衛星的作用和衛星系統是怎麼形成的?

2021-01-09 製造原理

大家還記得2016年我國女排在巴西裡約奧運會奪得冠軍這一大放異彩的時刻嗎?這一時令人刻激動人心,熱血澎湃,在電視機前的我也抑制不住喜悅的心情。相信我們大多數人都是在電視機前見證這喜悅的一刻吧。話又說回來,我們生活中比如說體育節目的直播,新聞直播,記者採訪直播還有我們生活中的手機打電話究竟是怎樣實現的呢?這就要靠科學家們的偉大發明——人造衛星了!

人造衛星按用途分可非為:科學衛星、氣象衛星、地球觀測衛星、天文衛星、應用衛星、廣播衛星、通訊衛星、導航衛星、偵查衛星、預警衛星、反衛星衛星(這個是攜帶子彈的哦)、技術實驗衛星、空間衛星以及免拖拽衛星。接下來我給大家介紹一下與我們生活有著密切聯繫的兩種人造衛星。

廣播衛星;廣播衛星是專門為衛星電視設計的衛星。不必經過地面站轉播,可直接向用戶轉播電視和聲音廣播的應用衛星。其轉發器數目少、輸出功率大,天線定向精度高,覆蓋面積可很大,故在邊遠地區、小島或山區的用戶都能直接收到轉播的節目。為了讓地面觀眾用裝有直徑0.6~3米天線的簡易設備直接收看、收聽衛星廣播節目,廣播轉發器比通信轉發器的輸出功率要大得多,一般均採用數十至數百瓦的大功率行波管放大器,並且廣播天線採用高增益的窄波束或成形波束,將電波能量集中到衛星覆蓋區內,提高到達地面的電波強度。因此廣播衛星向地面發射的等效全向輻射功率比通信衛星的高數十倍到上千倍。用作集體接收型的廣播衛星的等效全向輻射功率為50分貝瓦左右,而個體接收型的則達到60多分貝瓦。

數字衛星電視是利用地球同步衛星將數字編碼壓縮的電視信號傳輸到用戶端主要有兩種方式。一種是將數位電視信號傳送到有線電視前端,再由有線電視臺轉換成模擬電視傳送到用戶家中另一種方式是將數位電視信號直接傳送到用戶家中。(即DTH方式)與第一種方式相比,DTH方式衛星發射功率大,可用較小的天線接收,

普通家庭即可使用。同時,可以直接提供對用戶授權和加密管理,開展數位電視,按次付費電視(PPV),高清晰度電視等類型的先進電視服務,不受中間環節限制。此外DTH方式還可以Inetrnet高速下載,互動電視等。

通過衛星將地面基站發射的微波信號遠距離傳輸,最終用戶使用定向天線將接收的信號通過解碼器解碼後輸出到電視終端收視的一整套過程。衛星電視節目信號經過地面天線接收機輸入到高頻頭進行放大變頻,將C波段或KU波段信號變換成950~2150MHZ頻率的信號。該信號被送入調諧器,在調諧器中進行再放大及二次變頻處理。輸出36MHZ中頻信號,該信號經QPSK(四相相移鍵控)解調器解出I、Q模擬基帶信號,I、Q模擬基帶信號經過模擬數字(A/D)變換及QPSK解碼、前向糾錯(FEC)等處理,輸出字節數為8比特的MPEG—2數據流。解復用器完成MPEG—2數據解包作用,分解出音,視頻同步控制及其他數據信息。MPEG—2解碼器則完成音,視頻解壓縮、解碼等功能,將各和數據信息還原成完整的圖像和伴音信號,再經視頻編碼器,音頻D/A變換,輸出電視機所需要的模擬音,視頻信號。成功發射與否取決於電離層的狀況,因為波具有粒子性,電離層的不穩定會干擾波的傳送,一般情況下穩定。電場和磁場的交互變化產生電磁波,電磁波向空中發射或洩漏的現象叫電磁輻射。任何帶電體周圍都存在著電場,周期變化的電場就會產生周期變化的磁場,就存在電磁波,產生電磁輻射。所以電磁輻射當然存在。

通訊衛星:通信衛星像一個國際信使,作為無線電通訊中繼站。收集來自地面的各種「信件」,然後再「投遞」到另一個地方的用戶手裡。由於它是「站」在36000

公裡的高空,所以它的「投遞」覆蓋面特別大,一顆衛星就可以負責1/3地球表面的通訊。如果在地球靜止軌道上均勻地放置三顆通訊衛星,便可以實現除南北極之外的全球通訊。

一顆地球靜止軌道通信衛星大約能夠覆蓋40%的地球表面,使覆蓋區內的任何地面、海上、空中的通信站能同時相互通信。在赤道上空等間隔分布的3顆地球靜止軌道通信衛星可以實現除兩極部分地區外的全球通信。通信衛星是世界上應用最早、應用最廣的衛星之一,美國、前蘇聯/俄羅斯和中國等眾多國家都發射了通信衛星。當衛星接收到從一個地面站發來的微弱無線電信號後,會自動把它變成大功率信號,然後發到另一個地面站,或傳送到另一顆通訊衛星上後,再發到地球另一側的地面站上,這樣,我們就收到了從很遠的地方發出的信號。通訊衛星一般採用地球靜止軌道,這條軌道位於地球赤道上空35786公裡處。衛星在這條軌道上以每秒3075米的速度自西向東繞地球旋轉,繞地球一周的時間為23小時56分4秒,恰與地球自轉一周的時間相等。因此從地面上看,衛星像掛在天上不動,這就使地面接收站的工作方便多了。接收站的天線可以固定對準衛星,晝夜不間斷地進行通訊,不必像跟蹤那些移動不定的衛星一樣而四處「晃動」,使通訊時間時斷時續。

沒想到在生活中看電視以及通訊兩件再正常不過的的事情,是通過諸多繁雜的程序完成的。正所謂人的智慧是無限的,從之前的飛天夢到現在的中國夢,我們一步一步步的在成長。正因為有了嘗試,有了創新,才能步入現在美好的高科技時代。所以未來的世界就讓我們一起來挖掘吧!

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