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衛星各個波段(duàn)的說明及用途L/S/C/X/Ku/Ka

2024-4-13 16:02:41      點(diǎn)擊:

衛星頻段(C頻段、Ku頻段和Ka頻段)的相(xiàng)關知(zhī)識,對它們的應用特點進行探(tàn)討。
衛星業務的頻段分(fèn)配是在國際電信聯盟(méng)ITU的管理下進(jìn)行的。ITU將全球(qiú)劃分(fèn)為3個區域(我國屬3區),在(zài)這些(xiē)區域內,頻帶被分配給各種衛星業務,但同一種給定(dìng)的業務在不同的區域可(kě)能使用不同的頻段。衛星提供的一些(xiē)業務總體可分為:
1、衛(wèi)星固定業務FSS
2、衛星廣播業務BSS(主要指直(zhí)播到戶。有時稱(chēng)為直播衛星DBS業務,在(zài)歐美稱為直播(bō)到戶DTH業務。如我(wǒ)“中星9號”直播(bō)衛星便是提供此業務。)
3、衛星移動業務(陸、海、空)
4、衛星導航業(yè)務(wù)
5、衛星氣象業務等
目前衛星業務最常用的頻段是C(4-8GHz)和Ku(12-18GHz)頻段(duàn),Ka(27-40GHz)頻段是後起之秀。C頻段用於(yú)衛星固定業務,通常6/4GHz表示為上下行頻率(lǜ);Ku頻段用於衛星固定業務及直播衛星業務,最常使用12-14GHz(14/12GHz)。
Ka頻段由於雨衰比Ku頻(pín)段更大,對器件和工(gōng)藝(yì)的(de)要求(qiú)更高,一直發(fā)展緩慢。隨著(zhe)C和Ku頻段的衛星軌位資源(yuán)日趨枯竭,頻率帶寬日趨緊張受限,特別是硬(yìng)件(jiàn)製造水平的(de)提高,近十年來Ka頻段的發展迅猛。
C頻段使用比較早,頻率低,增益也低,天線口徑較大(通常1.8米以上)。雖然相對其它頻段遭受地(dì)麵微波等幹擾的幾率(lǜ)大些,但其(qí)雨衰遠小於Ku頻段,更遠遠小於Ka頻段。更適於對(duì)通信質量有嚴格要求的業務,比如電視、廣播等。
暴雨情況下,C頻(pín)段最(zuì)大雨衰一般在1dB左右,即信號功率衰減不會超過1.5倍,而Ku頻段則(zé)會超過100倍以(yǐ)上,信(xìn)號會被暴雨衰減殆盡,如下圖。
黑色暴雨(降雨量超過每小時70毫米)時及之前對比
Ku頻(pín)段頻率高、增益也高,天線尺寸較小,便於安裝,從而可(kě)有效地降低接(jiē)收成本,方便個體接(jiē)收。相對來說受地麵幹(gàn)擾影響小,因此特別(bié)適合做動中通、靜中通(tōng)等移動應急通信業務、衛星新聞采集(jí)SNG及DTH業務(wù)(如收我中(zhōng)星9號電視節目,使用(yòng)0.35米的天線就能(néng)正常收(shōu)視)。
Ka頻段的特(tè)點類似於Ku頻段(duàn),雨衰更大,但可用頻段帶寬也更大,可為高速(sù)衛星通信、千兆比特級寬帶數字傳輸、高清晰度電(diàn)視(HDTV)、衛星(xīng)新聞(wén)采集(SNG)、VSAT業務、直接(jiē)到(dào)戶(DTH)業務及個人衛星通信等新業務提供一種(zhǒng)嶄新的手段(duàn)。
C和Ku頻段衛星一般(bān)最大容量為4Gbps,而2011年10月發射的美國ViaSat-l高容量寬帶通信衛星,總容量超過140 Gbps,使得(dé)衛星(xīng)通信容量得以數十倍甚至百倍以上的增(zēng)加。
Ka頻段的主要缺點就(jiù)是雨(yǔ)衰較大,但其增益高,可通過適當增加天線口(kǒu)徑來適量消弱這種影響。
統計資料顯示,目前全球在軌(guǐ)的全Ka頻段寬帶通信衛星有20餘顆,2016年全(quán)球Ka頻段商(shāng)用通信衛星將達50顆(kē)左右。就我國而言,加緊Ka頻段(duàn)衛星研製及相關應用研究,對於跟蹤國際先進衛(wèi)星通信(xìn)技術、更好地(dì)利用航天技術服務民眾生活,其意義十分重大。


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