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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EIRP54

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Lf55

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-TDMA583

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GB11442-89686

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MAC737

16.5.2TDMA/DSI地球站的OMC740

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G802

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L817

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