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第1章 卫星系统概述 1

1.1 引言 1

1.2 卫星业务的频率分配 1

1.3 INTELSAT 3

1.4 美国的 Domsat 8

1.5 极轨卫星 12

1.6 习题 17

第2章 轨道和发射方法 18

2.1 引言 18

2.2 开普勒第一定律 18

2.3 开普勒第二定律 19

2.4 开普勒第三定律 19

2.5 围绕地球旋转的卫星的有关术语的定义 20

2.6 轨道要素 22

2.7 远地点和近地点高度 24

2.8 轨道摄动 24

2.8.1 非球形地球的影响 24

2.8.2 大气阻力 27

2.9 倾斜轨道 28

2.9.1 日历 28

2.9.2 世界时 29

2.9.3 儒略日期 30

2.9.4 恒星时 31

2.9.5 轨道面 32

2.9.6 地心赤道坐标系 34

2.9.7 相对于 IJK 坐标系的地球站 36

2.9.8 地面水平坐标系 40

2.9.9 星下点 42

2.9.10 预测卫星位置 44

2.10 太阳同步轨道 44

2.11 习题 46

第3章 对地静止轨道 49

3.1 引言 49

3.2 天线视角 50

3.3 极座架天线 54

3.4 可见度的限制 56

3.5 近对地静止轨道 58

3.6 卫星的地球日蚀 59

3.7 日凌中断 61

3.8 发射轨道 61

3.9 习题 64

第4章 无线电波传播 66

4.1 引言 66

4.2 大气损耗 67

4.3 电离层效应 68

4.4 降雨衰减 68

4.5 其他传播损耗 71

4.6 习题 72

第5章 极化 73

5.1 引言 73

5.2 天线极化 76

5.3 卫星信号的极化 78

5.4 交叉极化鉴别度 82

5.5 电离层去极化 83

5.6 降雨去极化 84

5.7 冰晶去极化 85

5.8 习题 85

第6章 天线 87

6.1 引言 87

6.2 天线互易原理 88

6.3 坐标系 89

6.4 辐射场 89

6.5 功率通量密度 92

6.6 各向同性辐射体和天线增益 92

6.7 辐射方向图 93

6.8 波束立体角和方向性 94

6.9 有效口径 96

6.10 半波偶极子 96

6.11 口径天线 98

6.12 喇叭天线 100

6.13 抛物面天线 103

6.14 偏焦馈源 107

6.15 双反射面天线 108

6.16 赋形反射面系统 110

6.17 阵列 111

6.18 习题 115

第7章 空间段 117

7.1 引言 117

7.2 供电 117

7.3 姿态控制 120

7.3.1 自旋卫星稳定 120

7.3.2 动量轮稳定 122

7.4 位置保持 124

7.5 热控 126

7.6 TT&C 系统 127

7.7 转发器 128

7.7.1 宽带接收机 129

7.7.2 输入去复用器 130

7.7.3 功率放大器 131

7.8 天线系统 134

7.9 Morelos 通信系统 136

7.10 Anik-E 卫星 139

7.11 先进的 Tiros-N 航天器 144

7.12 习题 146

第8章 地面段 148

8.1 引言 148

8.2 家用电视单收系统 148

8.2.1 室外单元 148

8.2.2 模拟(调频)电视的室内单元 150

8.3 共用天线电视系统 151

8.4 社区共用天线电视系统 152

8.5 收发地球站 153

8.6 习题 156

第9章 模拟信号 157

9.1 引言 157

9.2 电话信道 157

9.3 单边带电话 157

9.4 FDM 电话 159

9.5 彩色电视 162

9.6 频率调制 165

9.6.1 限幅器 166

9.6.2 带宽 166

9.6.3 FM 检测器噪声和处理增益 168

9.6.4 信噪比 169

9.6.5 预加重与去加重 170

9.6.6 噪声加权 171

9.6.7 FDM/FM 电话的 S/N 与带宽 172

9.6.8 TV/FM 信号的信噪比 173

9.7 习题 174

第10章 数字信号 176

10.1 引言 176

10.2 数字基带信号 176

10.3 脉冲编码调制 179

10.4 时分复用 182

10.5 带宽要求 183

10.6 数字载波系统 185

10.6.1 二进制相移键控 186

10.6.2 正交相移键控 188

10.6.3 PSK 信号的传输速率和带宽 189

10.6.4 PSK 调制系统的误比特率 190

10.7 载波恢复电路 193

10.8 比特定时恢复 194

10.9 习题 195

第11章 差错控制编码 197

11.1 引言 197

11.2 线性分组码 197

11.3 循环码 199

11.3.1 汉明码 199

11.3.2 BCH 码 199

11.3.3 里德-所罗门码 200

11.4 卷积码 201

11.5 交织 203

11.6 级联码 204

11.7 受编码影响的链路参数 205

11.8 编码增益 206

11.9 硬判决译码和软判决译码 207

11.10 自动重发请求(ARQ) 209

11.11 习题 210

第12章 空间链路 212

12.1 引言 212

12.2 有效全向辐射功率 212

12.3 传输损耗 213

12.3.1 自由空间传输 213

12.3.2 馈线损耗 214

12.3.3 天线指向误差损耗 214

12.3.4 固定的大气层和电离层损耗 216

12.4 链路功率预算方程 216

12.5 系统噪声 216

12.5.1 天线噪声 217

12.5.2 放大器噪声温度 219

12.5.3 级联放大器 219

12.5.4 噪声系数 220

12.5.5 吸收网络的噪声温度 220

12.5.6 全系统的噪声温度 221

12.6 载噪比 222

12.7 上行链路 223

12.7.1 饱和通量密度 223

12.7.2 输入补偿 224

12.7.3 地球站 HPA 225

12.8 下行链路 226

12.8.1 输出补偿 227

12.8.2 卫星 TWTA 的输出 228

12.9 降雨的影响 228

12.9.1 上行链路雨衰余量 229

12.9.2 下行链路雨衰余量 230

12.10 合成的上行链路和下行链路[C/N]率 231

12.11 互调噪声 233

12.12 习题 235

第13章 干扰 238

13.1 引言 238

13.2 卫星线路之间的干扰(B1和 B2模式) 239

13.2.1 下行链路 241

13.2.2 上行链路 242

13.2.3 由上行链路和下行链路上的干扰引起的合成[C/I] 242

13.2.4 天线增益函数 242

13.2.5 通带干扰 244

13.2.6 接收机转移特性 245

13.2.7 规定的干扰指标 245

13.2.8 保护比 246

13.3 能量扩散 246

13.4 协调 248

13.4.1 干扰电平 249

13.4.2 传输增益 250

13.4.3 得到的噪声温度升高值 250

13.4.4 协调准则 251

13.4.5 噪声功率谱密度 251

13.5 习题 252

第14章 卫星多址接入方式 254

14.1 引言 254

14.2 单址接入 255

14.3 预分配 FDMA 255

14.4 按申请分配 FDMA 259

14.5 SPADE 系统 259

14.6 带宽受限和功率受限的 TWT 放大器操作 261

14.6.1 FDMA 下行链路分析 261

14.7 TDMA 264

14.7.1 参考突发 267

14.7.2 报头和报尾 268

14.7.3 载波恢复 269

14.7.4 网络同步 270

14.7.5 独特码检测 272

14.7.6 业务数据 274

14.7.7 帧效率和信道容量 274

14.7.8 预分配 TDMA 275

14.7.9 按申请分配 TDMA 277

14.7.10 话音插空和预测 278

14.7.11 数字传输的下行链路分析 281

14.7.12 对 TDMA 和 FDMA 上行链路所需功率的比较 282

14.8 用于 FDMA/TDM 工作模式的星上信号处理 284

14.9 卫星交换 TDMA 286

14.10 码分多址接入方式 290

14.10.1 直接序列扩频 291

14.10.2 地址码信号 c(t) 292

14.10.3 c(t)的自相关函数 294

14.10.4 捕获与跟踪 294

14.10.5 频谱扩展和解扩 296

14.10.6 CDMA 的吞吐量 297

14.11 习题 299

第15章 卫星业务与因特网 303

15.1 引言 303

15.2 网络层 304

15.3 TCP 链路 306

15.4 卫星链路与 TCP 307

15.5 在卫星信道中使用标准机制来增强 TCP(RFC-2488) 308

15.6 请求评述(RFC) 310

15.7 分割 TCP 连接 311

15.8 非对称信道 313

15.9 计划中的系统 314

15.10 习题 317

第16章 直播卫星业务 319

16.1 引言 319

16.2 轨道间隔 319

16.3 转发器的额定功率和数目 319

16.4 频率与极化 320

16.5 转发器的容量 321

16.6 数字电视的比特速率 322

16.7 MPEG 压缩标准 322

16.8 前向纠错 325

16.9 家用接收机的室外单元(ODU) 326

16.10 家用接收机的室内单元(IDU) 328

16.11 下行链路分析 329

16.12 上行链路 334

16.13 习题 335

第17章 卫星业务 337

17.1 引言 337

17.2 卫星移动业务 337

17.3 VSAT 339

17.4 Radarsat 340

17.5 全球定位系统(GPS) 343

17.6 Orbcomm 344

17.7 习题 352

附录 A 部分习题答案 354

附录 B 圆锥截线 359

附录 C NASA 双线轨道要素 370

附录 D 人造卫星列表 372

附录 E 三阶互调产物举例说明 375

附录 F 缩写词 376

附录 G 对数单位 383

附录 H Matbcad 符号 386

索引 388

参考文献 405