【技术】哪些频段可适用于卫星通信？

时间： 2021-09-08 来源：优译

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ITU定义频段其中用于卫星通信的有：UHF、SHF和EHF频段，频率范围覆盖300MHz-300GHz。IEEE根据业务类型细化了频段划分，分为L频段、S频段、C频段、X频段、Ku频段和Ka频段，主要业务包括卫星定位、卫星通信、地面移动通信、雷达、空间通信等。

在ITU定义频段其中用于卫星通信的有：

UHF（Ultra High Frequency）或分米波频段，频率范围为300MHz-3GHz。该频段对应于IEEE的UHF（300MHz-1GHz）、L（1-2GHz）、以及S（2-4GHz）频段。UHF频段无线电波已接近于视线传播，易被山体和建筑物等阻挡，室内的传输衰耗较大。

SHF（Super High Frequency）或厘米波频段，频率范围为3-30GH。该频段对应于IEEE的S（2-4GHz）、C（4-8GHz）、Ku（12-18GHz）、K（18-27GHz）以及Ka（26.5-40GHz）频段。分米波，波长为1cm-1dm，其传播特性已接近于光波。

EHF（Extremly High Frequency）或毫米波频段，频率范围为30-300GHz。该频段对应于IEEE的Ka（26.5-40GHz）、V（40-75GHz）等频段。发达国家已开始计划，当Ka频段资源也趋于紧张后，高容量卫星固定业务（HDFSS）的关口站将使用50/40GHz的Q/V频段。

L频段

IEEE将1-2GHz频段称为L频段。该频段主要用于卫星定位、卫星通信以及地面移动通信。根据ITU的划分，卫星移动业务可使用：

（1）带宽为34MHz的1626.5-1660.5/1525-1559MHz上下行频段（其中，1535-1559MHz上行频段占据优先地位，下行频段为卫星移动业务专用）；

（2）带宽为7MHz的1668-1675/1518-1525MHz上下行频段（优先地位低于地面固定和移动业务）；

（3）带宽为16.5MHz的1610-1626.5MHz上行频段（占优先地位，其对应的下行频段为S频段2483.5-2800MHz）。

根据ITU的划分，卫星广播业务可使用带宽为40MHz的1452-1492MHz下行频段，其优先地位低于地面固定、移动和广播业务。Inmarsat等使用1525.0-1646.5MHz频段，Thuraya使用1525-1661MHz频段，铱星系统使用1616.0-1626.5MHz频段。很多国家将1452-1492MHz频段分配给数字声音广播业务，WorldSpace卫星声音广播系统使用其中的1468-1492MHz频段。地面移动通信系统多工作于800-900MHz、以及1800-1900MHz频段。此外，L频段还被众多地面和航空等业务所使用。

S频段

IEEE将2-4GHz频段称为S频段。该频段主要用于气象雷达、船用雷达、以及卫星通信。根据ITU的划分，卫星移动业务可使用：

（1）带宽为30MHz的1980-2100/2170-2200MHz上下行频段；

（2）带宽为16.5MHz的2483.5-2800MHz下行频段；其优先地位均低于地面固定和移动业务。

根据ITU的划分，卫星固定和移动业务可使用：带宽为20MHz的2670-2690/2500-2520MHz上下行频段，其优先地位交错低于地面固定和移动业务。根据ITU的划分：

（1）卫星固定和广播业务可使用带宽为15MHz的2520-2535MHz下行频段（其优先地位交错低于地面固定和移动业务）；

（2）卫星广播业务可使用带宽为120MHz的2535-2655MHz下行频段（优先地位低于地面固定和移动业务）；

（3）卫星固定和广播业务可使用带宽为15MHz的2655-2670MHz下行频段（其优先地位交错低于地面固定和移动业务）。

Inmarsat和Eutelsat将1.98-2.01/2.17-2.20GHz频段用于卫星移动业务。美国NASA用S频段用于航天飞机和国际太空站与地面的卫星中继业务，FCC将2.31-2.36GHz频段分配用于卫星声音广播。印尼等国家将2.5-2.7GHz频段用于DTH业务。2.6GHz频段也被很多国家分配用于声音和电视节目的卫星移动广播业务。地面无线网络工作于2.4GHz频段，WiMAX工作于3.5GHz频段。S频段的可用带宽较窄，地面终端天线的指向性较差，因此，S频段卫星通信的轨位和带宽资源有限。根据ITU先占先用的协调惯例，新入行者几无可能使用相关频率资源。

C频段

IEEE将4-8GHz频段称为C频段。该频段最早分配给雷达业务，而非卫星通信。商用通信卫星是从C频段起步的。早在1960年代，就有Intelsat卫星采用C频段全球波束和半球波束，提供国际电话和电视转播等越洋通信业务。当时的Intelsat A标准地球站的天线口径为15-30.5m。

在亚太地区，固定卫星业务多使用5850-6425/3625-4200MHz频段，带宽为575MHz，简称为6/4GHz频段。固定卫星业务也可使用6425-6725/3400-3700MHz，带宽为300MHz的扩展C频段。随着地面通信业务量的增长，3400-3700MHz卫星下行频段正在被地面业务逐渐侵蚀中。

C频段通信卫星多使用尽可能覆盖可见陆地的赋型波束，EIRP可达45dBW。

C频段卫星通信的双向小站通常使用2.4-3m天线。
C频段的传播条件比较稳定，几乎不受降雨衰耗影响。
常规C频段也被地面微波中继业务所使用，卫星地球站选址不当时，易受地面微波干扰。

随着地面通信业务的发展，原用于卫星通信的C频段频率资源有逐渐被地面通信业务侵占的趋势。

X频段

IEEE将8-12GHz频段称为X频段。X频段主要用于雷达、地面通信、卫星通信、以及空间通信。雷达多工作于7.0-11.2GHz频段。卫星通信多使用7.9-8.4/7.25-7.75GHz频段，简称为8/7GHz频段。该频段通常被政府和军方占用。有些国家将10.15-11.7GHz频段用于地面通信。

Ku频段

IEEE将12-18GHz频段称为Ku频段。Ku频段主要用于卫星通信，NASA的跟踪和数据中继卫星也用该频段与航天飞机和国际空间站作空间通信。

卫星通信分为固定卫星业务（FSS）和广播卫星业务（BSS）。在亚太地区，固定卫星业务多使用14.0-14.25/12.25-12.75GHz频段，简称为14/12GHz频段；固定卫星业务也可使用上行为13.75-14GHz、下行为10.7-10.95和11.45-11.7GHz的扩展Ku频段；广播卫星业务通常使用带宽为500MHz的11.7-12.2GHz下行频段。

Ku频段通信卫星多使用区域波束，EIRP在55dBW上下。也有高吞吐量通信卫星（HTS）使用Ku频段复合点波束，其EIRP可达60dBW。

Ku频段卫星通信的双向小站通常使用1.8-3m天线，便携式终端的天线可为1m上下，电视广播的单收天线可小到0.5m。

与C频段相比，Ku频段的天线增益较高，可使用较小口径的地面天线；但因其波长较短，易受降雨衰耗影响。

Ka频段

IEEE将18-27GHz频段称为K频段，将26.5-40GHz频段称为Ka（K above）频段。因为相关频段最容易受降雨衰耗影响，且因频率过高而不容易使用，在早期被划分用于雷达业务和实验通信。

卫星通信可使用27.5-31/17.7-21.2GHz频段，简称为30/20GHz频段。高吞吐量通信卫星（HTS）多将27.7-29.5/17.7-19.7GHz频段分配给关口站，将29.5-30.0/19.7-20.2GHz分配给用户点波束。

早期Ka频段通信卫星多使用区域波束和可移动点波束，EIRP为50-60dBW。HTS卫星多使用多色频率复用的密集点波束，其EIRP可达60dBW或更高。

HTS卫星的用户终端可使用0.75m天线，其收/发速率可达50/5Mbps。

Ka频段的波长接近于雨滴直径，降雨衰耗最为严重，南方多雨地区很难避免短时间的通信中断。

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