日凌中断通信现象的探讨
http://www.newdu.com 2025/05/26 08:05:18 人民教育出版社 佚名 参加讨论
日凌中断通信现象的探讨 湖北省远安县第一高级中学 郭家荣 湖北省远安县实验学校 邓俊华 卫星通信，就是利用通讯卫星作为中继站来转发无线电信号，实现两个或多个地面卫星站之间的通信，是现代通信技术和航天技术相结合并由计算机实现其控制的先进通信方式。它居高临下，视野开阔，不受地理条件的限制，也不受自然灾害的影响，只要在它的覆盖范围内，不论距离的远近，都可以实现通信。但是，在卫星通信过程中，地面卫星接收站（以下简称“地面站”）每年都要在春分和秋分前后遇上两次接收信号中断的现象，这种现象是太阳造成的，被人们称为“日凌中断通信”。 一、“日凌”为什么要中断通信？ “日凌”是太阳对某种事物的侵犯。众所周知，卫星通信是靠电磁波传递信息，地面站的接收天线总是对着通讯卫星，将卫星传来的信号会聚于抛物面天线的焦点上，经检波电路检波后进行放大处理的。目前我们普遍使用的通讯卫星都是在地球的赤道平面内距地面约3．6×107米的轨道上受地球万有引力作用绕地球转动的同步卫星（以下简称“卫星”）。其转动方向和周期与地球的自转方向和周期相同，相对地面静止，转一周为一昼夜；而地球又绕太阳在黄道平面内作近似正圆的椭圆运动，转一周为一年。从冬至到春分，地球绕地轴自转的赤道平面与绕太阳公转的黄道平面的夹角不断减小，从春分到夏至其夹角不断增大，从夏至到秋分其夹角又不断减小，从秋分到冬至又不断增大。或者说以地球为参照物，太阳在地球的南、北回归线之间作周期性运动。每年春分和秋分时节，地球自转的赤道平面和公转的黄道平面重合，地球、卫星、太阳在一条直线上。当通讯卫星处于太阳和地球之间的连线上，此时在零纬度的卫星星下点的地面站天线指向卫星，也正好对准了太阳，太阳辐射的强大电磁波干扰信号与卫星发出的正常信号处于同一方向，地面站的接收天线将干扰信号和正常信号均会聚于焦点，使检波系统无法把淹没在太阳强大干扰信号中的卫星信号区分出来，由卫星传送的无线电通信被迫中断，发生“日凌中断通信”现象。如果太阳辐射的电磁波干扰信号与卫星传送的通信信号不同方向，则地面站的抛物面天线就不会将太阳的干扰信号和卫星的通信信号同时会聚于焦点，就不会发生“日凌中断通信”现象。 二、我国何时发生日凌中断通信现象呢？ 地球距太阳约1．5×1011米，卫星距地面约3．6×107米，地球的半经约6．4×106米，卫星与太阳的距离比与地面的距离约大四千多倍，不同纬度的地面站与卫星、太阳连线与黄道平面的夹角变化不大，只有在春分和秋分前后地球、卫星、太阳三者才可能共线。中国处于地球的北半球，由于纬度不同，每当春分节前几天的白天，地球自转的赤道平面与绕太阳公转的黄道平面的夹角由北向南逐渐减小，卫星略高于黄道平面，北半球的地面站、卫星、太阳有时会处在一直线上，或者说太阳从南半球向北半球运动，我国从北到南先后出现“日凌中断通信”现象，纬度越高，发生的越早，但总是在春分节前发生；每当秋分节后几天的白天，地球转动的赤道平面与其公转的黄道平面的夹角由南向北开始增大，或者说太阳从北半球向南半球运动，北半球的地面站、卫星、太阳又会处于一直线上，这段时间我国又开始从南向北逐渐出现“日凌中断通信”现象，纬度越低，发生越早，但一定在秋分节过后发生。当然，日凌中断通信的条件是地球上的地面站与卫星、太阳处于同一直线上，由于地球、卫星、太阳三者的运动，处于同一直线上的时间毕竟很短，又由于经度的不同，各地每次出现“日凌中断通信”的时间也不尽相同。同一地面站的“日凌中断通信”现象一年内将遇到两次，每次持续的天数和每天持续的时间长短则根据地面站的地理位置和天线的大小的不同而不同，一般最多持续一个星期，每天持续5—10分钟，且发生在中午前后。 三、日凌中断通信现象能否避免呢？ 人们把日凌中断通信称为卫星通信的“死角”，是一种自然现象，不能避免。目前，世界各国在卫星通信过程中解决“日凌中断通信”的措施：一是避开。即根据卫星所处的位置，地面站所处的经纬度数，天线的直径，工作时的仰角，方位角等数值，预先计算出地面站出现“日凌中断通信”的具体日期和时间，提前预报，使重要业务通信尽量避开“日凌中断通信”的时间；二是通过另一颗通讯卫星工作。如每年的三月初，“日凌中断通信”现象将在我国部分地区的地面站发生，这期间中央要召开 “人代会”，为了顺利收看电视直播新闻，中央电视台和北京电视台同时直播新闻，当中央电视台使用的亚洲一号卫星临近“日凌”时，北京电视台使用的亚洲二号卫星仍能正常进行直播，使大会盛况和会议精神及时通过另一颗通讯卫星传递给千家万户的电视观众。 当然，随着科技的发展，不久的将来，日凌中断通信也许会有更有效、更科学的解决办法。 (责任编辑：admin) |
- 上一篇：机械能守恒定律与动量守恒定律的比较及应用
- 下一篇：能量教学中应注意的几个问题