基本介紹
- 中文名：主動衛星
- 外文名：active satellite
- 性質：通信衛星
- 特點：自主通信
- 已發射國家：美國、俄羅斯、中國等
- 軌道：地球表面
發展歷史,結構,衛星系統頻率分配,
發展歷史
地球靜止通信衛星的概念首先由亞瑟·克拉克（Arthur C. Clarke）在康斯坦丁·奇瓦爾科夫斯基（Konstantin Tsiolkovsky）的工作基礎上提出。 1945年10月，克拉克在英國“無線世界”雜誌上發表了一篇題為“地外繼電器”的文章。該文章描述了在對地靜止軌道上部署人造衛星的基本原理，以便中繼無線電信號。因此，Arthur C. Clarke經常被引用為通信衛星的發明者，並將“Clarke Belt”一詞用作軌道的描述。
幾十年後，一個名為Communication Moon Relay的項目是美國海軍進行的電信項目。其目的是通過使用月球作為被動反射器和自然通信衛星，開發出一種安全可靠的無線通信方法。
第一顆人造地球衛星是Sputnik 1.在1957年10月4日由蘇聯投入軌道，它配備了一個工作在兩個頻率：20.005和40.002 MHz的車載無線電發射機。 Sputnik 1作為探索太空和火箭發展的一步發起。雖然令人難以置信的重要，但它並沒有放置在軌道上，目的是將數據從地球上的一個點傳送到另一個點。而這是今天衛星通信領域的第一顆人造衛星。
唯一用於進一步推進全球通信的人造衛星是一個名為Echo 1的氣球。Echo 1是世界上第一顆能夠將信號傳遞到地球上其他點的人造通信衛星。 1960年8月12日發射後，它在地球上方飛行了1600多公里（1000英里），而依靠人類最古老的飛行技術。 Echo 1由美國航空航天局推出，是一個30米（100英尺）鍍鋁的PET膜氣球，用作無線電通信的無源反射器。世界上第一個充氣衛星 - 或“衛星”，因為它們是非正式的知道 - 幫助奠定了今天衛星通信的基礎。通信衛星背後的想法很簡單：將數據傳送到太空，並將其傳送到全球另一個地點。回聲1完成了這一點，基本上是作為一個巨大的鏡子，高10層，可以用來反映通信信號。
第一台美國中轉通信衛星是1958年的SCORE項目，該機使用錄音機來存儲和轉發語音信息。美國總統德懷特·艾森豪（Dwight D. Eisenhower）曾經向世界傳送聖誕賀卡; 由Philco於1960年推出的Courier 1B是世界上第一台有效的中繼衛星。
通信衛星有兩大類，被動和主動。被動衛星僅反射來自信號源的信號，朝向接收機的方向。對於被動衛星，反射信號在衛星上不被放大，只有非常少量的發射能量實際上到達接收機。由於衛星遠高於地球，無線電信號由於自由空間路徑損耗而衰減，因此在地球上接收的信號非常弱。另一方面，有源衛星在將接收信號重發到地面接收機之前放大接收信號。被動衛星是第一顆通信衛星，但現在很少使用。 Telstar是第二個主動的直接中繼通信衛星。作為AT&T，貝爾電話實驗室，美國航空航天局，英國郵政總局和法國國家PTT（郵政局）開展衛星通信的多國協定的一部分，ATAT是由美國航空航天局於7月從卡納維拉爾角發射的1962年10月，在第一個私人贊助的太空發射。繼電器1於1962年12月13日發射，並於1963年11月22日成為第一顆透過太平洋傳輸的衛星。
地球靜止衛星的直接先例是1963年7月26日發射的休斯飛機公司的Syncom 2。Syncom 2是地球同步軌道上的第一顆通信衛星。它以每天一次的速度恆定地繞地球旋轉，但由於仍然有南北運動，需要專門的設備進行跟蹤。它的繼任者，Syncom 3是第一顆對地靜止通信衛星。 Syncom 3獲得了一個沒有南北運動的地球同步軌道，使其從地面看起來像天空中的靜止物體。
從火星探險之旅開始，火星表面上的著陸器將軌道太空飛行器用作通信衛星，將其數據傳送到地球。著陸器使用UHF發射機將其數據傳送到軌道，然後使用X波段或Ka波段頻率將數據中繼到地球。這些更高的頻率，以及更強大的發射機和更大的天線，允許軌道者傳送數據比著陸器快得多。
結構
通信衛星通常由以下子系統組成：
通信有效載荷：通常由轉發器，天線和交換系統組成；
發動機：將衛星帶到所需的軌道；
站保持跟蹤穩定子系統：用於將衛星保持在右軌道，其天線指向正確的方向，其電力系統指向太陽；
電源子系統：用於為通常由太陽能電池組成的衛星系統供電，以及在日食期間保持電力的電池；
指揮和控制子系統：與地面控制站保持通信。地面控制地球站在其生命周期的各個階段監測衛星的性能並控制其功能；
衛星可用的頻寬取決於衛星提供的轉發器的數量。每個服務（電視，語音，網際網路，無線電）需要不同的頻寬傳輸。這通常被稱為連結預算，並且可以使用網路模擬器來獲得確切的值。
衛星系統頻率分配
將頻率分配給衛星服務是一個複雜的過程，需要國際協調和規劃。 這是在國際電信聯盟（ITU）的主持下進行的。 為了促進頻率規劃，世界分為三個區域：區域1：歐洲，非洲，以前是蘇聯，蒙古地區2：南美洲和格陵蘭地區3：亞洲（不包括1區），澳大利亞和西南太平洋。
在這些區域內，儘管給定的服務可以在不同的區域中被分配不同的頻帶，頻帶被分配給各種衛星業務。 衛星提供的一些服務有：
固定衛星業務（FSS）
廣播衛星業務（BSS）
衛星移動業務
衛星無線電導航業務
氣象衛星服務
衛星業餘業務
