英國著名科幻作家阿瑟克拉克在1945年提出利用同步軌道衛星進行往返地球通信中繼的思想,大約20年之後,這一設想變成了現實。經過半個多世紀的發展,目前全球衛星數量達1400多顆,在軌運行的固定廣播通信衛星約710顆,衛星通信已經在軍事和民用領域得到廣泛應用。
秦紅祥介紹,衛星通信,簡單地說,就是地球上(包括地面、水面和低層大氣中)的無線電通信站之間利用人造衛星作中繼站而進行的通信。
衛星通信系統可以從不同角度進行分類。通常所說的靜止軌道衛星通信系統(GEO)就是以衛星工作軌道來區分的,其它還有低軌道衛星通信系統(LEO)、中軌道衛星通信系統(MEO)。靜止軌道衛星離地面約35800公裡,其飛行方向與地球自轉方向相同,從地面上任一點看去,衛星是「靜止」不動的,所以這種對地靜止的同步衛星稱為靜止衛星,利用靜止衛星作為中繼的通信系統稱為靜止衛星通信系統。靜止衛星通信系統技術最成熟,是建立衛星通信系統的傳統模式。理論上用三顆靜止軌道衛星即可以實現全球覆蓋。像大家平常看的江蘇衛視所用的中星6A衛星就是靜止軌道衛星,還有我國最近發射的天通一號01星也屬於靜止軌道衛星。
以靜止衛星通信系統為例,衛星通信系統由空間分系統,通信地球站,跟蹤遙測及指令分系統和監控管理分系統等四部分組成。其中有的直接用來進行通信,有的用來保障通信的進行。
跟蹤遙測及指令分系統的任務是對衛星進行跟蹤測量,控制其準確進入靜止軌道上的指定位置;待衛星正常運行後,要定期對衛星進行軌道修正和位置保持。監控管理分系統的任務是對定點的衛星在業務開通前、後進行通信性能的監測和控制,以保證正常通信。空間分系統的主體是通信裝置,通信衛星就是靠星上通信裝置中的轉發器(微波收、發信機)和天線來實現無線電中繼站的作用的。一個衛星的通信裝置可以包括一個或多個轉發器,每個轉發器能同時接收和轉發多個地球站的信號。空間分系統的保障部分則有星體上的遙測指令、控制系統和能源(包括太陽能電池和蓄電池)裝置等。
地球站是微波無線電收、發信臺(站),用戶通過它們接入衛星線路,進行通信。一個典型的地球站大體可分為:天線、饋線設備、發射設備、接收設備、信道終端設備、天線跟蹤伺服設備、電源設備。地球站根據形態不同,又分為固定站、車載站、船載站、背負站、手持站等各種類型。
在一個衛星通信系統中,各地球站中各個已調載波的發射或接收通路,經過衛星轉發器可以組成很多條衛星通信線路。整個系統的全部通信任務,就是分別利用這些線路來實現的,傳輸的業務可以是話音、數據、視頻、多媒體等。在民用和軍用領域,衛星通信都能發揮巨大的作用。