衛(wèi)星各個波段的說明及用途L/S/C/X/Ku/Ka
衛星頻(pín)段(C頻段、Ku頻段和(hé)Ka頻段)的(de)相關(guān)知識,對它們的應用特點進行(háng)探討。
衛星業務的頻(pín)段分配是在國際電信聯盟ITU的管理下進行(háng)的。ITU將(jiāng)全球劃分為3個區域(我國屬3區),在這些區(qū)域內,頻帶被分(fèn)配給各種衛星業務,但(dàn)同一種給定的業務在不同的區域(yù)可能使用不同的頻段。衛星提供的(de)一些業務總體可(kě)分為:
1、衛星固(gù)定業務FSS
2、衛星廣播業務BSS(主要指(zhǐ)直播到戶。有時稱為直播衛星DBS業務,在歐美稱為直播到戶DTH業(yè)務。如我(wǒ)“中星(xīng)9號”直播衛星便(biàn)是提(tí)供此業務(wù)。)
3、衛星移動業(yè)務(陸、海、空)
4、衛星導航業務
5、衛星氣(qì)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,Ka(27-40GHz)頻段是後(hòu)起之秀。C頻段用於衛星固定業務,通常6/4GHz表示為上(shàng)下行(háng)頻率;Ku頻段用(yòng)於衛星固定業(yè)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頻段(duàn)更大,對器件和工藝的要求更高,一直發展緩慢。隨著C和Ku頻段的(de)衛星軌位資源日趨枯竭,頻率帶(dài)寬日趨緊張受限,特別是硬件(jiàn)製造水平的提(tí)高,近十(shí)年來(lái)Ka頻段的發展迅(xùn)猛(měng)。
C頻段使用(yòng)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麵微波等幹擾的(de)幾率大些,但其雨衰(shuāi)遠小於Ku頻段,更遠遠小於(yú)Ka頻(pín)段。更適於對通信質量有嚴格要求(qiú)的業(yè)務,比如電(diàn)視、廣播等。
暴雨情況(kuàng)下(xià),C頻段最大雨(yǔ)衰一般在1dB左右,即信號功率衰(shuāi)減不會超過1.5倍,而(ér)Ku頻(pín)段則會超過100倍以上,信號會被暴雨衰減殆盡,如下圖。
黑(hēi)色暴(bào)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,便於(yú)安裝,從而可有效地(dì)降低接收成本(běn),方便個體接收。相對來說受地麵幹擾影響小,因此特別適合做動(dòng)中通、靜中通等移動(dòng)應(yīng)急(jí)通信業務、衛星(xīng)新聞采集SNG及(jí)DTH業務(如收我中星9號電視節目(mù),使用0.35米的天線就能正常收視)。
Ka頻(pín)段的特(tè)點類似(sì)於Ku頻(pín)段,雨衰更大,但可用頻段帶寬也更大,可為(wéi)高速衛星通(tōng)信、千兆比特級寬帶數字傳輸、高清晰度電視(HDTV)、衛星新聞采集(SNG)、VSAT業務、直接(jiē)到(dào)戶(DTH)業務及個人衛星通信等新(xīn)業務提供一種嶄新的手段(duàn)。
C和(hé)Ku頻段衛星一般最大容量為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,使得衛星通信容量得以數十倍甚至百倍以上的增加。
Ka頻段(duàn)的主要缺點就是雨衰較大,但其增益高,可通過適當增加天線口徑來適量消弱這種影響。
統計資料顯(xiǎn)示,目前全球在軌的全Ka頻段寬帶(dài)通信衛星(xīng)有20餘顆(kē),2016年全球Ka頻段商用通信衛星將達50顆左右。就我國(guó)而言,加緊Ka頻段衛星研製及相關應用研(yán)究,對於(yú)跟蹤國際先進衛星通信技術、更好地利用航天技術服(fú)務民眾(zhòng)生活,其意義(yì)十分重大。
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