书城科普读物百科知识-科普新课堂:现代武器
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第40章 遍及全球的卫星通信

公元前490年,希腊人在马拉松平原同敌军作战取得了胜利,士兵菲迪皮茨从马拉松平原不停歇地跑到雅典(全程41195千米),报捷后立即死亡。为了纪念历史上这一事迹,1896年在希腊雅典举行的近代第一届奥林匹克运动会中,就用这个距离作为一个竞赛项目,定名为马拉松赛跑。如今马拉松赛跑已成为人类坚韧与耐劳的象征,很少有人会想到那是由于当时通信手段的落后造成的悲剧。

历史上由于通信落后,导致信息传播极其缓慢。1492年哥伦布发现了新大陆,执政的西班牙皇后是在半年多以后才得到这一消息的。1865年美国总统林肯惨遭暗杀,当时号称工业先进的英国是事后第13天才获悉的。但是随着电报、电话、电视的发明,尤其是通信卫星的出现,使通信手段发生革命性的飞跃。到了20世纪,情况发生了巨大的变化:1969年美国“阿波罗”登月舱把人送到了月球上。这一惊天的消息,只用了13秒就传遍了全世界。而今,许多重大事件如航天飞机发射、海湾战争实况、联合国大会召开的盛况、奥运会激烈的比赛等,都能够在全球实时地获得最新的消息。通信卫星这个可靠的太空“信使”,可以说是神通广大,本领高强。在它覆盖的范围内,不论是空中、地面、海上还是沙漠,都能构成高效率的通信网,进行高质量的实时通信或电视传输。

实际上卫星通信也是一种接力通信,只不过它把接力站设在卫星上罢了。为了使这个接力通信可靠地工作,就要求卫星的位置相对不动。这就要求把卫星发射到赤道上空35800千米的高空,并且用与地球相同的速度旋转,使这个卫星与地面相对位置保持不变(称为“地球同步卫星”)。卫星上装有接收和发送设备,把来自地面一端的信号接收下来,经过放大后又发回地面另一端。卫星离地面很高,所以发回来的信号可以覆盖一个很大的面积。只要3个通信卫星,就可以实现全球通信。可见,通信卫星实际上就是一个悬挂在空中的通信中继站。它居高临下,视野开阔,只要在它的覆盖照射区以内,不论距离远近都可以通信。

那么,通信卫星是怎样工作的呢?从地面站发出无线电信号,这个微弱的信号被卫星上的通信天线接收后,首先在通信转发器中进行变频和功率放大,然后再由卫星的通信天线把放大后的无线电信号发向另一个地面站,从而实现两个地面站或多个地面站的远距离通信。

举一个简单的例子:如北京市某甲用户要通过卫星与大洋彼岸的另一乙用户打电话,先要通过长途电话局,由电话局把用户电话线路与卫星通信系统中的北京地面站连通,地面站把电话信号发射到卫星,卫星接到这个信号后通过功率放大器,将信号放大转发到大西洋彼岸的地面站,地面站把电话信号取出来,送到受话人所在的城市长途电话局,经该局转接至乙用户。

随着航天技术日新月异的发展,通信卫星的种类也越来越多。按服务区域划分,有全球、区域和国内通信卫星;按用途分,有一般通信卫星、广播卫星、海事卫星、跟踪和数据中继卫星以及各种军用卫星等。