通信卫星

实用通信卫星均为转发型有源通信卫星，装有通信转发器和天线，对接收到的信号进行变频、放大和转发。反射型无源通信卫星的反射信号太微弱，没有实用价值。

通信卫星是世界上应用最早、最广的卫星之一，许多国家都发射了通信卫星。通信卫星一般由卫星结构、电源系统、温控系统、姿控系统、天线系统、转发器系统等组成。

按轨道可分为静止通信卫星和非静止通信卫星；按服务区域不同可分为国际通信卫星、区域通信卫星和国内通信卫星

按用途可分为专用通信卫星和多用途通信卫星，前者如电视广播卫星、军用通信卫星、海事通信卫星、跟踪和数据中继卫星等，后者如军民合用的通信卫星，兼有通信、气象和广播功能的多用途通信卫星等。

1958年12月，美国发射世界上第一颗试验通信卫星“斯科尔”，开始了卫星通信实验阶段。

1963年美国和日本通过“中继1号”卫星第一次进行了横跨太平洋的电视传输。

1964年8月19日，美国把“辛康3号”卫星直接送入国际日期变更线附近的赤道上空，使之成为第一颗真正的静止通信卫星，并利用这颗卫星成功地转播了东京奥运会的实况。

1965年发射地球轨道通信卫星“国际通信卫星”Ⅰ号，卫星通信进入实用阶段。

70年代，通信卫星进一步向专业化方向发展，出现了各种专用通信卫星。

到1984年底，世界各有关国家共发射了670多颗通信卫星，其中地球同步通信卫星有179颗。使用卫星通信的国家和地区已达170多个，卫星通信已成为现代通信的重要手段。

前苏联的通信卫星命名为“闪电号”，包括闪电1、2、3号等。由于前苏联国土辽阔，“闪电号”卫星大多数不在静止轨道上，而在一条偏心率很大的椭圆轨道上。

中国于1984年和1986年先后发射了一颗地球同步试验通信卫星和一颗地球同步通信卫星。

在通信卫星出现之前，地球上远距离的两地之间要进行通信有两种方法；一种是利用电缆，另一种是用地面无线电设备。

50年代末，人造地球卫星上天以后，人们很快就想到，在远距离通信中可以利用人造卫星。美国于1960年8月发射了第一颗这样的卫星。这颗卫星直径是30米，取名“回声1号”。

最初，人们只能发射离地面几千公里高的通信卫星。这种通信卫星保持在地面通信站上空的时间很短，一昼夜里面可通信时间总共只有几十分钟。后来，人们发射了一种大椭圆轨道的通信卫星，把卫星从远地点拉到离地面30000多公里的高空。这种卫星保持在地面通信站上空的时间一昼夜可以达到十几小时，但是还不能达到全天通信。1963年2月，美国首先发射了一个地球同步轨道的通信卫星。地球同步轨道卫星能“固定”在地球赤道上空的某一点，当这种卫星在地面通信站上空的时候，就能达到24小时的连续通信。从理论上说，如果沿地球赤道上空均匀布置三颗地球同步轨道的通信卫星，那么，除两极地区以外，几乎可以达到全球连续通信。

由于地球同步轨道通信卫星具有这样优越的通信条件，因此，它是近40多年来发展最迅速的一种人造地球卫星，并且变成了商用通信工具。1964年8月，正式成立了由8个国家参加的“国际通信卫星财团”。从1965年4月到2003年，由这个财团提供经费，由美国研制发射了9种型号的国际通信卫星。使用国际通信卫星的国家已经有100多个。

最能体现通信卫星技术水平的是国际通信卫星9号。该系列卫星是由美国劳拉空间系统公司建造的FS1300型高功率大容量通信卫星。国际通信卫星9号发射重量为4680千克，在轨设计寿命为13年，装有44个C波段转发器和12个Ku波段转发器。C波段设计有全球波束、半球波束和区域波束，Ku波段设计有两个高功率点波束，两种转发器可覆盖不同的区域。该卫星为用户提供的服务包括因特网、电话、电视、企业网服务以及天地混合网解决方案等。国际通信卫星9号共计发射了7颗。从服务内容上讲，通信卫星的发展趋势之一是建立移动卫星通信网。

其他的移动卫星通信网还有：国际海事卫星组织在20世纪末期发射的国际移动卫星系统，美国移动卫星公司和加拿大TMI公司经营的北美移动通信卫星，印度尼西亚PSN牵头发射的亚洲蜂窝卫星，美国轨道科学公司和加拿大全球通信公司共同组建的全球卫星通信星座（Orbcomm），美国劳拉公司和高通公司共同组建的全球星（Globalstar）全球移动卫星通信系统等。

通信卫星的发展趋势是：采用频率复用技术，引入更高频段和发展星上信息处理技术，以增大通信容量和简化通信终端设备，开辟新的通信业务和降低费用，将进一步向提高保密性、抗干扰性、灵活性和生存能力发展。

作为无线电通信中继站。通信卫星像一个国际信使，收集来自地面的各种“信件”，然后再“投递”到另一个地方的用户手里。由于它是“站”在36000公里的高空，所以它的“投递”覆盖面特别大，一颗卫星就可以负责1/3 地球表面的通信。如果在地球静止轨道上均匀地放置三颗通信卫星，便可以实现除南北极之外的全球通信。当卫星接收到从一个地面站发来的微弱无线电信号后，会自动把它变成大功率信号，然后发到另一个地面站，或传送到另一颗通信卫星上后，再发到地球另一侧的地面站上，这样，我们就收到了从很远的地方发出的信号。

通信卫星一般采用地球静止轨道，这条轨道位于地球赤道上空35786公里处。卫星在这条轨道上以每秒3075米的速度自西向东绕地球旋转，绕地球一周的时间为23小时56分4秒，恰与地球自转一周的时间相等。因此从地面上看，卫星象挂在天上不动，这就使地面接收站的工作方便多了。接收站的天线可以固定对准卫星，昼夜不间断地进行通信，不必像跟踪那些移动不定的卫星一样而四处“晃动”，使通信时间时断时续。现在，通信卫星已承担了全部洲际通信业务和电视传输。

地球静止轨道通信卫星虽然具有覆盖面积大、控制简单等一系列的优越性，但是也有其不足之处。地球静止轨道只有一条，在这一条轨道上不可能放置太多的卫星，否则它们之间会产生无线电干扰，因而其轨道资源十分紧张。世界上越来越多的国家为建立自己独立的卫星通信系统竞相向地球上空的静止轨道发射自己的通信卫星。50多年来，全世界已经发射的航天器达6000多颗，其中绝大多数是卫星。由于静止卫星数目的不断增加，致使有限的地球静止轨道上挤满了通信卫星，特别是在欧洲、印度洋和美洲的三个静止轨道弧段内，轨道不足的矛盾日益尖锐。按照以往的卫星技术，两颗静止卫星间隔在1度以上，信号干扰强度才不致影响通信质量。后来随着卫星技术的提高，特别是抗干扰能力的增强，两颗相邻卫星的间隔可以缩短，但也不能无限靠近。因此，静止轨道所能容纳的通信卫星数量仍然是有限。

通信卫星能够产生巨大的经济效益与社会效益。

应用通信卫星可产生直接效益、二次效益和三次效益。直接效益是指直接经营通信卫星业务的部门产生的效益，二次效益是指直接应用通信卫星的部门如通信部门产生的效益，三次效益是指通信终端用户产生的效益。

国际通信卫星组织承担了60%以上的国际通信业务，年收益达5亿美元。通信部门使用国际通信卫星使通信工业的年收益达80亿美元，这些二次收益比直接收益放大了15倍。卫星通信的发展能够促进社会整体通信产业的发展。

以卫星电视教育来说，无论对于发展中国家还是发达国家都十分重要。它可以解决边远地区师资缺乏、教育设施差的问题，对普及教育和培养师资都起到了很大的作用。通过卫星开展电视教育，可以对广大农村和边远地区进行文化和科技知识教育，对于农业经济的发展起到了巨大的作用。通信卫星在电视教育、医疗卫生、文化娱乐、灾害预报等方面产生的效益十分巨大，对社会的进步起到了重大的作用，而且影响非常深远。

海事卫星通信系统(system of maritime satellite communications)是使用通信卫星作为中继站的船舶无线电通信系统。其特点是质量高，容量大，可全球、全天候、全时通信。美国于1976年先后向大西洋、太平洋和印度洋上空发射了三颗海事通信卫星，建立了世界上第一个海事卫星通信站，主要容量服务于海军 。1979年7月国际海事卫星组织成立 ，并于1982年建立了国际海事卫星通信系统，成为第一代国际海事卫星通信系统。海事卫星通信系统虽然造价昂贵，但因其有许多优点，而发展前景广阔。

海事卫星通信系统是由通信卫星、岸站和船站三大部分组成。①海事通信卫星。它是系统的中继站，用以收、发岸站和船站的信号。卫星布设于太平洋、大西洋和印度洋三个洋区，采用静止轨道卫星，卫星可提供电话、电报、传真和共用呼叫服务。②岸站。它是设在海岸上的海事卫星通信地球站，起通信网的控制作用，设有天线等设备，岸台可与陆上其他通信网相连通。③船站。它是装在船上的海事卫星通信地球站，是系统的通信终端，装备有抛物面天线等设备，电话通信采用调频方式，电报通信采用移相键控调制方式。每颗通信卫星的通信容量的分配是由指定岸站的网络协调站负责分配卫星通信信道。电报信道预先分配给各岸站，由其负责分配与船站进行电报通信的时隙。电话信道由网络协调站控制，由船站、岸站进行申请后分配。