综合营帐系统和其他一系列信息支撑系统的建设，急需切合电信业务管理需要的专业计算机应用人才。
（2）固定、移动网络与业务的融合对熟悉移动和固定通信技术的复合型人才需求将更加旺盛。
（3）运营商的通信网络的维护体制将由单一分散的模式转向集中监控和集中维护的模式，网络维护人员从量上来讲会大大减少，且要求具有更加丰富的全网知识和技能，专业分工的界限进一步淡化；而随着主体运营商对行业价值链整合力度的加强和业务外包政策的实施，在主体运营商周围将出现一大批电信服务商和虚拟运营商，以专业分工为特征的传统通信人才将主要服务于主体运营商以外的通信服务商。
（4）以数据业务为代表 的增值业务将成为运营商未来业务发展的重点， 因此需要更多的增值业务开发和管理人才。
二、我校通信原理课程教学现状
我校是定位于服务于地方经济的教学研究型地方本科院校，培养目标是培养具备一定理论知识和较强实践动手能力的应用型人才。
目前我校在电子信息工程和通信工程两个本科专业开设了通信原理课程，都为必修课，共有76个学时，其中理论教学60学时，实践教学16学时。理论课采用多媒体教学，实验课采用实验箱做八个实验，基本都是验证性项目。经过几年教学发现了几点不理想的地方，主要体现有：
（1）部分基本理论仅是记忆而没有真正理解，我认为有几方面原因，首先是学生还没有建立系统的概念，知识点支离破碎，其次是部分繁琐的数学推导和深奥理论不易于理解。
（2）理论联系实际能力不强，创新性训练不够，首先是教师大都没有工程背景，其次是实验设备较落后，与实际系统有很大的差距，最后由于科研实力和教学资源有限，无法给学生提供足够的创新性训练。
三、确定通信原理课程定位，统筹协调与前期和后续课程关系
通信原理是通信工程专业的重要专业基础课，它为学生以后分析通信问题提供基本原理和基本方法的支持，是学生建立通信全程全网概念的重要基石，是通信专业应用型人才必须具备的理论基础。但单单靠通信原理课程分配的学识是很难让学生完全地掌握，这就需要通信原理课程的前期和后续课程为其提供一定通信原理问题的训练，例如在单片机、DSP、MATLAB、EDA等课程或课程设计中加入一些通信原理的应用，在移动通信、光纤通信、卫星通信等课程中加强运用通信原理分析实际系统的训练。我校教学资源相对紧张，无力大范围培养研究型和复合型人才，只有确立通信原理课程的定位，明确目标，多门课程为之服务，集中资源有效利用，才能在有限师资条件下实现应用型人才的培养目标。
卫星通信的基本原理范文第7篇
数字微波中继通信是指利用波长范围内的电磁波通过中继站传输信号的一种通信方式。其主要特点为信号可以再生、保密性好。卫星通信是地球上的无线电通信展之间利用人在地球卫星作中继站而进行的通信。其主要特点是通信距离远、工作频带宽、通信线路稳定可靠、通信质量高。移动通信，就是在运动中实现的通信。其最大的优点是可以在移动的时候进行通信，移动通信是因为具有信息交流灵活，经济效益明显等优势，得到了迅速的发展。计算机通信则是将电信号转换为逻辑信号，其转换方式是将高低电平表示为二进制数中的1和0,再通过不同的二进制序列来表示所有的信息。也就是将数据以二进制中的0和1的比特流的电的电压作为表示，产生的脉冲通过通讯设备等媒介来传输数据，达到通信的功能，这就是计算机通信的工作原理。按照传输连接方式的不同计算机通信可分为直接式和间接式两种。直接式是指将两部计算机直接相联进行通信，可以是点对点，也可以是多点通播。间接式是指通信双方必须通过交换网络进行传输。按照通信覆盖地域的广度划分计算机通信通常分为局域式、城域式和广域式三类。计算机通信局域式是指在一局部的地域范围内，例如一个机关、学校、军营等，建立计算机通信，局域计算机通信覆盖地区的直径在数公里以内。计算机通信城域式是指在一个城市范围内所建立的计算机通信，城域计算机通信覆盖地区的直径在十公里到数十公里。计算机通信广域式是指在一个广泛的地域范围内所建立的计算机通信。通信范围可以超越城市和国家，以至于全球。广域计算机通信覆盖地区的直径一般在数十公里到数千公里乃至上万公里。在通常情况下，计算机通信都是由多台计算机通过通信线路连接成计算机通信网进行的，这样可共享网络资源，充分发挥计算机系统的效能。
2关于计算机通信网络的现状
计算机已经进入以网络为中心的计算时期，信息网络化、信息系统的综合集成自然离不开系统所处的网络计算环境。当前，网络不仅是信息传输的基础设施，而且是信息处理和服务共享的基础设施，网络可以为人们提供强大的计算平台，从这个意义上说，网络就是计算机。目前，世界上最强大的计算机是因特网。网络要成为计算平台，需要在网络原基础设施之上构造或装备一个支持一体化网络计算的软件平台。其作用是管理网络上的各类软硬件资源，并实现网络资源的共享与集成，为信息系统等网络应用提供高效可信的开发、部署和运行环境。正如在裸机上需要配备操作系统等基础软件才能有效开发应用软件一样，这种网络计算平台软件能有效支持快速构建网络应用，因而可视为网络上的操作系统。
3关于计算机通信的未来发展
卫星通信的基本原理范文第8篇
关键词：数字电视；卫星接收天线；设计
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.105
随着社会的进步与科技的发展，数字电视正以迅猛之势进入到普通老百姓的家中，数字电视信号与模拟电视信号相比不仅节目数量多，而且信号稳定性好，信息量大，既可以收看电视节目，也可以实现多媒体信息传送，人机智能交互等功能。现在数字电视信号采用的是卫星传送，这就需要设计一个数字电视卫星接收天线来接收信号，所以卫星天线作为数字电视通信系统中不可缺少且非常重要的部件，其本身的质量直接影响着数字电视卫星通信系统的整体性能，本文从数字电视卫星接收天线的原理、天线设计要素、天线焦点确定方法、天线支架的选择以及天线的调试与安装等几个方面来讲述数字电视卫星天线的设计与制作。
1 数字电视卫星接收天线的原理
天线是任何无线电通信系统都离不开的重要前端器件，尽管设备的任务并不相同，但天线在其中所起的作用基本上是相同的，它是将发射机输出的高频电流能量转换成电磁波辐射出去，或将空间电波信号转换成高频电流能量传送给接收机，天线一般要具备一定的方向特性，较高的转换效率，并能满足系统正常工作的频带宽度。天线的种类有很多，有面天线、板状天线和柱状天线等，设计时根据不同的情况来进行选择。数字电视卫星接收天线通常采用面天线，其最常用的是抛物面天线。抛物面天线的主体是抛物面反射器，它的基本原理和聚光灯相似，即利用抛物面的光学性质将卫星传到地面的微弱电视信号反射后聚焦，使信号能量集中到安装在焦点上的馈源，通过馈源传送到卫星接收机进行解码成为高清的电视信号。天线的增益与抛物面的直径、卫星信号的波长、天线的效率有关，当工作波长一定时，抛物面的直径越大，其效率也越高，天线的增益也越大。
2 数字电视卫星接收天线设计的要素
数字电视卫星接收天线形式与尺寸的选择要符合要求。设计制作数字电视卫星接收天线时，要注意其反射面材料的选择，以提高天线的增益，避免选择那些表而粗糙对光线反射效果不好且不易加工的材料。比如铝制的抛物反射面在这里就是一个很合适的选择，它不仅能根据需要进行方便的加工，而且其表面光滑平整对信号的反射效果也很好，总之，接收天线增益和口径的选择，主要依据接收卫星的等效全向辐射功率和接收图像所要达到的质量等级。通常先对接收系统的品质因素提出要求，然后结合室外单元的噪声温度来确定。
设计天线时还要考虑各种波段的特点，如 C波段天线，口径越大接收效果越好；Ku波段天线，当接收信号强度达到接收机门限后，其接收效果与天线口径大小无直接关系，但接收天线口径增大后可以减小电波在雨中传播时引起的损耗。这方面Ku波段的电波受降雨的影响较C波段的大，为此为提高信号接收质量，可以适当增大接收天线的口径，即提高增益来减少雨衰，还可以通过在馈源口处罩上一个尖形塑料帽等方法减少馈源口雨滴的存在时间，最终来降低能量损耗。
设计数字电视卫星接收天线在馈源的选择时应选择能灵活方便地工作于垂直极化与水平极化两种状态的馈源，若是接收中星9号的下行信号，它的极化方式为圆极化，只需特定的高频头即可，因此可不考虑极化角的调整。
另外根据当地的气候状况、环境以及使用寿命来选择板状天线还是网状天线。对于一些化工业比较集中的地方还应当选择抗腐蚀的材料来制作，以提高使用寿命。
3 数字电视卫星接收天线焦点确定的方法
从数字电视卫星信号接收的效果上看，Ku波段的扁馈接收天线容易制作，也是设计者的首选。其接收天线焦点的确定，是以椭圆中心为天线中心，天线接收面的直径为椭圆的长轴2a，然后确定椭圆的短轴为2b=D（其中2a=1.1D）。当长轴、短轴确定之后，利用椭圆的焦点公式确定椭圆的两个焦点，如图所示。当两个焦点确定之后下一步的工作就是高频头支杆L杆的设计制作。在L杆相对较短的一边AB安装反射面，较长的一边BE安装高频头，L杆两边的夹角为65°―75°，高频头至L杆拐点的距离BE为0.6一0.65D。反射面的安装高度应以椭圆的长轴为准，反射口面CD应平行于支杆AB，这样可以使天线仰角测量比较准确。另外应该保证DF与支杆BE平行，F为它的焦点，高频头安装线在L杆上时要正对着反射面的中心，侧面看高频头中心线对着反射面中心偏上一点。天线正焦点C1与抛物面焦点F的距离为0.6D―0.65D。
由于反射面制作时有一定误差，难以达到理想的抛物面效果，所以有时可以通过增大反射面的直径来提高信号质量。天线正焦点C1处可以较其他部位多凹1cm左右，这样可使得接收的信号能更有效地反射进入高频头，使天线的效率得到进一步的提高。
天线的焦距确定的一种方法是利用太阳光对焦，在调好天线的仰角之后，让光线通过窗户照在反射面上，让反射后的光线聚在一个平面上，这时慢慢地移动反射面，当平面上的光斑最小或光点最亮处即为天线的焦点F。但也要注意这样做会有两个焦点，其中一个是正焦点。调整方法是将反射面中心正对太阳，然后将反射面向下压，让光点和L杆接近，使光点满足FE等于DG间的距离，并使DF平行于BE，便可安装高频头了。在安装时，应让CDBEF五点共面，并且使该面和反射口面在水平面上的交线相互垂直，这样才能使天线的效率最大。
另一种方法是已知卫星方位和仰角，将反射面对准卫星，接好接收机，调星时手拿高频头，在L杆上沿BE方向移动（要注意的是，极化角的存在不要有太大的晃动），当然如果是接收中星9号的下行信号，由于它的极化方式是圆极化的，可以忽略极化角这个因素，以减少对焦的工作量。
4 数字电视卫星接收天线支架的选择
支架的选择应根据天线的大小和重量来选定。一般来讲天线反射面为铝制材料，支架可采用硬度较小且便于加工的普通角钢，通过铁钉、毛螺丝、铰链将各部分连成一体。通过铰链的使用，可方便天线仰角的调整。
5 数字电视卫星接收天线的调试
数字电视卫星天线的调试就是对其仰角、方位角与极化角的调整，所以调试时首先要知道当地经纬度及卫星定点的轨位，并利用曲线图来查找当地的仰角及方位角。例如天津的北纬为39.13N，东经为117.20E，其所接收的亚洲3号卫星轨位是东经105.5°，当地经度与卫星经度差为11.70°，在曲线图可以找到该点仰角为43°，方位角为19°。另外还可以登陆中国电视卫星网站查询各个城市接收卫星的方位角、仰角及极化角。
数字电视卫星天线方位角调整时一般以正南方向为标准，根据接收地与接收卫星的经度关系将卫星天线的指向偏东或偏西调整一个角度，接收最强的卫星信号。仰角的大小调整可以通过天线螺杆上的螺母，螺母向上调，天线下沿边向上调，仰角增大，反之减小。调整好天线的方位角和仰角后，通过正确连接卫星接收机与电视机的连接线接口，启动电视机与卫星接收机，将电视机置于对应的AV接口状态下。对于目前常见的盲扫型的卫星接收机，当天线的方位角、仰角、极化角调整好之后，只要进行一次自动搜索之后就可以收看电视节目。卫星接收饥多数为盲扫型，直接按摇控器进入调星界面，在视窗界面中天线仰角与方位角正确或差不多时，立即出现相应的信号强度与信号质量，在接收的“信号质量”达到一定数值后（一般为30%以上时）就能正常观看卫星传送的数字电视节目。
6 数字电视卫星接收天线安装
安装数字电视卫星接收天线时不能影响电视信号的接收，尽量避免装在高层建筑和树木的后方，以及干扰信号较强的地方。另外天线的基础要牢固，防止在风力大的时候产生位移及损坏，与天线连接的F型连接头性能要良好，射频电缆质量较高，选择正确的阻抗，室外天线与IRD之间的距离不要过长，正确连接天线避雷线，并牢固连接或深埋地下。
总之，数字电视卫星接收天线的设计与制作过程并不简单，需要细心收集、整理材料，精确地确定焦点，精心地制作出表面光滑，符合要求的天线面，这样设计出的数字电视卫星接收天线才能接收到更多高质量的节目信号。
参考文献：
[1]宋铮，张建华，黄冶.天线与电波传播[M].西安电子科技大学出版社，2011.
[2]姚军，李白萍.数字微波与卫星通信[M].北京邮电大学出版社，2011.