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星系統,制定了各別的建議值。C/N 比(Carrier To Noise Ratio)代表載波的信號功 率與雜訊功率的比值,用dB 分貝表示。在到達衛星接收機時的 CN 比,應該為

要獲得同樣的天線增益,採用的載波率越高,所需天線尺寸越小。這是衛星通訊 載波頻率,向高頻段發展的因素之一。

3.有效全向輻射功率 EIRP

衛星通訊中,地面站或衛星的發射能力,使用EIRP(Effective Isotropically Radiated Power)來表示,定義成(4.6)式所示。

) (NF=7dB),地面站接收機的典型雜訊溫度在 20K~1000K 範圍內。接收機輸入端 的雜訊功率,除了接收機內部引入的雜訊外,主要還有天線引入的外部雜訊,隨

6.傳輸損耗

(2)衛星的壽命:

2.地球同步衛星必須停留赤道高空 35786 公里的指定經度上。同步衛星經常發生 一些漂流。同步衛星必須裝設液體燃料的副推進系統。但是N2H4化學液體推 進器(Hydrazine Thruster)槽裡面的燃料連續使用 7 年後即將用盡。同步衛星無 法控制衛星在軌道上隨便漂流,而失去同步之功能。衛星之有效可利用率,因

(4)衛星可靠度 (Mean Time Before Failure)有關。假設繼續測試,等到所有零件發生故障,再設 第i 個零件經過時間 ti 後發生故障者可得(4.16)式

2.並聯法 置,為達成複式目的,可考慮使用串聯與並聯式(Series And Parallel Type)。

(5)衛星通訊電磁波

(4.21)式就是所謂的傳播方程式,LP可用(4.22)式表示之。

b.回波抑制器

us

RF

⎩⎨

Part II:低空軌道衛星通信系統

1.系統的構成 口局(Incoming Station)、匯接局(Tandem Office)等之間的連接通路工作頻率,標 準的頻率範圍為18~30GHz 之間的某頻段。

衛星上L 頻帶的波束是用相控陣列天線(Phased-Array Antenna)發出的,可以 形成48 個互不重疊的點波束,即在地面上形成 48 個覆蓋小區。其中,每個波束

低軌道衛星行動通信系統與地面蜂巢式行動電話系統的基本原理相似,都採

線、建立交換連接和斷線、公眾電話交換網路使用者提供各種帶內音和其它信 積編碼(Convoluotinal Encoding)加以保護。

3.傳輸鏈路

低軌道衛星行動通信系統有三種傳輸鏈路。第一條是衛星與衛星之間的通信 鏈路,稱星際鏈路 (Satellite-To-Satellite Link)。它工作在 K 波段,能提供 1300 條話路。當兩個使用者通信時不在一個衛星的覆蓋區內時,發使用者把資訊發至

5.系統的特點

(2)福爾摩沙衛星三號(FORMOSAT-3)

「福爾摩沙衛星三號(FORMOSAT-3)計畫」是由台灣與美國雙方政府授權執 行的一大型台美雙邊國際合作計畫,我方為「國家太空中心」 (National Space Organization,簡稱 NSPO)而美方為「大學大氣研究聯盟」 (University Corporation for Atmospheric Research,簡稱 UCAR)一起共同合作執行。計畫是國家太空中心 繼福爾摩沙衛星一號及二號後的第三個衛星發展計畫,為建立全球大氣即時觀測 網系統之先進技術發展計畫。本計畫又稱之為「氣象、電離層及氣候觀測星系」

(Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere and Climate),簡稱為 FORMOSAT-3/COSMIC 計畫。國家太空中心與美國大學大氣研究聯盟已經共同

福爾摩沙衛星三號計畫於2006 年發射,一次發射六顆微衛星(Micro-satellite)

,分佈於地球表面700~800 公里高之不同軌道中,分別圍繞著地球運轉,組成涵 蓋全球的低軌道微衛星星系系統,接收美國24 顆全球定位衛星(GPS)所發出的訊 號。利用先進「無線電掩星」(Radio Occultation)技術,觀測範圍涵蓋全球大氣 層及電離層氣象資訊,本計畫將每天提供全球平均2500 點的輸入資料值。這些

率,並推斷不同高度上的大氣密度資料。再由密度資料,研究人員將可以推算出

a.全球定位系統氣象量測儀 (GPS Occultation Experiment,簡稱 GOX) :每一顆 衛星上安裝四個GPS 天線,接收美國 24 顆 GPS 衛星之 L1 及 L2 頻段之電波 訊號,由電波訊號在穿過電離層和大氣層傳播時所受之折射量,進而推算電離 層和大氣層量電子密度、溫度、壓力、及水氣含量等相關的資料。GOX 酬載 由美國太空總署噴氣推進實驗室 (Jet Propulsion Laboratory,簡稱 JPL)及 Broad Reach Engineering 公司共同負責設計及製造。

b.小型電離層光度計 (Tiny Ionosphere Photometer,簡稱 TIP) :使用光譜頻段為 135.6 nm,推算沿衛星對著地球方向之電子密度總量。TIP 酬載由美國海軍研 究所(Naval Research Laboratory,簡稱 NRL) 負責。

c.三頻段信標儀 (Tri-Band Beacon,簡稱 TBB):使用 150、400、1067MHz 三個 頻段之同調無線電發射機(coherent radio transmitters)發射電波信號,經由分佈 各地之接收站接收後,推算在電離層高度(90~700 公里)之三維空間高解析度電 子密度場和總電子含量(Total Electron Content,簡稱 TEC)。TBB 酬載由 NRL 負責。

福爾摩沙衛星三號的發射載具為 Minotaur 火箭,由美國加州的范登堡向西 南方發射,進入500 公里高的暫駐軌道。第一顆衛星於發射後 12 分鐘脫離火箭,

六顆衛星在5 分鐘內一個個分離完畢。衛星與火箭分離 30 秒後隨即展開太陽能 板與通訊桿,姿態進入滾轉模式。在三個軌道之內,衛星的控制系統會使得衛星 姿態進入穩定狀態。發射後一個半鐘頭,福爾摩沙衛星三號衛星群會與位於美國 阿拉斯加的地面站進行通訊,這個地面站是透過台灣的多重任務中心來操控,此 時衛星群處於「信標模式」,即六顆衛星輪流發射信標訊號使得地面天線易追蹤 到衛星的位置。一旦福爾摩沙衛星三號操作團隊與衛星有通訊聯絡,操作團隊就 會對衛星作必要的設定,先對衛星本體作檢查,再對三項酬載儀器作檢查。

福爾摩沙衛星三號最後的星系是六個軌道面,每個軌道在赤道相距24 度。

在早期軌道由於六顆衛星搭載同一載具,六顆衛星此時是在同一個軌道面上,操 作團隊必須將衛星推進到不同的暫駐軌道,利用不同高度有不同進動的效應,使 得六顆衛星在發射一年之後會達到六個軌道面。發射後十三個月,經十二次的軌 道轉換,星系部暑完成。同時,當衛星進入暫駐軌道之後,除了在推進的時段之 外,全球定位系統氣象量測儀、小型電離層光度計、與三頻段信標儀都可以開始 他們的實驗任務,這些酬載儀器在暫駐軌道作量測與在任務星系作量測,最大的 不同在暫駐軌道的量測點無法達到全球均勻分佈的目標。