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卫星通信是如何实现的?

1945年,克拉克在美国《无线电世界》10月号上发表了《地外中继——卫星可以实现全球无线电覆盖吗》。在这篇论文中,克拉克认为:一颗24小时环绕地球一周的人造地球卫星(它相对于地面静止不动),将可以“看到”大约半个地球;3颗间隔120°排列的这种卫星,可以实现电视和微波的全球覆盖。

目前使用的国际通信卫星系统,就是按照上述原理建立起来的。3颗卫星分别位于大西洋、太平洋和印度洋上空,它们在地球赤道上空,距地面35786千米的圆形轨道上绕地球旋转,旋转的方向和地球自转的方向相同。卫星的轨道平面与地球赤道平面的夹角为0°,绕地球旋转一周的时间和地球自转一周所需时间相同,为24小时。不论在地球的什么地方观察,它们始终是相对静止不动的。我们把这种卫星称为地球静止轨道卫星,又称静止卫星

在静止卫星轨道上等间距地放置3颗静止卫星,在卫星覆盖区的重叠部分建立转发站,则经过1次跳变(即通过1颗卫星)或经过2次跳变和转发站便可实现两个地球站间的通信联络,并可基本实现全球通信。例如,地球站A通过定向天线朝着通信卫星P1方向发射的无线电信号,首先被通信卫星天线所接收,经过卫星转发器放大和变换后,由卫星天线转发到地球站B。当地球站B接收到信号后,就完成了从A站到B站的信息传递过程。同样,地球站B也可以通过卫星向地球站A发射信号来传递信息。每一个卫星覆盖区可建立若干个地面站,其中一个地面站兼做网络协调站,在4颗卫星的情况下,全球最多可建60个地面站。

随着航天技术日新月异的发展,通信卫星的种类也越来越多。按服务区域划分,有全球、区域和国内通信卫星。按用途分,有一般通信卫星、广播卫星、海事卫星、跟踪和数据中继卫星,以及各种军用通信卫星