我們知道,對于衛(wèi)星通信系統(tǒng),其系統(tǒng)主要應(yīng)是由通信衛(wèi)星和地球站及它們之間的鏈路所構(gòu)成。地球站是系統(tǒng)的重要網(wǎng)元,它既建立與通信衛(wèi)星的連接,同時與地面通信網(wǎng)絡(luò)之間建立接口,特別是衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)通信地球站。那么,對于地球站,在ITU-R的《無線電規(guī)則》中是歸類于電臺類術(shù)語的,其定義為:位于地球表面或地球大氣層主要部分以內(nèi)的電臺,可擬用于:一個或多個空間電臺通信;或:通過一個或多個反射衛(wèi)星或空間其它物體與一個或多個電臺進(jìn)行通信。
一、地球站的分類方法
在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中,對于地球站的分類方法可以從不同的角度去分類,因此,分類方法有多種。這里重點介紹下述兩類分類方法:
1、按地球站適用于不同無線電業(yè)務(wù)的分類法
根據(jù)前述《無線電規(guī)則》中關(guān)于地球站的定義,地球站實質(zhì)上就是衛(wèi)星通信的地面站,它可位于陸地(地面或車載)、水上(船載)或大氣層(機載或航空器載)中。鑒于此,在ITU-R的《無線電規(guī)則》中共給出了十種有關(guān)“地球站”的術(shù)語及定義,它們之間的分類關(guān)系可詳見下圖1-1-1;其術(shù)語和定義匯總于下表1-1中。注意:我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13622《無線電管理術(shù)語》,依據(jù)《無線電規(guī)則》中術(shù)語一章也給出了相同的相關(guān)地球站方面的術(shù)語與定義。
圖 1-1-1:“地球站”方面的術(shù)語間的分類關(guān)系
表 1-1:“地球站”方面的術(shù)語與定義
欲詳細(xì)了解上述相關(guān)文件中術(shù)語與定義的請進(jìn)入:《無線電規(guī)則》;GB/T 13622
由上圖和上表可知,地球站依據(jù)所適用的無線電業(yè)務(wù)可分類為陸地地球站類和移動地球站類兩大類。陸地地球站可用于衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)有時也用于衛(wèi)星移動業(yè)務(wù),它又包括基地地球站、海岸地球站和航空地球站。移動地球站是用于衛(wèi)星移動業(yè)務(wù)的,它又包括陸地移動地球站(衛(wèi)星陸地移動業(yè)務(wù))、船舶地球站(衛(wèi)星水上移動業(yè)務(wù))、航空器地球站(衛(wèi)星航空移動業(yè)務(wù))、衛(wèi)星應(yīng)急示位無線電信標(biāo)(衛(wèi)星移動業(yè)務(wù)的一種地球站,用于搜索和救援工作)。下圖1-1-2展示了陸地地球站類和移動地球站類間的對應(yīng)關(guān)系(共同點與區(qū)別點)。
圖 1-1-2:陸地地球站類和移動地球站類間的對應(yīng)關(guān)系
欲具體了解相關(guān)無線電業(yè)務(wù)介紹的請進(jìn)入。
另外,依據(jù)上述相關(guān)地球站的定義,地球站還可按其移動性來分類,可分為:固定地球站、可搬移式地球站或便攜式地球站、車載地球站、船載地球站、機載地球站、航空器載地球站等。
2、按地球站適用于不同業(yè)務(wù)性能能力的分類法(衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)地球站)
上述第1種分類法是針對所有衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的分類法。而對于衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)地球站,可按照其適應(yīng)于不同的通信業(yè)務(wù)和性能能力進(jìn)行分類,將其分為四類,即一類地球站;二類地球站;三類地球站和四類地球站。實質(zhì)上,這種分類屬于等級分類,一類地球站的通信能力最強,依次次之。下述將專門介紹其分類情況。
二、衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)地球站按業(yè)務(wù)性能能力的分類要求
需要說明的是,對于衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)通信系統(tǒng),現(xiàn)在我國使用的工作頻率是C頻段(6/4GHz)、Ku頻段(14/11~12GHz)和Ka頻段(30/20GHz)三個頻段。目前我國僅規(guī)定了工作在C頻段和Ku頻段的各自四個等級分類類別;Ka頻段地球站的分類待定。
欲詳細(xì)了解衛(wèi)星通信系統(tǒng)工作頻段規(guī)定要求的請進(jìn)入。
特別是,衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)地球站按業(yè)務(wù)性能能力的分類,其分類方法最直接依據(jù)的是地球站的品質(zhì)因數(shù)(G/T)值的大小。為此,這里首先介紹一下品質(zhì)因數(shù)(G/T)的概念。
1、關(guān)于地球站的品質(zhì)因數(shù)(G/T)
對于衛(wèi)星通信系統(tǒng),為了保證接收信號的質(zhì)量,接收系統(tǒng)必須有足夠的載噪比,當(dāng)工作頻率、信號形式、衛(wèi)星和地球站位置確定后,信號的傳輸以及接收系統(tǒng)的噪聲等效帶寬也就基本確定,這樣載噪比就決定于發(fā)端的等效全向輻射功率(EIRP)及收端的品質(zhì)因數(shù)(G/T)。我們把接收天線增益與接收系統(tǒng)總的等效噪聲溫度比G/T的分貝值(單位為dB/K),稱為接收系統(tǒng)品質(zhì)因數(shù)或性能因數(shù)。其中:G為低噪聲放大器輸入端天線增益(dBi);T為低噪聲放大器輸入端接收系統(tǒng)噪聲溫度(絕對溫度K)。因此,品質(zhì)因數(shù)G/T是一個地球站在接收狀態(tài)時的最基本特性參數(shù),品質(zhì)因數(shù)G/T將受到天氣、風(fēng)量及天線仰角等條件的制約。
2、GB/T 12364的分類要求
在我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12364-2007《國內(nèi)衛(wèi)星通信系統(tǒng)進(jìn)網(wǎng)技術(shù)要求》中,根據(jù)地球站接收系統(tǒng)G/T值的大小,將衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)并工作于C頻段和Ku頻段的地球站分別規(guī)定了4個等級,具體詳見下表2-2。
表 2-2:衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)地球站的等級分類(包括C頻段和Ku頻段的)
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3、YD/T 5050-2018的分類及其業(yè)務(wù)能力的要求
在我國通信行業(yè)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 5050-2018《國內(nèi)衛(wèi)星通信地球站工程設(shè)計規(guī)范》中,從衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)通信系統(tǒng)工程建設(shè)的角度,不僅給出了其地球站的分類要求,同時給出了相應(yīng)類別地球站的業(yè)務(wù)能力要求,以指導(dǎo)我國衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組網(wǎng)建網(wǎng)。其相關(guān)地球站的分類要求與GB T 12364-2007的要求基本類同,仍然是依據(jù)品質(zhì)因數(shù)(G/T)的大小,但其要求內(nèi)容更加豐富,諸如包括相應(yīng)類別地球站的天線尺寸配置、適用范圍要求等。其中:工作在C頻段和Ku頻段的地球站分類要求分別詳見下表2-3-1和表2-3-2。
表 2-3-1:我國C頻段衛(wèi)星通信地球站的分類及要求
表 2-3-2:我國Ku頻段衛(wèi)星通信地球站的分類及要求
需要指出的是:對于Ku頻段地球站的分類要求的表2-3-2,YD/T 5050-2018執(zhí)行的是國際衛(wèi)星組織地球站標(biāo)準(zhǔn)(Intelsat Earth Station Standards)的IESS-203(C標(biāo)準(zhǔn)地球站)和IESS-205(E標(biāo)準(zhǔn)地球站)的規(guī)定。
在YD/T 5050-2018中,專門給出了C頻段和Ku頻段各類別衛(wèi)星通信地球站的業(yè)務(wù)能力要求,具體匯總于下表2-3-3中。
表2-3-3:我國C頻段和Ku頻段衛(wèi)星通信地球站的業(yè)務(wù)能力要求
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欲進(jìn)一步了解各類地球站的天線尺寸性能指標(biāo)及業(yè)務(wù)類型的請進(jìn)入。