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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 INTELSAT3

1.4 美国的 Domsat8

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 HPA225

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 FDMA255

14.4 按申请分配 FDMA259

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 TDMA264

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 TDMA275

14.7.9 按申请分配 TDMA277

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 TDMA286

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 TCP307

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 VSAT339

17.4 Radarsat340

17.5 全球定位系统(GPS)343

17.6 Orbcomm344

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