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为什么称“通信卫星”是“太空天线”?

科普小知识2021-08-31 16:17:23
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早在1945年,一位名叫克拉克的英国科学家就大胆地提出了建立“太空塔”和利用卫星进行微波通信的想法。到了20世纪60年代,在人类掌握了发射人造卫星的技术之后,这个想法终于实现了。1964年8月,美国成功地将一颗通信卫星发射到离赤道35770公里的轨道上,真正将天线送入太空。

为了使通信卫星准确地接收和发射微波,卫星地面站的大盘状天线必须与通信卫星精确对准。让天线随着卫星旋转是不现实的,但是让卫星停在空中似乎是不可能的。根据计算,如果允许通信卫星以每小时11070公里的速度从西向东在赤道上方37550公里的高度运行,绕地球一周将需要整整24小时,这与地球的自转完全一样。这时,从地面看卫星,它似乎总是“停”在空中的某个位置。这样,卫星地面站的天线可以被固定,并且卫星通信可以准确和可靠地进行。这也是为什么通信卫星也被称为地球同步卫星或同步卫星。

通信卫星的通信范围覆盖地球表面的三分之一以上。

这样,只要三颗通信卫星在赤道上空等距离发射,它们的通信范围就可以覆盖整个地球,从而实现全球范围的卫星通信。

目前,太平洋、印度洋和大西洋上空有一颗国际通信卫星。这三颗卫星和地面卫星地面站构成了一个全球通信网络。通过这一通信网络,任何国家的比赛和表演等现场活动都可以及时传送到世界各地。

如果这两个地方属于两颗卫星的通信范围呢?例如,新西兰的惠灵顿和奥地利的维也纳属于太平洋和印度洋上的两颗卫星。这两个地方需要互相交流。惠灵顿地面站可以通过太平洋上的通信卫星向北京或香港的地面站发送信息。由于北京和香港是这两颗卫星通信范围的重叠区域,北京或香港地面站可以通过印度洋上的通信卫星向奥地利维也纳传输信息。由此可见,卫星通信距离远,通信范围大,可以实现全球通信,不受地面条件和气候干扰的限制,可靠性高。卫星通信速度快,长途电话传输比原来的有线传输快几百倍,容量大,可同时传输1万多部电话和多频道彩色电视节目。目前,150多个国家和地区共建立了近1000个通信卫星地面站。随着卫星传输功率的增加,家用电视机只要配一个直径约1米的小接收天线,就可以随时接收到来自世界各地的精彩电视节目。