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目 录 1

第一章卫星通信原理 1

1.1卫星通信的特点与发展历史 1

1.1.1卫星通信的含义 1

1.1.2卫星通信的特点 3

1.1.3卫星通信发展历史 4

1.1.4卫星通信业务种类 6

1.2卫星通信系统组成及工作原理 6

1.2.1系统组成 6

1.2.2系统工作过程 9

1.3通信卫星 11

1.3.1卫星轨道分类 11

1.3.2静止卫星轨道的利用 12

1.3.3 静止通信卫星电波覆盖区 13

1.3.4静止卫星观测 15

1.3.5静止通信卫星的组成 16

1.4卫星通信频率分配 24

1.4.1频率分配 24

1.4.2卫星通信频率选用依据 30

1.4.3当前卫星通信使用频段情况 31

1.5卫星通信用调制制度与多址联接方式 32

1.5.1调制技术 32

1.5.2多址联接方式 38

附录1-Ⅰ 无线电波的划分 44

附录1-Ⅱ 在轨工作同步卫星表（1992.9前） 45

参考文献 51

2.1天线的主要电参数 53

2.1.1天线增益及波瓣宽度 53

第二章卫星通信线路计算基础 53

2.1.2天线的G/T值 54

2.2等效全向辐射功率和通信距离方程 54

2.2.1等效全向辐射功率EIRP 54

2.2.2通信距离方程 55

2.3传输损耗 55

2.3.1 自由空间的传播损耗Lf 55

2.3.2大气损耗 56

2.3.3天线跟踪误差 57

2.3.4极化误差损耗L？ 58

2.4热噪声 60

2.3.5地球站位置的影响 60

2.4.1热噪声 61

2.4.2噪声系数和等效噪声温度 62

2.4.3级联网络的等效输入噪声温度 63

2.4.4天线噪声 64

2.4.5地球站的性能指标G/T值 66

2.4.6降低系统噪声的几项措施 67

2.5互调噪声 68

2.5.1概述 68

2.5.2非线性器件引起的互调 68

2.6卫星通信线路中的载波与噪声功率比 72

2.6.1载波与噪声功率比（C/N）计算公式 72

2.6.2上行、下行线路的载噪比（C/N） 73

2.6.3卫星转发器中载波互调噪声比（C/N）？ 74

2.6.4卫星通信线路的总载噪比 75

2.6.5卫星通信线路的计算 76

参考文献 79

第三章卫星通信地球站天线系统 80

3.1概述 80

3.2地球站天线的基本参数 80

3.2.1天线增益 80

3.2.2天线方向图 81

3.2.3天线噪声温度 81

3.2.4天线品质因数 81

3.3.1概述 82

3.3.2多模喇叭 82

3.3喇叭天线 82

3.2.5天线的极化特性 82

3.3.3波纹喇叭 83

3.3.4喇叭天线的设计 83

3.4抛物面天线 84

3.5高效反射面天线 88

3.5.1反射面天线高效率评述 88

3.5.2反射面修整技术 89

3.5.3射束波导技术 91

3.5.4馈源波瓣等化技术 92

3.5.5偏置反射面技术 93

3.5.6镜面精度评述 95

3.6.1概述 96

3.6正交极化技术 96

3.6.2天线交叉极化特性 97

3.6.3正交极化及其补偿技术 99

3.6.4交叉极化补偿技术的应用和发展 102

3.7地球站天线的跟踪技术 103

3.7.1跟踪体制分类 103

3.7.2多喇叭跟踪 104

3.7.3高次模跟踪 105

3.7.4步进跟踪 108

3.7.5程序跟踪 110

3.8跟踪和伺服控制系统 111

3.8.1主要技术要求 111

3.8.2天线驱动方式 116

3.8.3跟踪和伺服控制系统的组成 118

3.8.4伺服系统的性能分析 123

3.8.5数字伺服系统 127

3.9单脉冲跟踪的信号处理和跟踪接收机 128

3.9.1单脉冲跟踪的信号处理 128

3.9.2单脉冲自动跟踪解调器 132

3.9.3步进跟踪接收机 140

参考文献 142

第四章发送设备 144

4.1概述 144

4.1.1发送设备的作用及系统组成 144

4.1.2对发送设备的技术要求 144

4.2上变频器 145

4.3.1概述 151

4.3.2本振源的基本要求 151

4.3.3固定频率本振源 151

4.3卫星地球站的本振源 151

4.3.4微波频率合成器 153

4.4高功率放大器和功率合成 155

4.4.1概述 155

4.4.2作用、组成及特点 155

4.4.3固态功放的发展及功率合成技术 158

附录4-Ⅰ 线性网络的群时延特性 162

附录4-Ⅱ 微波混频器 163

参考文献 168

5.1.1接收设备的作用及系统组成 169

第五章接收设备 169

5.1概述 169

5.1.2信号的特点及对接收设备的技术要求 170

5.2低噪声放大器 170

5.2.1概述 170

5.2.2技术要求 171

5.2.3微波场效应管放大器 172

5.2.4新型低噪声放大器 176

5.2.5低噪声放大器国内外典型产品 177

5.3下变频器 179

5.3.1作用与组成 179

5.3.2国内外典型产品 180

5.4.2固定频率本振源 182

5.4下变频器的本振源 182

5.4.1概述 182

5.4.3微波频率合成器本振源 183

5.5分路器 188

5.6滤波器 190

5.7系统均衡器 191

5.7.1 幅度频率特性和相位频率特性 191

5.7.2系统均衡器的作用 191

5.7.3 中频均衡器的常用结构 192

5.7.4桥T型均衡器 192

5.7.5分相式均衡器 193

5.7.7幂级数网络型均衡器 194

5.7.6横向均衡器 194

5.7.8 B0262系统均衡器 195

5.7.9 B9581A系统均衡器 197

附录5-Ⅰ 微波晶体管的S参量 200

附录5-Ⅱ 微波频率合成器的噪声分析 201

参考文献 208

第六章基带信号与多路复用 210

6.1模拟基带信号的多路复用 210

6.1.1 电话话音信号的频分多路复用 210

6.1.2卫星通信FDM多路载波电话信号频谱的安排 212

6.1.3多路载波电话通信的主要特性 213

6.2数字基带信号 215

6.2.1数字基带信号的码型 216

6.2.2脉码调制（PCM） 219

6.2.3增量调制（DM） 227

6.2.4自适应差分脉码调制（ADPCM） 237

6.2.5声码器 241

6.3数据信号传输 250

6.3.1卫星通信中的电信业务 250

6.3.2卫星通信系统中的数据通信 260

6.3.3数据传输的信息电码 268

6.3.4扰码和解扰 271

6.4数字信号的时分多路复用 276

6.4.1时分复用的方式 276

6.4.2 PCM信号的时分多路复用 278

6.4.3电报和低速数据信号的时分多路复用 286

6.4.4复用转换设备（Transmultiplexer） 291

6.4.5数字线路倍增设备（DCME） 294

参考文献 301

第七章调频技术与设备 303

7.1引言 303

7.2FM调制器 304

7.2.1功能及技术要求 304

7.2.2 FM调制技术及电路设计 305

7.3 FM解调器 307

7.3.1 引言 307

7.3.2中频单元 308

7.3.3解调单元 316

7.3.4基带单元 330

7.3.5AFC电路 334

7.4频分多路载波电话终端设备 336

7.4.1一般技术要求 336

7.4.2终端设备工作原理 336

7.4.3设备举例 337

7.5频分多路音频载波电报终端设备 339

参考文献 340

第八章PSK调制解调技术 341

8.1前言 341

8.1.1脉冲序列的频谱 341

8.1.2 PSK信号的特点 346

8.1.3 PSK信号的传输 347

8.2.2 PSK调制器的主要技术要求 350

8.2.1概述 350

8.2 PSK调制器 350

8.2.3 PSK调制器的组成 351

8.2.4 PSK调制器的电路实现 351

8.2.5差分编码／译码器 364

8.2.6发端成形滤波器 371

8.3 PSK解调器 375

8.3.1 PSK解调器的基本组成和主要技术要求 375

8.3.2 PSK信号的解调方式 376

8.3.3 中频单元 383

8.3.4载波恢复－解调单元 394

8.3.5时钟恢复电路单元 415

8.3.6数据再生单元 426

8.3.7多功能变速PSK解调器 432

8.3.8数字化PSK解调器 433

附录8-I 自动增益控制（AGC）环路分析 436

参考文献 439

第九章纠错编译码技术与设备 440

9.1差错控制编码基础 440

9.1.1卫星信道的编码问题 441

9.1.2检错重传差错控制方式 446

9.2卷积码编译码器 449

9.2.1卷积码编码器 449

9.2.2卷积码的距离特性 452

9.2.3软判决的概念 452

9.2.4卷积码的最大似然译码 453

9.2.5维特比译码算法 454

9.2.6维特比译码器的实现 456

9.2.7高码率卷积码维特比译码器的实现 460

9.2.8同步电路 462

9.3用分组码检错和纠错 464

9.3.1循环码编码器 464

9.3.2循环码译码器 467

9.3.3 BCH码编译码器 468

9.4分组码及卷积码的门限译码 473

参考文献 480

第十章频分多址（FDMA）技术与设备 482

10.1数字式SCPC系统 482

10.1.1概述 482

10.1.2基本原理 483

10.1.3系统的组成 489

10.1.4关键技术 491

10.1.5最新进展 495

10.1.6设备举例 504

10.2模拟式SCPC系统 515

10.2.1概述 515

10.2.2工作原理 516

10.2.3关键技术 518

10.3 SPADE系统 520

10.3.1基本原理与特点 520

10.3.2 DAMA工作原理 523

10.4 IDR与IBS系统 531

10.4.1 IDR系统概述 531

10.4.2 IDR性能要求 532

10.4.3 IDR系统设备 538

10.4.4 IBS系统简介 543

参考文献 546

第十一章时分多址（TDMA）技术与设备 548

11.1帧结构 548

11.1.1帧结构的基本形式 548

11.1.2帧结构的组成 548

11.1.3帧结构实例 550

11.2 TDMA终端设备 552

11.2.1 TDMA通信系统地球站的组成 552

11.2.2压缩扩展缓冲存储器 553

11.2.5地面接口设备 558

11.2.4纠错编译码器 558

11.2.3扰码解扰器 558

11.2.6定时与同步 560

11.2.7 TDMA调制解调器 562

11.3 INTELSAT的TDMA/DSI系统 574

11.3.1 TDMA/DSI系统的帧结构 574

11.3.2 TDMA/DSI系统构成 576

11.3.3 TDMA/DSI系统特点和主要技术性能 579

11.4其他TDMA通信网简介 581

11.4.1 DA-TDMA系统 581

11.4.2 MF-TDMA系统 582

11.4.3 SS-TDMA 583

参考文献 585

12.1.1扩展频谱系统 586

12.1.2扩展频谱系统的分类和特点 586

第十二章码分多址（CDMA）技术与设备 586

12.1概述 586

12.1.3卫星通信中的扩展频谱通信 587

12.2直接序列调相码分多址（CDMA/DS）调制解调器 587

12.2.1直接序列调相扩频调制器（DS/PSK） 587

12.2.2直接序列调相扩频信号的接收 588

12.2.3延迟锁定环（DLL）基础知识 590

12.2.4包络相关－延迟锁定环的设计 591

12.2.5扩频地址码的同步问题 597

12.2.6信息解调 600

12.2.7码分多址解扩解调设备的主要技术指标 601

12.2.8直接序列调相设备举例 602

12.3跳频码分多址（CDMA/FH）通信系统 607

12.3.1基本工作原理 607

12.3.2跳频图案的产生方法 609

12.3.3 CDMA/FH通信中的频率合成器 611

12.3.4 CDMA/FH通信中的解跳与解调 615

12.4码分多址通信系统中地址码的设计 621

12.4.1选择地址码应考虑的问题 621

12.4.2常用地址码简介 622

参考文献 623

第十三章其他数字通信体制的调制解调技术简介 625

13.1振幅键控（ASK） 625

13.1.1通断振幅键控 625

13.1.2双极性不归零码的振幅键控 627

13.1.3单边带（SSB）调制 628

13.1.4残留边带（VSB）调制 628

13.2移频键控（FSK） 629

13.2.1数字调频信号的产生 629

13.2.2 FSK信号的特点 630

13.2.3 FSK信号的解调 631

13.3最小移频键控（MSK） 632

13.3.1 MSK信号的特点 633

13.3.2 MSK信号的产生 634

13.3.3 MSK信号的解调 635

13.4正交振幅键控调制（MQAM） 637

13.4.1 MQAM的基本原理 638

13.4.2 MQAM信号的形成 639

13.4.3 MQAM信号的解调 642

13.5部分响应正交移幅键控（MQPR） 647

13.5.1部分响应编码技术简介 647

13.5.2 MQPR调制器与解调器 654

参考文献 656

第十四章卫星电视广播与接收 657

14.1引言 657

14.1.1卫星电视广播发展概况 657

14.1.2 当前国际卫星广播发展动向 658

14.2卫星广播电视信号 658

14.2.1卫星广播电视信号标准 658

14.2.2调制方式及调制前视频信号的处理 659

14.2.3三种彩色电视体制的信号 660

14.2.4伴音传输 661

14.2.5卫星广播电视信号评价 661

14.3卫星广播电视信号的接收 663

14.3.1卫星广播电视接收系统 663

14.3.2接收系统主要指标 664

14.3.3高频头（LNB） 665

14.3.4功率分配器 668

14.3.5卫星广播电视信号接收机 668

14.3.6调制器 676

14.4卫星直播电视新制式简介 676

14.4.1 MAC制电视 677

14.4.2 MUSE制高清晰度电视 680

附录14-Ⅱ 卫星广播电视伴音的噪声测试加权特性、加权网络和广播电视伴音预加重网络、去加重网络 685

附录14-Ⅰ 卫星广播电视基带信号加重、去加重网络（标准625行） 685

附录14-Ⅲ 视觉特性加权网络 686

附录14-Ⅳ 中国卫星广播电视接收地球站通用技术条件GB11442-89 686

参考文献 695

第十五章卫星通信技术与系统的新发展 696

15.1卫星通信技术的新发展 696

15.1.1启用新频段 696

15.1.2利用多种轨道 696

15.1.3实现频谱复用 697

15.1.4多波束卫星天线 697

15.1.5星上处理 698

15.1.6卫星收发信机与星间链路 698

15.1.7改进多址与调制技术 699

15.1.8利用数字化与信源压缩编码实现线路倍增 701

15.1.9卫星通信中的ISDN业务 703

15.2卫星通信系统的新发展 705

15.2.1VSAT系统 705

15.2.2卫星移动通信系统 710

15.2.3低轨轻型卫星通信系统 715

15.2.4卫星个人通信系统 717

参考文献 725

第十六章地球站的监视、告警、控制（MAC）技术与设备 726

16.1概述 726

16.2基本工作原理 727

16.3 MAC系统的主要任务 729

16.4.1大量采用标准接口 730

16.4 MAC系统的主要技术特点 730

16.4.2采用计算机网络技术 735

16.4.3配置中央控制台 736

16.5 MAC设备举例 737

16.5.1中国SCPC地球站的MAC 737

16.5.2TDMA/DSI地球站的OMC 740

16.5.3 INTELSAT-Ⅵ地球站的监控监测设备 747

参考文献 750

第十七章卫星通信地球站总体设计 752

17.1建站任务的确定 752

17.2地球站站址选择 755

17.2.1站址选择原则 755

17.2.2站址干扰电平的测量 758

17.3地球站主要性能参数的分析 759

17.3.1地球站EIRP值 760

17.3.2地球站G/T值与［C/T］?的关系 760

17.3.3 G/T值与降雨余量M的关系 762

17.3.4 G/T值与门限备余量的关系 762

17.3.5天线的增益及旁瓣辐射特性 763

17.4地球站建设的总体设计 769

17.4.1通信体制的选择 769

17.4.2传输信号质量的确定 775

17.4.3地球站的组成 780

17.4.4地球站的可靠性设计 782

17.4.5各分系统技术指标的分配 784

17.4.6地球站的验证测试 794

参考文献 795

第十八章地球站设备主要技术参数的测试 796

18.1地球站品质因数G/T值 796

18.2天线的功率增益G 802

18.3天线噪声温度 806

18.4天线方向图 806

18.5天线极化 808

18.6天线的交叉极化鉴别率（XPD） 810

18.7天线指向精度 812

18.8跟踪精度 813

18.9噪声温度与噪声系数 815

18.10电压驻波比VSWR或回波损耗L 817

18.11增益、衰减和振幅／频率特性 818

18.12群时延／频率特性 820

18.13频率准确度和频率稳定度 822

18.14调幅／调相转换系数 826

18.15多载波互调比 828

18.16输入信号载噪比C/N值 828

18.17误比特率P． 830

18.18白噪声加载测试 832

18.19地球站可靠性指标 834

附表与附录 837

参考文献 841

附件——INTELSAT和ITU有关卫星通信的文件目录 842

英文缩写词 858

索引 869