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銥星的星間鏈路

銥星系統

銥星系統空間段：由分布在6個極地圓軌道面的72顆星（6顆備用星）組成。銥系統星座設計能保證全球任何地區在任何時間至少有一顆衛星覆蓋。每個衛星天線可提供960 條話音信道，每個衛星最多能有兩個天線指向一個關口站，因此每個衛星最多能提供1920條話音信道。銥系統衛星可向地面投射48個點波束，以形成48個相同小區的網絡，每個小區的直徑為 689km，48個點波束組合起來，可以構成直徑為4700km的覆蓋區，銥系統用戶可以看到一顆衛星的時間約為10min。每個衛星有4條星際鏈路，一條為前向，一條為反向，另兩條為交叉連接。星際鏈路速率高達 25Mbps，在L頻段10.5MHz頻帶內按FDMA方式劃分為12個頻帶，在此基礎上再利用TDMA結構，其幀長為90ms，每幀可支持4個50kbps用戶連接。

銥星所采用的MF-TDMA（多頻時分多址）通信體制的話音質量不如CDMA（碼分多址）。另外，銥星系統的數據傳輸速率僅有2.4kbps，因此除通話外，只能傳送簡短的電子郵件或慢速的傳真，無法滿足互聯網的需求。

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銥星的星座（constellation）設計可圈可點。它有6個圓形軌道，軌道傾角86.4°，這樣的軌道傾角僅差4.6°就繞過地球的南北極，軌道面間隔27°，6個圓軌道上均勻分布66顆衛星，每個軌道再備份1顆衛星，在軌一共72顆衛星。其中每顆衛星都與相鄰4顆衛星之間有星際鏈路，這樣就在地球的近地軌道上，編織起來一張無縫覆蓋整個地球“基站”網絡。

星座選擇了很好的軌道高度——距離地面780km。

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銥星L頻段相控陣天線對地覆蓋（英文用一個形象的詞匯“footprint”，就是“足跡”）。銥星的足跡由48個波束（Spot-Beam）構成。

每個波束平均覆蓋600km，每個波束有80個信道，48個波束覆蓋4700km，一共有3840個信道，可以支持幾萬用戶。

銥星軌道面升交點赤經值

升交點赤經為衛星軌道的升交點與春分點之間的角距。升所謂升交點為衛星由南向北運行時，與地球赤道面的交點。反之，軌道面與赤道面的另一個交點稱為降交點。春分點為黃道面與赤道面在天球上的交點。

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升交點赤經和軌道傾角

升交點赤經Ω、衛星軌道平面傾角i兩個參數唯一地確定了衛星軌道平面與地球體之間的相對定向。Ω它是一個角度量。軌道平面與地球赤道有兩個交點，衛星從南半球穿過赤道到北半球的運行弧段稱為升段，這時穿過赤道的那一點為升交點。相反，衛星從北半球到南半球的運行弧段稱為降段，相應的赤道上的交點為降交點。

在地球繞太陽的公轉中，太陽從南半球到北半球時穿過赤道的點稱為春分點。春分點和升交點對地心的張角為升交點赤經,并規定從春分點逆時針量到升交點。軌道傾角和升交點赤經共同決定軌道平面在空間的方位。

銥星衛星的初始平近點角

是軌道上的物體在輔助圓上相對于中心點的運行角度，在測量上不同于其他的近點角。

平近點角與時間的關系是線性的。因為與時間是線性的關系，因此要計算在軌道上兩點之間移動所需的時間是非常容易的。

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銥星信號體制

銥星參數

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銥星星間鏈路

Ka波段星際鏈路

由于外界沒有大氣吸收、雨雪等帶來的信號衰減、只有自由空間損耗、有利于選擇更高的頻率進行信號傳輸。Ka和EHF頻段資源豐富、可用帶寬達幾個GHz、是理想的寬帶衛星通信波段。同時采用Ka頻段，可以實現較窄的波束、從而獲得較高的EIRP值、減小發射端天線尺寸。應用在星際鏈路上優勢更加明顯，空間傳播性好、波束窄、能量集中、從而設備可以做到小型化、輕量化、同時保密性和抗干擾能力也很好。

銥系統星際鏈路采用23 GHz 、 MILSTART系統星際鏈路采用60 GHz。大氣對這兩個頻段的射頻信號的吸收最大其中水蒸氣對23.5GHz左右的信號產生吸收峰值氧氣對60GHz左右的信號產生吸收峰值。由于大氣的吸收作用、衛星上行和下行鏈路一般不采用該頻段。而星際鏈路的外界環境是自由空間，沒有大氣的影響。

衛星星際鏈路選擇射頻還是光，在某種程度上取決于系統的容量和功耗。一般情況下低速率選擇射頻鏈路，更高速率業務選擇光鏈路。
銥星星間鏈路

銥星星間鏈路有4個天線。天線口徑大約60厘米。增益為36 dBi且輻射方向圖可變的天線。EIRP為38.4dBW.功放大約2dBW，大約1.6W不到2W.

四個衛星間天線以一定角度面向上和面向下連接銥網絡而不是沿一個平面水平。星間鏈路天線也呈一定角度其中兩個仰望，兩個朝下。

Ka波段星際鏈路

星間距離的變化，要求鏈路傳輸有相應的自動增益或功率控制，前者通常設置在接收端，后者位于發送端。中軌系統的星間距離幾乎不變，而Iridium系統星間距離在4500km～9200km之間擺動。

無線星際鏈路，一般工程上可以做到天線指向誤差可以是波束寬度的l/10，這引起的天線指向誤差損耗在0．5dB量級。星際鏈路天線的噪聲溫度在不考慮太陽時是10K左右。在實際應用中，天線尺寸可以在1 m～2m的量級。若考慮60GHz的傳輸頻率，1dB的接收損耗，則接收品質因數G/J的量級是25dB/K～29dB/K，發射EIRP的量級是72dBw～78dBW。對于0．20 的天線波束寬度(2m天線60GHz時的天線波束寬度是0．2度)，在每個衛星的接收天線朝向發射衛星方向的精度是0．1度時，可以捕獲用于跟蹤的信標信號。靜止衛星之間的星際鏈路，對指向不同衛星的波束之間也需要頻率復用?？紤]到衛星之間的角度很小，用窄波束天線并減少旁瓣可以避免系統之間的干擾。還考慮到運載火箭和技術兼容性的限制，應用在衛星上的天線尺寸受到一定限制，所以星際鏈路采用高的頻率是合適的。

編輯：黃飛

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