微波與衛星通信第一頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二1.1微波與衛星通信的基本概念與特點1.2微波通信系統的組成1.3衛星通信系統的組成1.4微波與衛星通信的天線饋線系統第二頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二1.1微波與衛星通信的基本概念與特點1.微波與衛星通信微波是指頻率為300MHz至300GHz的電磁波。微波通信是指用微波頻率作載波攜帶信息，通過無線電波空間進行中繼（接力）通信的方式。衛星通信是指利用人造地球衛星作為中繼站，轉發或反射無線電波，在兩個或多個地球站之間進行的通信。第三頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二衛星通信又是宇宙無線電通信形式之一，而宇宙通信是指以宇宙飛行體為對象的無線電通信，它有三種形式：（1）宇宙站與地球站之間的通信；（2）宇宙站之間的通信；（3）通過宇宙站轉發或反射而進行的地球站間的通信。第四頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二2.微波通信的特點用于傳輸頻分多路-調頻制（FDM-FM）基帶信號的系統叫作模擬制微波通信系統；用于傳輸數字基帶信號的系統叫作數字微波通信系統。第五頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二“微波、多路、接力”。“微波”是指微波工作頻段寬，它包括了分米波、厘米波和毫米波三個頻段。“多路”是指微波通信的通信容量大，即微波通信設備的通頻帶可以做得很寬。“接力”是目前廣泛使用于視距微波的通信方式。第六頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二數字微波除了具有上面所說的微波通信的普遍特點外，還具有數字通信的特點：（1）抗干擾性強、整個線路噪聲不累積；（2）保密性強，便于加密；（3）器件便于固態化和集成化，設備體積小、耗電少；（4）便于組成綜合業務數字網（ISDN）。第七頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二3.衛星通信的特點（1）靜止衛星通信的優點①通信距離遠，且費用與通信距離無關②覆蓋面積大，可進行多址通信③通信頻帶寬，傳輸容量大④信號傳輸質量高，通信線路穩定可靠⑤建立通信電路靈活、機動性好第八頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二（2）靜止衛星通信的缺點① 靜止衛星的發射與控制技術比較復雜。② 地球的兩極地區為通信盲區，而且地球的高緯度地區通信效果不好。③ 存在星蝕和日凌中斷現象。④ 有較大的信號傳輸時延和回波干擾。第九頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二1.2微波通信系統的組成1.2.1系統組成一條微波中繼信道是由終端站、中間站和再生中繼站、終點站及電波空間組成，如圖1-1（a）所示。第十頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二

終端站的任務是將復用設備送來的基帶信號或由電視臺送來的視頻及伴音信號，調制到微波頻率上并發射出去；或者反之，將收到的微波信號解調出基帶信號送往復用設備，或將解調出的視頻信號及伴音信號送往電視臺。線路中間的中繼站的任務是完成微波信號的轉發和分路，所以中繼站又分為中間站（不能上、下話路）、分路站和樞紐站（能上、下話路），如圖1-1（b）所示。第十一頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-1微波通信的信道構成第十二頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二1.2.2微波收發信設備的組成1.發信設備的組成從目前使用的數字微波通信設備來看，分為直接調制式發信機（使用微波調相器）和變頻式發信機。中小容量的數字微波（480路以下）設備可用前一種方案。下面以一種典型的變頻式發信機為例加以說明，如圖1-2所示。第十三頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-2變頻式發信機方框圖第十四頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二2.發信設備的主要性能指標（1）工作頻段從無線電頻譜的劃分來看，我們把頻率為0.3～300GHz的射頻稱為微波頻率。（2）輸出功率輸出功率是指發信機輸出端口處功率的大小。（3）頻率穩定度發信機的每個工作波道都有一個標稱的射頻中心工作頻率，用f0表示。第十五頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二3.收信設備的組成數字微波的收信設備和解調設備組成了收信系統，這里所講的收信設備只包括射頻和中頻兩個部分。圖1-3所示的是一個有空間分集接收的收信設備組成方框圖。第十六頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-3外差式收信機方框圖第十七頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二4.收信設備的主要性能指標（1）工作頻段收信機是與發信機配合工作的。（2）收信本振的頻率穩定度接收的微波射頻的頻率穩定度是由發信機決定的。（3）噪聲系數數字微波收信機的噪聲系數一般為2.5～7dB，比模擬微波收信機的噪聲系數小5dB左右。第十八頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二（4）通頻帶收信機接收的已調波是一個頻帶信號，即已調波頻譜（的主要成分）要占有一定的帶寬。（5）選擇性對某個波道的收信機而言，要求它只接收本波道的信號，對鄰近波道干擾、鏡像頻率干擾及本波道的收、發干擾等要有足夠的抑制能力，這就是收信機的選擇性。第十九頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二（6）收信機的最大增益天線收到的微波信號經饋線和分路系統到達收信機。由于受衰落的影響，收信機的輸入電平在隨時變動。（7）自動增益控制范圍以自由空間傳播條件下的收信電平為基準，當收信電平高于基準電平時，稱為上衰落；低于基準電平時，稱為下衰落。第二十頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二1.3衛星通信系統的組成1.3.1系統組成1.靜止衛星通信系統衛星通信的工作頻段與微波通信相同。圖1-4所示的是衛星通信的示意圖。第二十一頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-4衛星通信示意圖第二十二頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二

靜止衛星是指衛星的運行軌道在赤道平面內。軌道離地面高度約為35800km（為簡單起見，經常稱36000km）。圖1-5所示為靜止衛星配置的幾何關系示意圖。第二十三頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-5靜止衛星的配置第二十四頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二目前國際衛星通信組織負責建立的國際衛星通信系統（INTELSAT），簡稱IS，就是利用靜止衛星來實現全球通信的。三顆同步衛星分別位于太平洋、印度洋和大西洋上空，它們構成的全球通信網承擔著大約80%的國際通信業務和全部國際電視轉播業務，如圖1-6所示。第二十五頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-6衛星通信示意圖第二十六頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二2.衛星通信系統的組成

（1）衛星通信系統的組成通常衛星通信系統是由地球站、通信衛星、跟蹤遙測及指令系統和監控管理系統4大部分組成的，如圖1-7所示。第二十七頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-7衛星通信系統的組成第二十八頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二（2）衛星通信線路的組成兩個地球站通過通信衛星進行通信的衛星通信線路的組成如圖1-8所示，是由發端地球站，上、下行無線傳輸路徑和收端地球站組成的。第二十九頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-8衛星通信線路的組成第三十頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二1.3.2

地球站的組成及其工作原理1.對地球站的技術要求一般來說，對地球站應有以下幾方面的要求。①發送的信號應是寬頻帶、穩定、大功率的信號，能接收由衛星轉發器轉發來的微弱信號。②可以傳輸多路電話、電報、傳真，以及高速數據、電視等多種業務的信號。③性能穩定、可靠，維護、使用方便。④建設成本和維護費用不應太高。第三十一頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二（1）地球站的性能指標——品質因數（G/T）G/T是地球站接收天線的增益G與地球站接收系統的等效噪聲溫度T的比值，它表征了地球站對微弱信號的接收能力，稱為地球站的品質因數。（2）有效輻射功率及其穩定度為了保證所傳送信號的質量，要求地球站的發射機能夠發射較大的功率，一般為幾百瓦～十幾千瓦，而且要求所發射的射頻信號功率非常穩定。第三十二頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二（3）射頻頻率的穩定度地球站所發射的射頻信號的頻率必須很精確，如果有較大漂移，不但要影響衛星轉發器頻帶的有效利用，還會在衛星轉發器中產生交調噪聲。（4）射頻能量的擴散為減小交調干擾，必須對地球站在負載輕（即通話數少）的時候所發射的射頻頻譜能量密度加以限制。第三十三頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二（5）干擾波輻射的限制為防止干擾波對衛星轉發器和其他微波通信系統形成干擾，規定地球站因多載波引起的交調干擾及帶外總的有效全向幅射功率應小于限定值。第三十四頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二2.地球站的組成如圖1-9所示的為國際衛星通信頻分多址方式A型標準地球站的組成方框圖，主要由天線分系統、發射機分系統、接收機分系統、通信控制分系統、信道終端設備分系統和電源分系統6個分系統組成。第三十五頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-9地球站的總體方框圖第三十六頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二電視信號包括圖像信號和伴音信號。圖像信號經過電視通道的視頻處理單元和調制器，成為70MHz的中頻調頻波，再經過中頻放大、上變頻以及功率放大，然后送往天線。伴音信號有時要利用多路電話的通道進行傳送。接收信號時，過程與上述相反。并且在接收分離裝置中把電視圖像信號與多路電話信號分開，分別經不同的通道解調后送往終端設備。第三十七頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二3.發射機分系統（1）組成和要求由于發射衛星條件的限制，衛星轉發器天線的口徑和增益不能太大。發射機分系統的組成如圖1-10所示，由上變頻器、自動功率控制電路、發射波合成裝置、激勵器和大功率放大器等組成。第三十八頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-10發射機分系統的組成第三十九頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二對地球站發射機分系統的主要要求有以下幾點。①發射的功率大。②頻帶寬，從而保證通信容量以及發射多個載波所需的帶寬。③射頻的頻率穩定度高。④放大器的線性好。⑤增益穩定，對發射地球站的有效全向輻射功率要求保持在額定值的±0.5dB以內，以保證接收地球站的性能指標。第四十頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二（2）功率放大器發射機分系統中的功率放大器由行波管功率放大器或速調管功率放大器組成。（3）上變頻器和本機振蕩器發射機分系統中的上變頻器一般都采用參量變頻器，它的主要特點是噪聲小而且有一定的增益。無論是上變頻器或接收機分系統中用的下變頻器，都要有本機振蕩器。晶振倍頻鎖相振蕩源的組成如圖1-11所示。第四十一頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-11晶振倍頻鎖相振蕩源第四十二頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二4.接收機分系統（1）組成與要求由于衛星轉發器的發射功率較小，只有幾瓦至幾十瓦，而且天線的增益也不高，經200dB左右的下行線路損耗之后，到達地球站的信號極微弱。第四十三頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二對接收機分系統的主要要求：①噪聲溫度低，接收機分系統的噪聲溫度很低，一般只有幾十開爾文（K）。②工作頻帶寬，一般要求具有500MHz的帶寬。③增益穩定。第四十四頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二（2）低噪聲放大器在微波頻段使用的低噪聲放大器主要是低噪聲晶體管放大器、場效應管放大器和參量放大器等。（3）下變頻器經低噪聲放大器放大的微波信號，要送到下變頻器變換成中頻，再經過中頻放大后送到解調器。第四十五頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二5.信道終端設備分系統信道終端設備分系統可以分為上行和下行兩個部分。（1）上行部分①預加重當解調器對多路電話信號的調頻波解調時，噪聲也進入解調器，使解調后輸出的話路信噪比降低。但解調器輸出的噪聲功率譜密度n0為拋物線分布，如圖1-12所示。第四十六頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-12解調器輸出的噪聲功率譜上變頻。第四十七頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二為解決這個問題，需在發端調制器之前接一個預加重網絡，將高端信號幅度提高，而使低端信號幅度適當降低。由于信道噪聲功率譜的分布不受預加重電路的影響，因而使頻帶內各處的信噪比變得均勻了。在接收信號時再進行相反處理，即去加重以恢復原來的信號。第四十八頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二②加權由于人們聽覺的頻率特性是不平坦的，一般對1000Hz左右的噪聲感覺最靈敏，對3000～4000Hz以上或200～300Hz以下的噪聲感覺遲鈍，即實際感受的噪聲較小。因此在測量話路的噪聲時，為考慮受話人實際感受的噪聲狀況，需要接入加權網絡，用來表示人們的主觀評定，成為如圖1-13所示的形狀。第四十九頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-13加權電路特性第五十頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二③能量擴散信號的處理由于發端行波管或速調管放大器在多載波工作時，會因管子所具有的非線性特性而產生交調干擾噪聲。由實驗得知，外加的信號用20～150Hz的三角波較為合適，如圖1-14所示。④導頻信號在衛星通信線路信號傳輸的過程中，有時因某種原因會發生所傳送的信號太小甚至中斷的現象。第五十一頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-14能量擴散信號波形第五十二頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二(2)下行部分信道終端設備下行部分的任務是把從低噪聲接收機送來的70MHz信號，經過中放、解調和基帶處理后，輸出基帶信號，然后再送到終端接口設備，把基帶信號進行分解。第五十三頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二6.通信控制分系統地球站相當復雜和龐大，為了保證各部分正常工作，必須在站內集中監視、控制和測試。7.電源分系統地球站電源分系統要供應站內全部設備所需用的電能，它關系到通信的質量及設備的可靠性。當利用公用交流市電來對地球站供電時，通過電力傳輸線路，必然會同時引進許多雜波干擾，而且公用交流市電也會出現波動。第五十四頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二1.3.3靜止衛星的運行軌道與觀察參數1.靜止衛星的發射要使衛星進入運行軌道，必須依靠運載火箭。要想使衛星繞地球運轉，還必須使衛星的初始速度大于8km/s。但單級火箭的速度只能達到2.5km/s，因此，發射靜止衛星必須采用帶有捆綁技術的三級火箭。捆綁技術就是把幾支小火箭捆在大火箭的第一級上，用以提高發射的飛行速度，衛星裝在第三級火箭的前端，如圖1-15所示。第五十五頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-15發射衛星的三級火箭示意圖第五十六頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二2.發射過程一顆自旋穩定的靜止衛星的發射過程如圖1-16所示，全部過程大體可分為如下幾個階段。（1）進入初始軌道開始發射后，依次點燃三級火箭的一、二級火箭，把衛星送到初始軌道。第五十七頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-16靜止衛星的發射過程第五十八頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二（2）進入轉移軌道衛星在初始軌道上只飛行一小段，當衛星快要到達初始軌道與赤道平面的交點時，要點燃第三級火箭，以使衛星脫離初始軌道而進入轉移軌道。第五十九頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二（3）進入漂移軌道衛星在轉移軌道上運行了幾圈，完成了上述各項準備工作后，當再次到達遠地點時，就要啟動遠地點發動機，使衛星進入漂移軌道，如圖1-17所示。（4）進入靜止軌道衛星在漂移軌道上運行時，離靜止衛星定點位置是很近的。第六十頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-17遠地點的軌道變換第六十一頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二3.通信衛星的姿態控制衛星上裝有通信用的定向天線，要求定向天線的波束應指向地球中心或某覆蓋區的中心。（1）角度慣性控制角度慣性控制也叫自旋穩定法，是早期靜止衛星常用的姿態控制方法。采用自旋穩定法的衛星，如IS-Ⅲ，IS-Ⅳ等，衛星的天線要安裝在一個平臺上。第六十二頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二（2）三軸穩定法三軸穩定法是指衛星的姿態是由穩定穿過衛星重心的三個軸來保證的。這三個軸分別在衛星軌道的切線、法線和軌道平面的垂線等三個方向上，分別對應叫做滾動軸、俯仰軸和偏航軸，如圖1-18所示。三軸可以采用噴氣、慣性飛輪或電機等來直接分別控制每個軸保持穩定。第六十三頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-18三軸穩定法示意圖第六十四頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二4.靜止衛星的觀察參數在地球站的調測、開通和使用過程中，都要知道地球站天線工作時的方位角Φa和仰角Φe。此外，為了計算自由空間的傳播損耗，還必須知道地球站與衛星之間的距離——站星距。圖1-19示出了靜止衛星S與地球站A的幾何關系。第六十五頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-19靜止衛星觀察參數圖解第六十六頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二第六十七頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二【例1-1】“亞太一號”衛星的星下點s′的經度為φ2=138.00E(東經)，北京地球站的參數為φ1=116.45E,θ1=39.92°，求北京地球站的仰角、方位角和站星距。解由已知條件得知：θ1=39.92°，經度差φ=φ2－φ1=138.00－116.45=21.55°代入公式得仰角第六十八頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二第六十九頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二5.衛星通信系統的分類（1）按衛星的覆蓋范圍分，有國際衛星通信系統、國內衛星通信系統和區域衛星通信系統。（2）按用戶的性質分，有公用衛星通信系統、專用衛星通信系統和軍用衛星通信系統。（3）按衛星的制式分，有靜止衛星通信系統和非靜止衛星通信系統（衛星繞地球運轉一周不等于24小時）。第七十頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二1.3.4通信衛星的組成及其工作原理圖1-20示出了通信衛星各系統的組成方框圖。由通信分系統、控制分系統、遙測與指令分系統、電源分系統和溫控分系統5個部分組成。1.通信分系統的轉發器通信分系統分為轉發器和衛星天線兩大部分。第七十一頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-20通信衛星的組成第七十二頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二（1）單變頻轉發器單變頻轉發器是目前用得較多的轉發器，如圖1-21（a）所示。（2）雙變頻轉發器雙變頻轉發器如圖1-21（b）所示。（3）處理轉發器處理轉發器除了轉發信號外，主要還具有處理信號的功能。它的組成方框圖如圖1-21（c）所示。第七十三頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-21衛星轉發器組成的方框圖第七十四頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二衛星上的信號處理大體包括三種類型：一種是對數字信號進行判決和再生，使噪聲不積累；另一種是在多個衛星天線波束之間進行信號交換與處理；第三種是對信號進行更復雜的變換、交換和處理。第七十五頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二2.控制分系統控制分系統由各種可控的調整裝置，如各種噴氣推進器、各種驅動裝置和各種轉換開關等組成。3.遙測指令分系統地球上的控制站經常不斷地需要了解衛星內部設備的工作情況，有時要通過遙測指令信號控制衛星上設備產生一定的動作。第七十六頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二（1）遙測部分遙測部分用來了解衛星上各種設備的情況，例如表示某些部件的電流、電壓和溫度等信號，傳感器的信息，指令證實信號以及反映控制用氣體壓力的信號等。（2）遙控指令部分對衛星進行位置和姿態控制的各噴射推進器的點火與否，行波管高壓電源的開、關，己發生故障的部件與備用部件的轉換以及其他需要由地面對衛星某些設備的控制等，上述這些動作都要由遙控指令部分來進行。第七十七頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二4.電源分系統衛星上的電源除要求體積小、重量輕、效率高和可靠性之外，還要求電源能在長時間內保持足夠的輸出。（1）太陽能電池太陽能電池由光電器件組成，其中最常用的是硅太陽能電池。（2）化學電池為了使通信衛星在星蝕期間也能工作，一般常用可以充、放電的化學電池作為二次電池與太陽能電池并用。第七十八頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二5.溫控分系統在通信衛星里，會因為行波管功率放大器和電源系統等部分產生熱而升溫。第七十九頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二1.4微波與衛星通信的天線饋線系統1.4.1微波通信的天線饋線系統1.天線饋線系統的型式微波通信系統中的饋線有同軸電纜型和波導型兩種型式。圖1-22所示的是同軸電纜型天、饋線系統。圖1-23所示的是圓波導型天、饋線系統。第八十頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-22同軸電纜天饋線系統第八十一頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-23圓波導天饋線系統第八十二頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二2.對微波天線的技術要求常用微波天線的基本形式有：喇叭天線、拋物面天線、喇叭拋物面天線及潛望鏡天線等。微波天線的主要技術指標有如下幾個方面。第八十三頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二（1）天線增益微波通信中使用的面式天線，其增益可用下式表示：式中，A為天線的口面面積，λ為波長，ηA為口面利用系數。第八十四頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二(2)對主瓣寬度的要求在視距微波通信線路中，天線增益過高將使主瓣張角過小。（3）天線與饋線應匹配良好在整個工作頻段內，要求天線與饋線應匹配連接，否則將造成反射，進而造成線路噪聲。第八十五頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二（4）交叉極化去耦在采用雙極化的微波天線中，由于天線本身結構的不均勻性及不對稱，不同極化波（即垂直極化波和水平極化波）可在天線中互相耦合，互為干擾，分別成為與之正交的主極化波的寄生波。第八十六頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二（5）天線防衛度天線防衛度是指天線在最大輻射方向上對從其他方向來的干擾電波的衰耗能力。在微波線路中，由于采用二頻制，因此在同一微波站中，兩個方向的接收機工作在同一頻率，如圖1-24所示。第八十七頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-24天線防衛度圖解第八十八頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二3.卡塞格林天線卡塞格林天線是一種具有雙反射器的拋物面天線，其外形簡圖如圖1-25所示。圖1-25（a）所示為一般式，較常見。近年來出現了不少加圓柱屏蔽罩式的拋物面天線，見圖1-25（b），它可以降低向后方輻射的功率（降低后瓣）。又因為它可以減小初級輻射器（激勵器）的直接輻射，所以對減弱旁瓣也有好處。第八十九頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-25卡塞格林天線外形簡圖第九十頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-26所示的是說明這種天線工作原理的簡圖。圖1-26卡塞格林天線工作原理簡圖第九十一頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二卡塞格林天線是由初級喇叭輻射器、雙曲面副反射器和拋物面主反射面三部分組成。第九十二頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二1.4.2通信衛星的天線系統衛星天線有兩種類型。一種是用于遙控、遙測和信標信號的全向天線，接收地面的指令及向地面發送遙測數據。這種天線常用鞭狀、螺旋形、繞桿式或套筒偶極子天線，屬于高頻或甚高頻天線。另一種是用于通信的微波定向天線，根據波束寬度不同，分為三類。第九十三頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二（1）全球波束天線：波束寬度約為17°～18°。（2）點波束天線：其波束比全球波束窄得多，故增益較高，但其輻射的區域比全球波束小得多。第九十四頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二（3）區域波束天線：如果地面要求覆蓋的區域形狀不規則，就要用區域波束天線，也稱賦形波束天線。其覆蓋區域可通過修改天線反射器的形狀或使用多個饋源從不同方向照射天線反射器，由反射器產生多個波束的組合來實現。如圖1-27及圖1-28所示。第九十五頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-27衛星天線系統示意圖第九十六頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-28各種波束覆蓋示意圖第九十七頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二1.4.3地球站的天線饋線系統1.概述地球站的天線是衛星通信中最具特色的設備，是一個龐大的系統。當衛星通信用C頻段和Ku頻段時，根據地球站天線的口徑大小可劃分為大、中、小三種站型。第九十八頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二2.地球站天線饋線系統的組成圖1-29所示的為地球站的天線饋線系統方框圖。它與視距微波通信天饋線系統相比，顯然多了一套天線跟蹤衛星的系統，即地球站天線的軸要始終對準衛星方向。第九十九頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二圖1-29地球站天線饋線系統的組成第一百頁，共一百一十二頁，編輯于2023年，星期二3.與天線饋源連接的低噪聲放大器地球站的收信系統在接收信號的同時，也會有各種線路噪聲被接收。第一百零一頁，共一百一