卫星通信 - 简介

一般来说,卫星是围绕太空中较大物体旋转的较小物体。例如,月球是地球的天然卫星。

我们知道通信是指两个或多个实体之间通过任何媒介或渠道交换(共享)信息。换句话说,它只是发送、接收和处理信息。

如果通过卫星在任何两个地面站之间进行通信,则称为卫星通信。在这种通信中,电磁波被用作载波信号。这些信号在地面和太空之间以及太空与地面之间传输语音、音频、视频或任何其他数据等信息。

苏联于 1957 年发射了世界上第一颗人造卫星 Sputnik 1。大约 18 年后,印度也在 1975 年发射了人造卫星 Aryabhata。

卫星通信的需求

以下两种传播方式早先用于一定距离的通信。

  • 地面波传播 − 地面波传播适用于高达 30MHz 的频率。这种通信方式利用了地球的对流层条件。

  • 天波传播 −这种通信的合适带宽大致在 30-40 MHz 之间,它利用了地球的电离层特性。

在地面波传播和天波传播中,最大跳跃或站点距离仅限于 1500KM。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,这远远超出了视线范围。

由于卫星位于地球上方一定高度,因此可以通过卫星轻松在任意两个地面站之间进行通信。因此,它克服了由于地球曲率导致的两个地面站之间通信的限制。

卫星的工作原理

卫星是沿着特定路径围绕另一个物体移动的物体。通信卫星不过是太空中的微波中继站。它对电信、广播和电视以及互联网应用很有帮助。

中继器是一种电路,它可以增加接收信号的强度,然后将其传输。但是,这个中继器用作转发器。这意味着,它会改变接收信号的频带,从而改变发射信号的频带。

信号发送到太空的频率称为上行链路频率。同样,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。

卫星的工作原理

信号通过信道从第一个地面站传输到卫星称为上行链路。类似地,通过信道从卫星向第二个地面站传输信号称为下行链路

上行链路频率是第一个地面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并将其向下发送到第二个地面站。此频率称为下行链路频率。以类似的方式,第二个地面站也可以与第一个地面站通信。

卫星通信过程始于地面站。在这里,安装一个装置来发送和接收来自绕地球轨道运行的卫星的信号。地面站以高功率、高频(GHz 范围)信号的形式将信息发送到卫星。

卫星接收信号并将其重新传输回地球,然后由卫星覆盖范围内的其他地面站接收。卫星的覆盖范围是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,让我们来看看卫星通信的优点和缺点。

以下是使用卫星通信的优点

  • 覆盖范围大于地面系统

  • 可以覆盖地球的每个角落

  • 传输成本与覆盖范围无关

  • 更多带宽和广播可能性

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比传统的地面系统要多。

  • 如果卫星系统出现任何问题,很难提供维修活动。

  • 自由空间损失更多

  • 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发挥着至关重要的作用。以下是卫星通信的应用 −

  • 无线电广播和语音通信

  • 电视广播,如直接到户 (DTH)

  • 互联网应用,如提供互联网连接进行数据传输、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