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衛(wèi)星各個波段的說明及用途L/S/C/X/Ku/Ka

2024/4/13 16:02:41      點擊:

衛(wèi)星頻段(C頻段、Ku頻段和Ka頻段)的相關(guān)知識,對它們的應(yīng)用特點進行探討。
衛(wèi)星業(yè)務(wù)的頻段分配是在國際電信聯(lián)盟ITU的管理下進行的。ITU將全球劃分為3個區(qū)域(我國屬3區(qū)),在這些區(qū)域內(nèi),頻帶被分配給各種衛(wèi)星業(yè)務(wù),但同一種給定的業(yè)務(wù)在不同的區(qū)域可能使用不同的頻段。衛(wèi)星提供的一些業(yè)務(wù)總體可分為:
1、衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)FSS
2、衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)BSS(主要指直播到戶。有時稱為直播衛(wèi)星DBS業(yè)務(wù),在歐美稱為直播到戶DTH業(yè)務(wù)。如我“中星9號”直播衛(wèi)星便是提供此業(yè)務(wù)。)
3、衛(wèi)星移動業(yè)務(wù)(陸、海、空)
4、衛(wèi)星導(dǎo)航業(yè)務(wù)
5、衛(wèi)星氣象業(yè)務(wù)等
目前衛(wèi)星業(yè)務(wù)最常用的頻段是C(4-8GHz)和Ku(12-18GHz)頻段,Ka(27-40GHz)頻段是后起之秀。C頻段用于衛(wèi)星固定業(yè)務(wù),通常6/4GHz表示為上下行頻率;Ku頻段用于衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)及直播衛(wèi)星業(yè)務(wù),最常使用12-14GHz(14/12GHz)。
Ka頻段由于雨衰比Ku頻段更大,對器件和工藝的要求更高,一直發(fā)展緩慢。隨著C和Ku頻段的衛(wèi)星軌位資源日趨枯竭,頻率帶寬日趨緊張受限,特別是硬件制造水平的提高,近十年來Ka頻段的發(fā)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面微波等干擾的幾率大些,但其雨衰遠小于Ku頻段,更遠遠小于Ka頻段。更適于對通信質(zhì)量有嚴格要求的業(yè)務(wù),比如電視、廣播等。
暴雨情況下,C頻段最大雨衰一般在1dB左右,即信號功率衰減不會超過1.5倍,而Ku頻段則會超過100倍以上,信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頻段頻率高、增益也高,天線尺寸較小,便于安裝,從而可有效地降低接收成本,方便個體接收。相對來說受地面干擾影響小,因此特別適合做動中通、靜中通等移動應(yīng)急通信業(yè)務(wù)、衛(wèi)星新聞采集SNG及DTH業(yè)務(wù)(如收我中星9號電視節(jié)目,使用0.35米的天線就能正常收視)。
Ka頻段的特點類似于Ku頻段,雨衰更大,但可用頻段帶寬也更大,可為高速衛(wèi)星通信、千兆比特級寬帶數(shù)字傳輸、高清晰度電視(HDTV)、衛(wèi)星新聞采集(SNG)、VSAT業(yè)務(wù)、直接到戶(DTH)業(yè)務(wù)及個人衛(wèi)星通信等新業(yè)務(wù)提供一種嶄新的手段。
C和Ku頻段衛(wèi)星一般最大容量為4Gbps,而2011年10月發(fā)射的美國ViaSat-l高容量寬帶通信衛(wèi)星,總?cè)萘砍^140 Gbps,使得衛(wèi)星通信容量得以數(shù)十倍甚至百倍以上的增加。
Ka頻段的主要缺點就是雨衰較大,但其增益高,可通過適當(dāng)增加天線口徑來適量消弱這種影響。
統(tǒng)計資料顯示,目前全球在軌的全Ka頻段寬帶通信衛(wèi)星有20余顆,2016年全球Ka頻段商用通信衛(wèi)星將達50顆左右。就我國而言,加緊Ka頻段衛(wèi)星研制及相關(guān)應(yīng)用研究,對于跟蹤國際先進衛(wèi)星通信技術(shù)、更好地利用航天技術(shù)服務(wù)民眾生活,其意義十分重大。


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