业余卫星通信简介.ppt

业余卫星通信简介,业余卫星发展史业余卫星的分类业余卫星的操作,内容简介,1957年10月4日，人类第一颗人造地球卫星sputnik由原苏联发射升空，这颗卫星的球体直径为55厘米，重83公斤，绕地球一周需1小时35分，距地面的最大高度为900公里，用两个频道连续发送信号。1958年1月31日，美国探险者1号卫星发射升空。,业余卫星发展史,1970年4月26日，中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”成功发射。卫星运行轨道近地点439公里，远地点2384公里，轨道平面和地球赤道平面的夹角为68.5度，绕地球一周114分钟；卫星重173公斤，用20.009MHz的频率，播送东方红乐曲。东方红乐曲装置和短波发射机连续工作了28天。,业余卫星发展史,听一听当年的声音,与此同时，美国的一些爱好者萌生了发射业余无线电通信卫星的设想。他们组织起来并将这个计划命名为OSCAR（OrbitingSatelliteCarryingAmateurRadio），目标就是制造和发射业余无线电通信卫星。4年之后，他们的努力获得成功，世界上第一颗业余通信卫星OSCAR-1号在美国加利福尼亚的范登伯格空军基地由发现者36号火箭携带升空。OSCAR-1拥有一个信号发生器，连续用CW发射“hi”，使用频率144.983MHz，发射功率140mW。22天后，卫星电池耗尽，停止发射信号。50天后，卫星落入大气层。,业余卫星发展史,自20世纪80年代以来发射的业余卫星已具相当水平，现在在轨道中运行的业余无线电通信卫星约20颗，过半携带有BBS系统。,业余卫星发展史,业余卫星促进了商业微卫星和纳卫星的发展，提高了卫星使用的灵活性。例如GPS系统、铱星系统。业余卫星组织发明了火箭副载荷承载设备（星环），现已广泛应用于一箭多星的大型商业卫星发射活动，业余卫星也从中受益。例如ESA的阿里亚娜火箭ASAP。业余卫星组织与各国高校和科研机构开展了紧密的合作，培养了大量的高级技术人才。,业余卫星对卫星发展的贡献,业余卫星特殊的通讯方式,和大部分商业卫星一样，现代业余卫星主要的用途是把信号从一个地方“搬迁”到另一个地方。轨道中的卫星在某一时刻能看到一大片区域，我们把这块区域叫做“覆盖区”。所有在同一时刻能被卫星看到的电台都能够通过卫星互相通联。,业余卫星特殊的通讯方式,按照卫星的大小：PicoSat皮卫星(微微卫星)1kg以下NanoSat纳卫星(极微卫星)1kg-10kgMicroSat微卫星10kg-100kgMiniSat小型卫星100kg以上业余卫星的重量，大都在10kg-70kg之间，属于微卫星的范围,业余卫星的分类,按照卫星轨道类型：LEO（LowAltitudeEarthOrbit），低轨道卫星HEO（HighAltitudeEarthOrbit），高轨道卫星,业余卫星的分类,LEO运行一圈大约90到120分钟HEO运行一圈大约19.6小时（AO-40）,轨道高度大约在400km至2000km。每次过顶时间最长在12分钟至22分钟之间。大多有线性转发器或者FM模式中继器。常使用2m、70cm波段。使用极地轨道或者高倾角轨道。所需发射成本较低。600-1000km的高度地球引力很小，卫星信号覆盖范围的直径约为5000km，绝大多数人造卫星工作在这个高度。,LEO低轨道卫星,LEO低轨道卫星,太阳同步轨道卫星卫星轨迹过地球两极附近。卫星运行在阳光下和地影中的时间取决于轨道高度。每天在同一时刻过同一地点。在地影中运行时需要电池供电。地球所有地方接收到的信号强度相同。FO-29,AO-51,LEO低轨道卫星,由日本业余无线电联盟（JARL）制作在1996年发射升空，为太阳同步轨道星上搭载一JA模式线性转发器上行频率145.900-146.000LSB/CW下行频率435.800-435.900USB/CW存贮转发的BBS系统（目前停止使用）语音合成器目前该卫星故障无法使用,Fuji-OSCAR29(FO-29),LEO低轨道卫星,2004年6月28日在俄罗斯拜科努尔宇航中心发射卫星为25cmx25cmx25cm的立方体，重11KgAnalogUplink:145.920MHzFM(PL-67Hz)Downlink:435.300MHzFM,AMSAT-OSCAR51(AO-51ECHO),灰线同步卫星一种特殊的太阳同步卫星，它顺着地球的黄昏线运行。卫星轨迹过地球两极附近。基本上所有时间都在阳光下，但也有时候在地影中。电池还是需要的，不过充电/放电比很低。地球所有地方接收到的信号强度相同。AO-7,AO-27,LEO低轨道卫星,LEO低轨道卫星,1974年11月发射升空，太阳同步轨道A模式的线性转发器下行频率29.450USB/CW上行频率145.900USB/CWB模式的线性转发器下行频率145.950USB/CW上行频率432.150LSB/CWAO-7是一颗传奇性的卫星，1974年11月15日发射之后，运转到1981年7月卫星电池失效，卫星寿命终止。没想到2002年6月21日英国的HAMPatGowen偶然间收到了它的beacon，从而发现了它的复活，目前该卫星仍然在运转中。因这颗卫星太老了，电池早已失效，所以只能在阳光照射期间工作。,AMSATOSCAR-7(AO-7),LEO低轨道卫星,1993年9月在法属圭亚那发射卫星为15cmx15cmx15cm的立方体，重12KgModeV/U(J)FMVoiceRepeater:Uplink:145.8500MHzFMDownlink436.7950MHzFM,AMRAD-OSCAR27(AO-27),倾斜轨道卫星卫星轨道倾角很大卫星在一段时间内阳光照射时间较长，一段时间内处在地影在地影中的时间较长。在地影中运行时需要电池供电。地球所有地方接收到的信号强度相同。SO-41,SO-50,RS-15,ISS,LEO低轨道卫星,LEO低轨道卫星,LaunchedintohighinclinedorbitDecember2002SingleChannelFMRepeater145.850uplink436.795downlinkMustbemanuallyturnedonbyacontroloperatorRequiresPL-67toaccesstherepeater,Saudisat1C(SO-50),中轨道170020000km特性,具有高辐射能的范亚伦带(VanAllenbelt)也在这个高度。除非具有良好屏蔽，很少卫星工作在此高度，但椭圆轨道卫星会穿越此带。,俄罗斯的业余卫星RS-15高度约2000km，运转不久之后即近乎失效。最长的pass时间约30分钟，卫星信号覆盖的地面范围直径可达8500km。,HEO高轨道卫星,轨道远地点高度在35000km以上。每次过顶时间最长在12小时至18小时之间。只有线性转发器（SSB/CW）。使用多个波段。使用倾斜椭圆轨道或者地球同步轨道。所需发射成本较高。椭圆轨道的业余卫星有AO-10(最高36000km)和AO-40(最高58000km),莫尼亚卫星高倾角偏心椭圆轨道。大多数时间在阳光下。当在地影中运行时需要电池。地球上不同地区接收到的信号强度不同。AO-40、AMSAT-Eagle,HEO高轨道卫星,HEO高轨道卫星,Phase3D(AO-40),升空日期：2000-11-16轨道高度：1151x58665km周期：1146分钟(椭圆轨道)工作模式：cw/ssb(U-S1mode)这是一颗伟大的卫星，不过在一次事故后这颗卫星再也没有发出过声音。,Phase-3DAMSAT-OSCAR-40,业余卫星的覆盖,LEO卫星能同时覆盖一个大洲,HEO卫星几乎能同时覆盖半个地球,业余卫星的组成,FM中继器和线性转发器,业余卫星的通讯方式,实时通讯方式,业余卫星的通讯方式,存储转发通讯方式,业余卫星通信，在特性上的限制有：通信时间短、可用频带窄、有多普勒频移等，与一般地面上的模式稍有不同卫星信号内容大约可分为下列五类：(1)话务(FM、SSB)(2)国际电码(CW)(3)合成语音(FM)(4)数字(FSK、PSK)(5)图像(SSTV、FAX),业余卫星的信号,FM模式(Repeater，中继器)音质较好，受都卜勒频移的影响也较小，但因需要较大的功率输出，在大型卫星上才会有FM中继器，如：UO-14、AO-27、ISS等，其缺点是只有单一通信频道SSB模式(Transponder，转发器)因SSB所需频宽小，转发器上能同时提供多组不同的通信频道，效率较高，但因易受多普勒频移的影响，通信中需随时修正频率。大部份的业余卫星使用这种模式,业余卫星的信号,将莫尔斯电码(Morsecode)使用在CW模式，是最古老的通信方法，只要很小的输出功率就可以长距离通信。大多数的业余卫星会发送CW模式的信标(beacon)作为识别，信标内容包含有卫星呼号和遥测数据(telemetry)，以提供工程人员判断卫星的健康状况。在具有SSB转发器的卫星上，也可以使用CW模式来通信。,业余卫星的信号,业余卫星普遍体积不大，无法有效地把接收和发射天线隔离开。所以大部分的业余卫星都使用跨段模式工作。传统模式命名（下行/上行）ModeA=10m/2mModeB=2m/70cmModeJ=70cm/2m新式模式命名（上行/下行）如：U/V,L/S等.V=2mC=7.5cmU=70cmX=3cmL=23cmK=1.5cmS=13cmQ=5mm,卫星转发器的模式,下面我们简要讲解一下如何进行业余卫星通联,业余卫星的操作,进行业余卫星通信的设备建议：计算机多波段多模式的收发信机较高增益的指向天线用于天线的水平/垂直旋转器及控制器前置放大器电源耐心,业余卫星的操作,计算机的作用计算及预测卫星轨迹，卫星的方位角和仰角进行频率的多普勒修正控制旋转器自动转向对准卫星控制收发信机修正收、发频率数据通讯模式的使用做电台日志,业余卫星的操作,业余卫星的操作,卫星跟踪程序常用的卫星跟踪软件有NOVA、Orbitron等,业余卫星的操作,业余卫星的操作,学会多普勒频率修正（接收）,要实时调整收发信机的接收频率以便听清信号。,业余卫星的操作,学会多普勒频率修正（发射）,如果是以FM模式通联，偶尔调整以下发射频率即可。如果是以SSB模式通联，必须时刻将发射频率对准卫星接收频率。,业余卫星的操作,收发信机的选择Icom910H：2m100W/70cm-75W23cm选件YaesuFT-847：2m-50w/70cm50wHFKenwoodTS-2000：2m-100W/70cm-50wHF23cm选件稍早设备：FT-736、IC-820/821、IC-970,业余卫星的操作,天线、旋转器、前置放大器,业余卫星的操作,天线、旋转器、前置放大器不同于短波YAGI的旋转器，业余卫星通讯天线不仅需要在水平方向旋转，而且需要在垂直方向旋转（AZ-ELrotator），最好能够支持计算机自动控制。如YAESUG-5500。虽然不是必须，但如果有一个前置放大器（PreAMP）则能提高接收信号的强度。如ICOMAG-25、AG-35。,业余卫星的操作,操作准则,在发送信号之前先听卫星信标和别人的操作。戴上耳机，这样你能够监听下行信号中你的信号质量。如果有，关闭静噪、打开DSP单元。使用你能够完成通联所需