卫星的工作原理

一个卫星基本上是一个自给自足的通信系统，能够接收信号从地球然后将这些信号重新传送回来应答器——集成接收机和发射机广播信号。卫星必须承受在发射过程中加速的冲击轨道速度时速28100公里(17500英里)，这是一个充满敌意的空间环境它可以服从什么辐射以及极端温度下的预计使用寿命，可以持续长达20年。此外，卫星必须很轻，因为发射卫星的成本相当昂贵，而且是以重量为基础的。为了应对这些挑战，卫星必须体积小，由轻质耐用材料制成。它们必须以99.9%以上的高可靠性运行真空没有维护和修理的空间。

卫星的主要组成部分是通信系统，其中包括卫星天线以及接收和重发信号的应答器，电力系统，包括太阳能电池板提供动力，推进系统，包括火箭那推动这颗卫星。一颗卫星需要自己的推进系统才能到达正确的轨道位置，并偶尔对该位置进行修正。卫星在地球静止轨道每年都会偏离其位置从北到南或从东到西的程度，因为地球的引力月亮而且太阳．卫星有推进器，偶尔会发射，以调整其位置。卫星轨道位置的保持称为“站稳”，使用卫星推进器所作的修正称为“站稳”。姿态控制。”卫星的寿命是由驱动推进器的燃料量决定的。一旦燃料耗尽，卫星最终会飘向太空，停止运行，变成空间碎片．

在轨卫星必须在整个生命周期内持续运行。它需要内部动力来运行它的电子系统和通信有效载荷。主要的电力来源是由卫星的太阳能电池板利用的阳光。卫星上还装有电池，当太阳被阻挡时提供电力地球．电池是由电流产生的过剩电流充电太阳能电池板有阳光的时候。

卫星在−150°C(−238°F)至150°C(300°F)的极端温度下运行，并可能受到辐射在太空中。可能受到辐射的卫星部件用铝和其他抗辐射材料进行屏蔽。卫星的热系统保护其敏感的电子和机械部件，并使其保持在最佳工作温度，以确保其持续工作。卫星的热系统还通过在温度过高时激活冷却机制或在温度过低时激活加热系统来保护敏感的卫星部件不受极端温度变化的影响。

跟踪遥测卫星的测控(TT&C)系统是双向的沟通卫星和地面测控中心之间的连接。这使得地面站能够跟踪卫星的位置，并控制卫星的推进、热和其他系统。它还可以监测温度、电压等重要参数参数卫星的。

通信卫星的范围从重量不到1公斤(2.2磅)的微型卫星到重量超过6500公斤(14000磅)的大型卫星。多年来，小型化和数字化的进步大大提高了卫星的容量。“早起鸟”只有一个应答器，只能发送一个电视频道。相比之下，波音702系列卫星可以有超过100个应答器，并使用数字压缩技术每个应答器最多可以有16个频道，通过一颗卫星提供超过1600个电视频道。

卫星在三个不同的轨道上运行:近地轨道(狮子座)、中地球轨道(MEO)和地球同步或地球同步轨道。近地轨道卫星被定位在一个高度距离地球160公里到1600公里(100到1000英里)之间。MEO卫星在距离地球1万到2万公里(6300到12500英里)的地方运行。(卫星不能在近地轨道和近地轨道之间运行，因为该区域的环境不适合电子元件，这是由地球磁场造成的范艾伦辐射带)。GEO卫星位于地球上空35786公里(22236英里)处，在那里它们在24小时内完成一个轨道，因此保持固定在一个地点。如上所述，地球静止轨道只需3颗卫星就能覆盖全球，而近地轨道需要20颗或更多卫星才能覆盖整个地球，近地轨道需要10颗或更多卫星。此外，与LEO和MEO卫星通信需要地面跟踪天线，以确保卫星之间的无缝连接。

从GEO卫星上反射的信号大约需要0.22秒才能在地球轨道上传播光速从地球到卫星再返回。这种延迟给语音服务和移动等应用程序带来了一些问题电话．因此，大多数移动和语音服务通常使用LEO或MEO卫星，以避免信号延迟固有的GEO卫星的延迟。GEO卫星通常用于广播还有数据应用，因为它们可以覆盖更大的地面区域。

向太空发射卫星需要一个非常强大的多级火箭来推动它进入正确的轨道。卫星发射供应商使用专有的火箭从肯尼迪航天中心等地点发射卫星卡纳维拉尔角，佛罗里达州，拜科努尔哈萨克斯坦的航天发射场，库鲁法属圭亚那美国加州范登堡空军基地，西昌中国以及日本的种子岛。

卫星通信使用1-50千兆赫(GHz;1千兆赫= 1,000,000,000赫兹)用于发送和接收信号。频率范围或频带用字母来标识:(从低频到高频)L-， S-，C- - - - - -,X -,Ku- - - - - -,卡-、v带。卫星频谱的低频段(L-、S-和c波段)信号的传输功率较低，因此需要更大的天线来接收这些信号。该频谱中较高端的信号(X-， Ku-， Ka-和v波段)具有更大的功率;因此，直径只有45厘米(18英寸)的盘子都可以接收它们。这使得ku波段和ka波段频谱成为直接到家庭(DTH)广播的理想选择，宽带数据通信、移动电话和数据应用。

的国际电信联盟(ITU)是国际电联的专门机构联合国美国负责管理卫星通信。总部设在瑞士日内瓦的国际电信联盟负责接收和批准卫星轨道插槽的使用申请。国际电联每两到四年召开世界无线电通信大会，负责为世界不同地区的各种应用分配频率。各国电信监督管理机构执行这些法规，并向各种频率的用户颁发许可证。在美国管理频率分配和许可的监管机构是联邦通信委员会．