卫星通信第二章：链路传输与天线解析

该资源是电子科技大学卫星通信课程的第二章课件，主要涵盖了卫星通信中的链路传输工程，包括天线类型与特性、星地链路传播特性、噪声与干扰以及链路预算等内容，旨在让学生熟练掌握链路计算方法。 在卫星通信中，链路传输工程是至关重要的部分，它涉及到卫星通信系统设计的关键环节。这一章首先介绍了信号从发射机到接收机的简化流程，涉及到发射机和接收机之间的各种损耗，如发射波导损耗（Lt）、接收波导损耗（Lr）、天线增益（Gt和Gr）以及空间传播损耗（Lf）。核心公式 Pt-Lt+Gt-Lf+Gr-Lr=Pr 描述了整个链路中能量的平衡。 接着，课程深入讲解了天线的相关知识。天线的类型主要包括线形天线（如单极子和偶极子）、喇叭天线（圆锥形和角锥形）、反射面天线（如抛物面和双反射面天线）以及阵列天线。线形天线提供全向辐射，常用于与跟踪与控制（TT&C）系统的通信；喇叭天线则有更定向的辐射特性，其中圆锥形喇叭支持线性和圆极化，而角锥形喇叭通常用于线性极化。反射面天线如抛物面天线能够聚焦信号，提高增益，双反射面天线如卡赛格伦天线和偏移反馈面天线则能进一步优化波束形状。阵列天线则通过多个单元的组合，形成可调的波束方向和增益。 2.1.2 天线增益部分，详细解释了天线增益的概念，它是衡量天线在特定方向上集中能量的能力。增益定义为天线在指定方向上的功率密度与理想无方向性天线的功率密度之比。工程上计算天线增益时，通常考虑最大增益，这与有效面积（Aeff）和波长（λ）有关。 此外，课程还涵盖了星地链路传播特性，这部分会讨论大气对无线电信号的影响，如雨衰、大气吸收等，并分析噪声与干扰对通信质量的影响，以及如何进行链路预算，确保通信的可靠性。链路预算是设计卫星通信系统时必不可少的步骤，它需要估算发射功率、接收灵敏度、系统噪声温度等因素，以确保在预期的信噪比下实现通信。 学习这一章的目标是让学生掌握如何计算和分析卫星通信链路，理解不同类型的天线及其特性，熟悉链路中的损耗因素，以及噪声和干扰的影响，从而能够有效地设计和优化卫星通信系统。