卫星通信 - 简介
一般来说,卫星是指围绕太空中的较大天体运行的较小天体。例如,月球是地球的天然卫星。
我们知道,通信是指通过任何媒介或渠道在两个或多个实体之间交换(共享)信息。换句话说,它就是发送、接收和处理信息。
如果通信是通过卫星在任意两个地球站之间进行的,则称为卫星通信。在这种通信中,电磁波用作载波信号。这些信号承载语音、音频、视频或任何其他数据在地面和空间之间以及反向传输。
苏联于1957年发射了世界上第一颗人造卫星,名为“斯普特尼克1号”。大约18年后,印度也于1975年发射了名为“阿丽亚巴塔”的人造卫星。
卫星通信的必要性
以下两种传播方式以前用于一定距离内的通信。
地波传播 - 地波传播适用于高达30MHz的频率。这种通信方法利用了地球的对流层条件。
天波传播 - 这种通信类型的合适带宽大致在30-40MHz之间,它利用了地球的电离层特性。
在地波传播和天波传播中,最大跳跃距离或站间距离仅限于1500公里。卫星通信克服了这一限制。在这种方法中,卫星提供远距离通信,远超视线范围。
由于卫星位于地球上方一定高度,因此通过卫星可以轻松地在任意两个地球站之间进行通信。因此,它克服了由于地球曲率而导致的两个地球站之间通信的限制。
卫星的工作原理
卫星是一个沿着特定路径围绕另一个天体运行的天体。通信卫星只不过是太空中的微波中继站。它有助于电信、无线电和电视以及互联网应用。
中继器是一个电路,它增强接收到的信号的强度,然后将其传输。但是,此中继器充当转发器。这意味着它改变了从接收信号到传输信号的频段。
将信号发送到太空的频率称为上行链路频率。类似地,转发器发送信号的频率称为下行链路频率。下图清楚地说明了这个概念。
从第一个地球站通过信道向卫星传输信号称为上行链路。类似地,从卫星通过信道向第二个地球站传输信号称为下行链路。
上行链路频率是第一个地球站与卫星通信的频率。卫星转发器将此信号转换为另一个频率,然后将其发送到第二个地球站。此频率称为下行链路频率。同样,第二个地球站也可以与第一个地球站通信。
卫星通信过程始于一个地球站。在这里,安装的设计目的是传输和接收来自绕地球轨道运行卫星的信号。地球站以高功率、高频(GHz范围)信号的形式将信息发送到卫星。
卫星接收并重新传输信号回地球,然后卫星覆盖区域内的其他地球站接收这些信号。卫星的足迹是指从卫星接收有用强度信号的区域。
卫星通信的优缺点
在本节中,让我们看看卫星通信的优缺点。
以下是使用卫星通信的优点
覆盖面积大于地面系统
可以覆盖地球的每一个角落
传输成本与覆盖面积无关
更大的带宽和广播可能性
以下是使用卫星通信的缺点:
将卫星发射到轨道是一个昂贵的过程。
卫星系统的传播延迟大于传统的陆地系统。
如果卫星系统出现任何问题,难以进行维修活动。
自由空间损耗更大
可能会出现频率拥塞。
卫星通信的应用
卫星通信在我们的日常生活中扮演着至关重要的角色。以下是卫星通信的应用:
广播和语音通信
电视广播,如直接面向家庭 (DTH)
互联网应用,例如提供用于数据传输的互联网连接、GPS 应用、互联网冲浪等。
军事应用和导航
遥感应用
天气状况监测和预报