作者：张建飞
出版社：人民邮电出版社
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航天测量船卫星通信地球站技术试读：
前言
卫星通信是当今海上船舶船岸通信的重要手段，航天远洋测量船船载卫星通信地球站（以下简称船载卫通站）包含信道终端、天线结构、伺服驱动和系统监控四大部分。信道终端部分除了具有普通卫星地球站所有的链路设备和功能之外，还具有各单元双机热备份、智能或人工主备切换、抗干扰、防震动等船载卫通站特点；天线结构部分具有防水、防盐雾和防腐蚀、抗风、抗振动和抗扭曲等特点；伺服驱动部分具有天线状态控制、陀螺稳定平台、目标方向自跟踪等特点；系统监控部分具有本站监控和远程监控、智能故障诊断和处理等功能。拥有一套性能优良的天线伺服驱动及稳定跟踪系统是船载卫通站区别于其他一般陆地卫通站的显著特点。
本书共分14章。第1章为绪论，介绍了卫星通信及船载卫通站的基本概念和特点。第2章为卫星通信基础，介绍了电波传输、通信卫星、卫星通信体制、差错控制及基本技术参数。第3章为天线与馈源技术，介绍了抛物面天线、船载天线座架及微波馈源网络技术。第4章为信道传输技术及设备，介绍了调制解调与编码、变频器等技术。第5章为站监控技术，介绍了站内监控与集中监控技术及其设计。第6章为卫星通信链路计算，介绍了卫星通信电波特性和链路计算方法。第7章为天线伺服技术，介绍了伺服系统的分类、基本组成和工作原理，船载卫通站伺服系统体制和基本构成。第8章为位置检测系统，介绍了感应同步器和轴角检测与编码技术。第9章为驱动与传动技术，介绍了步进、直流和交流伺服系统，传动间隙的影响及其补偿等技术。第10章为船摇隔离技术，介绍了船摇隔离及稳定技术，外引导隔离和陀螺环路的预期特性。第11章为天线跟踪技术，介绍了船载卫通站天线常用的程序、步进、圆锥扫描和单脉冲跟踪的几种跟踪方式，同时介绍了天线极化与极化跟踪、海上动态校相技术。第12章为天线伺服传动系统故障预警技术，介绍了船载站天线故障预警系统方案设计及相关技术。第13章为船载卫通站指标测试，介绍了船载卫通站伺服系统和信道系统及主要终端设备的指标测试方法。第14章为船载卫通站常用仪器、仪表，主要介绍了频谱分析仪、误码测试仪、信号发生器、数字示波器等仪器的主要功能、性能和基本操作。
本书根据作者所掌握的基础理论和专业理论知识，结合长期的工作实践经验，对船载卫通站技术进行了论述。在编写本书过程中，得到中国电子科技集团公司第五十四研究所、北京跟踪与通信技术研究所、中国交通通信信息中心和中国卫星海上测控部的大力支持，汪春霆、周兆清、张振庄、张文静、秦顺友和韩文泽等同志对书稿编写方案提出宝贵意见并提供了大量资料素材，赵文华、周锦标、刘冰、傅敏辉和瞿元新等同志对编写工作进行了指导，黄昆、丁广、林习良等同志对书稿进行了审阅和校正，许生旺、童咏章、李志刚、沈小青、高申翔、田兆平、孔令志、陈小青、周启荣、昌纪师等同志对编写工作提供了帮助，在此我表示衷心的感谢。
由于作者水平有限，书中难免存在疏漏和错误，敬请读者批评指正。作者2018年9月第1章 绪论1.1 卫星通信简介1.1.1 卫星通信基本概念
卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发或反射无线电波，在两个或多个地球站之间进行通信。它是宇宙通信形式之一。
通常，以宇宙飞行体或通信转发体为对象的无线电通信称为宇宙通信。它包括3种形式：①地球站与宇宙站之间的通信；②宇宙站之间的通信；③通过宇宙站的转发或反射进行地球站之间的通信。通常人们把第3种形式称为卫星通信。这里的地球站是指设置在地球上（包括地面、水面和低层大气中）的无线电通信站。把用于实现通信目的的人造卫星称为通信卫星。图1-1所示为一种比较简单的卫星通信系统。它使用3颗卫星，卫星通信的波束覆盖了全部通信站所在的地域，各站通信天线均指向卫星，各站通过卫星转发来进行通信。当卫星的运行轨道属于低轨道，并且只能利用一颗卫星进行通信时，那么相距较远的两个地球站便不能同时“看”到卫星了。这时，如果要进行远距离实时通信，必须利用多颗低轨道卫星，这种系统就是通常所说的低轨道移动卫星通信系统；否则，只能采用延迟转发方式，这种系统则称为延迟转发式卫星通信系统。当卫星运行轨道较高时，相距较远的两个地球站便可同时“看”到卫星，并且可将一个地球站发出的信号，经卫星处理后，立即转发给另一地球站。因此，这种系统称为立即转发式卫星通信系统。
当卫星的运行轨道在赤道平面内，其高度大约为35 786km时，它的运行方向与地球自转的方向相同，围绕地球一周的公转周期大约为24h，和地球自转的周期相等（也称同步）时，从地球上看去，卫星如同静止一样，所以称其为静止卫星。利用静止卫星作中继站组成的通信系统称为静止卫星通信系统或同步卫星通信系统。若以120°的等间隔在静止轨道上配置3颗卫星，则在地球表面除了两极地区未受到卫星天线波束的覆盖外，其他区域均在覆盖范围之内，而且其中一部分区域还是两个静止卫星天线波束覆盖的重叠地区。因此，借助于重叠地区内地球站的中继，便可以实现在不同卫星覆盖区的地球站的通信。这样，只要用3颗等间隔配置的静止卫星就可以实现全球通信。这一特点显然是任何其他通信手段所不具备的。目前，由国际通信卫星组织（Intelsat）负责建立的世界卫星通信系统就是利用静止卫星实现全球通信。该全球通信网担负着80％的国际通信业务和全部国际电视转播业务。图1-1 卫星通信系统示意1.1.2 卫星通信系统的分类
卫星通信系统，可从以下几个方面进行分类。（1）按卫星相对地面运行轨道分类
• 地球同步静止轨道卫星通信系统（GEO）；
• 非同步轨道卫星通信系统（包括中高轨道：MEO；低高轨道：LEO）。（2）按通信覆盖区的范围分类
• 国际卫星通信系统；
• 国内卫星通信系统；
• 区域卫星通信系统。（3）按卫星制式分类
• 随机卫星通信系统（是指卫星高度为数千至一万千米的不同随机轨道卫星）；
• 相位卫星通信系统（轨道上有若干卫星等间隔地运行）；
• 静止卫星通信系统。（4）按用户性质分类
• 公用（商用）卫星通信系统；
• 专用卫星通信系统；
• 军用卫星通信系统。（5）按业务种类分类
• 固定业务卫星通信系统；
• 移动业务卫星通信系统；
• 广播业务卫星分发系统；
• 科学试验卫星系统。（6）按多址方式分类
• 频分多址卫星通信系统；
• 时分多址卫星通信系统；
• 空分多址卫星通信系统；
• 码分多址卫星通信系统；
• 混合多址卫星通信系统。（7）按基带信号体制分类
• 数字制卫星通信系统；
• 模拟制卫星通信系统。（8）按使用频段分类
• 特高频（UHF）卫星通信系统；
• 超高频（SHF）卫星通信系统；
• 极高频（EHF）卫星通信系统；
• 激光卫星通信系统。
也有按UHF、L、C、X、Ku、Ka频段区分卫星通信系统。（9）按卫星转发器处理能力分类
• 透明转发器卫星通信系统；
• 处理、交换、抗干扰转发器卫星通信系统。（10）按卫星重量大小分类
大小卫星没有确切的定义，通常按卫星重量区分。
• 重量大于1000kg的卫星称为大卫星，它组成的通信系统为大卫星通信系统；
• 重量小于500kg的卫星称为小卫星，它组成的通信系统为小卫星通信系统。1.1.3 卫星通信工作频段
卫星通信中工作频段的选择是一个十分重要的问题，它将影响系统的传输容量、地球站及卫星转发器的发射功率、天线尺寸和设备的复杂程度。影响无线电波传输的自然因素很多，例如地球表面的特性，大气层内对流层电学特性的不均匀性，大气中的雾、云、雨、雪等。目前，考虑到各种传输因素的影响以及业内有关规范，卫星工作频段选择在下列频段。
• UHF频段，400/200MHz；
• L频段，1.6/1.5GHz；
• C频段，6.0/4.0GHz；
• X频段，8.0/7.0GHz；
• Ku频段，14.0/12.0GHz（或14.0/11.0GHz）；
• Ka频段，30.0/20.0GHz。
卫星通信在现有技术的基础上，大多选择在1～10GHz范围内为最佳，而最理想的频率在C频段（6/4GHz）附近。该频带带宽较宽，便于利用成熟的微波中继通信技术，而且由于工作频率较高，天线尺寸也较小。目前固定业务使用的频段多为C频段。
C频段常用的500MHz带宽内，又可以被分成很多个卫星转发器带宽。例如，可将C频段的500MHz带宽划分成12个转发器带宽，每个转发器的额定带宽为36MHz，中心频率的间隔为40MHz。另外，也有转发器带宽为54MHz或72MHz的。现代卫星通信采用频率复用技术，以增加500MHz带宽内的转发器数目。频率复用可以通过正交极化的方式来实现。通过正交极化来实现频率复用时，转发器工作在不同的极化状态。如相邻频率一个工作在水平极化，一个工作在垂直极化状态。两种极化状态隔离度可以在30dB以上。由于将正交极化转发器的中心频率交错排列，射频载波只有一个边带能量重叠。采用正交极化技术，卫星在有效的500MHz带宽内转发器数目可扩大一倍。我国东方红三号卫星有24个转发器，应用正交极化技术。正交极化的另一种形式是左旋圆极化与右旋圆极化，同样能起到频率复用的作用。
按照WARC-92（1992年世界无线电通信行政大会）和国际电信联盟（ITU）规定，C频段卫星通信频带带宽由500MHz扩展到575MHz，所以相应的卫星通信上行频率为5850～6425MHz，下行频率为3625～4200MHz。
14.0/12.0GHz的Ku频段上行频率为12.75～14.8GHz，下行频率为10.7～12.3GHz和12.5～12.7GHz。虽然降雨等对Ku频段信号的传输影响比C频段大得多，但其相同尺寸天线的增益也大。30/20GHz的Ka频段也已经开始使用，上行频率为27.5～31GHz，下行频率为17.7～21.2GHz。该频段可用带宽为3.5GHz，是C频段时500MHz带宽的7倍，因此有很大吸引力。但该频段受云、雨、雪等天气因素的影响相当严重。1.1.4 卫星通信的特点
卫星通信与其他通信方式相比，有以下特点。（1）卫星通信的覆盖面积大、通信距离远
一颗静止卫星可覆盖地球表面积的42.4％，3颗等间隔（120°）的静止卫星就可建立除地球两极以外的全球通信，如图1-2所示。卫星通信目前仍是边远山区和远距离越洋通信的主要手段，也是地面光缆通信的主要备用手段。图1-2 利用静止卫星建立全球通信（2）组网灵活，便于多址联接
在卫星所覆盖的通信区域内，所有地面站都可利用卫星作为中继站进行相互间的通信，即多址联接。同时，各种站可不受地理条件的限制，不管是固定站还是移动站，不同的业务种类都可组网在同一个卫星通信网内，十分灵活方便。（3）通信容量大
卫星通信可使用在L、C、Ku、Ka工作频段，在C、Ku可用频段带宽为500MHz （目前可扩展为575MHz）；在Ka频段，目前我国卫星只提供1.6GHz的可用带宽。采用频率复用、极化复用等措施能有效提高卫星的通信容量。除光缆通信外，卫星通信是唯一能提供大容量的无线通信系统。（4）通信质量好
卫星通信的电磁波主要在接近真空的外层空间传输，而且通常只经过卫星一次转接，噪声影响小、通信质量好、稳定性高。（5）经济效益、社会效益好
卫星通信不受地理和环境条件的限制，具有建设速度快、投资少、经济效益高等优点。与微波中继通信和线缆通信相比，在地球站和卫星转发器之间无须线路投资，因而，卫星通信的成本与通信的距离无关。卫星通信是一种大范围或全球性的通信手段，社会效益显著。（6）机动性好
卫星通信不仅可以作为大型地球站间的干线通信，还可以提供车载、机载、船载、地面机动终端以及个人终端形式进行通信。
卫星通信虽然具有以上的特点，但在技术上带来了一些新的问题。（1）卫星通信时延较长
同步卫星通信时延较长，经卫星转发器一跳（一上一下）的时间为0.27s。在传输语音时，须加回音抵消器、信令变换器等；传输IP数据时，须修改协议。（2）需要加抗干扰及抗摧毁措施
通信卫星暴露在空间轨道上，易被敌人窃收和干扰。军用或专用的通信卫星必须加密、加抗干扰及抗摧毁措施。（3）卫星通信还要解决星蚀和日凌（每年发生两次，每回延续约6天）、与地面微波系统之间相互干扰等问题，这些对卫星通信系统的正常运转，都是不容忽视的问题，如图1-3所示。图1-3 静止卫星发生星蚀和日凌中断示意1.2 卫星通信地球站
卫星通信地球站（以下简称卫通站）从功能上讲就是微波无线电收、发信台（站），用户通过卫通站接入卫星线路，进行通信。卫通站设备的配置与它承担的通信任务有关，而不同任务的卫通站，其类型也不同。但不论哪种类型的卫通站，在配置通信设备时，都必须遵循下列基本原则和要求，即满足通信需求、确保综合可靠、操作维护方便以及经济合理。（1）满足通信需要
卫通站要进入卫星通信系统工作，首先，其各项性能指标必须符合卫星通信系统的规范，最主要的性能指标有：卫通站的品质因数（G/T）、天线方向图和轴比、等效全向辐射功率（EIRP）及其稳定度、载频频率稳准度、射频带外辐射等。其次，要根椐通信方式和所需容量来配置设备，如要与多少个卫通站建立电路、业务量有多少、准备发射几个载波、多址方式、地址分配方式、业务类型、与地面通信网连接方式等。此外，除保证近期业务需求外，还应考虑到将来业务发展时，扩容工作应尽可能简单方便。（2）确保系统可靠性
卫通站的可靠性通常用通信系统的可用度来表达。可用度就是能合格地承担业务的时间百分比，其表达式为：
由上式可知，可用度的高低取决于业务中断时间的长短。而中断时间决定于各部分设备的可用度，即设备出故障的概率及持续时间。
一般的系统设计，要求整个卫星通信系统的可用度应在99.80％以上。在卫星通信系统中，每条电路都包括空间段（上、下行）及两端的卫通站，其中空间段要分享该指标的一半，所以，每个卫通站的可用度必须达到99.95％以上，才能保证系统可用度达到99.80％以上。
设计考虑卫通站的可用度时，通常将卫通站设备分成五大部分：天线设备、射频设备、地面通信设备、载波终端设备和电源设备。要根据各部分设备的特点，将总的可用度指标进行适当分配。设卫通站总的可用度为A，各部分设备的可用度分别为A1、A2、A3、A4、A5，如图1-4所示。总可用度为A=A1×A2×A3×A4×A5。天线设备包括天线、馈源和跟踪系统，通常这些都没有备份，这是因为现代通信卫星的轨道漂移量已很小。同时，跟踪驱动系统一般都配置双发动机，当其中一个发动机出现故障时，也能保持自动跟踪，因而其可靠性很高。故分配给天线设备的可用度A1≥99.99％。射频设备包括高功放，低噪声放大器，其中，可靠性相对较差的是高功率放大器（HPA），这是因为HPA一般使用电真空管，且又在高电压、大电流的条件下工作，因此故障率相对较高，故HPA大都采用1:1备份或N:1备份方式工作，当在用设备出现故障时能自动转换。对这部分设备的可用度可取A2≥99.98％。图1-4 卫通站可用度分配
地面通信设备数量及方式较多，但大多数是固态结构，且在低电压、小电流状态下工作，其本身的故障率都很低，而且上行设备配有1:1或N:1备份方式工作，能自动倒换。下行设备配有N:1备份。当在用设备出故障时，也能自动转换或及时进行替换。这部分设备的可用度为A3≥99.995％。
地面终端设备现已全部固态化或集成化，且都在低电压、小电流下工作，除通道部分外，公用部分（如TDMA、IDR的MODEM等）都是由1:1或N:1备份，并由能自动倒换的设备组成，它们的可靠性都相当高。这部分可用度取A4≥99.995％。
电源设备是一个薄弱环节，不但故障率较高，而且影响其他系统，还受外界高压供电系统的影响，一般卫通站都配有不中断电源系统（UPS），且有自备柴油发电机组以提高供电的可靠性。这部分系统可用度分配为A5≥99.98％。
这样，可求得卫通站总的可用度A为A=A1×A2×A3×A4×A5=99.94％
多年的实践证明，绝大多数卫通站的可用度都能达到99.94％。（3）操作维护方便
一个卫通站至少要使用几十年，设计卫通站时，必须考虑便于操作和维护，必须有足够的备用设备，以便设备发生故障时，能先将故障设备替换下来检修，不影响通信，也不必抢时间修理。主、备用设备的控制、转换要尽可能简单、可靠。（4）经济合理
卫通站的经济性与可靠性、操作维护方便等要求是相互制约的。对国内通信网或地区通信网来说，若允许稍微降低系统可用度指标（如由99.8％降为99.5％），即可节约许多备用系统和备用设备，因而有很大的经济效益。1.2.1 卫通站的分类
由于卫通站的工作频段、通信体制、业务类型、系统总体性能、安装情况、服务对象等方面的不同，卫通站可按不同的方法分类。
1. 按安装情况分类（1）固定站
从地理位置上讲，设备及天线均长期固定不会搬迁的站型，一般为大型卫通站。（2）可搬移站
在短时间内能拆卸转移，工作时站址固定，不工作时可随时迁移的可搬移站又可分为便携式可搬移站、车载式可搬移站等。（3）移动站
工作时站址可变的移动站又可分为航海、航空、陆上3类，即船载、机载和车载移动站。
2. 按传输信号形式分类（1）模拟站
模拟站传输模似信号，如模拟电话通信、模拟电视图像信号等。（2）数字站
数字站主要传输数字信号，如数字电话、数据信号等。
3. 按用途分类（1）卫星广播业务站
卫星广播业务站用于语音广播、电视信号的发送和接收等。（2）民用通信站
民用通信站包括公用站和专用站，主要用于电话、电报、数据、图文报表、情报等的传送。（3）气象卫星通信站
气象卫星通信站用于国家或区域的气象预报和大气的演变趋势等，提供气象服务。（4）军用通信站
军用通信站包括战略通信站、战术通信站等。（5）卫星监控站
卫星监控站又称跟踪、遥测、指令站，用于卫星的发射、入轨、轨道参数的监控、修正和管理等。
4. 国际通信卫星组织（Intelsat）卫通站分类
Intelsat拥有世界上最早、最大和最多的商用卫通站。Intelsat成立常设组织后的50多来年，卫星通信技术迅速发展，业务类别由单一的模拟制国际电话、电视发展到多种数字制的时分多址（TDMA）、中速数据（IDR）、数据网、稀路由、按需分配等多种公众业务，以及以不同形式租用转发器来组建专用网业务和国内业务，再加上正在开发的卫星移动业务，呈现了一派百花齐放的局面。在技术上，已由模拟向数字过渡，各种调制、复用、多址技术与业务的组合种类很多；频谱也由C频段发展到K频段，频率复用由1次到2次、3次，最多可达6次以上，大大提高了频谱效率，凡此种种，都要求对卫通站制定标准，以适应不同的业务需求。为此Intelsat陆续制定了相应的适合于各频段、不同业务需求的各种标准卫通站技术规范，到目前为止，Intelsat已制定了A、B、C、D、E、F、G、Z 8种标准卫通站的技术规范。（1）分类标准
卫星通信的特点是，在一个卫星波束覆盖区内，任一卫通站发射的信号经卫星转发后，卫星波束覆盖区内的所有卫通站均可接收到。因此每个卫通站必须严格遵照相应规定来发射信号，才能保证整个卫星系统协调工作。例如，载波频率不稳定或偏移过大就会干扰相邻信号；发射电平过高，会导致转发器互调产物增加，破坏正常工作状态，而发射电平过低，又会影响电路质量；天线旁瓣过高，会干扰相邻卫星的工作等。因此，为了确保本卫星系统及其他卫星系统的正常运转、高质量地传输各类业务范围信号、最有效地利用卫星频带和功率资源，对进入该组织卫星网的各种卫通站，在技术性能和业务范围方面都制定了一整套技术标准，称为国际通信卫星组织地球站标准（IESS），以及开通入网规范，称为卫星系统操作指南（SSOG，Satellite Systems Operation Guides）。由于其技术上的合理和权威性，现已为大多数国家建立和运行卫星系统时所采纳并作为分类标准，它们成为实际上的国际性规范。
在这些标准中，把技术性能指标按其是否影响其他系统和扰乱其他站工作，或仅影响本电路的某些性能和质量而划分为关键性和非关键性（建议）的两类。符合这些标准的称为标准卫通站；这些标准中的某些项目不作要求的站则称为非标准卫通站。
关键性的性能要求，也称必备特性（或称为强制性规定），是为了确保系统正常运转，所有入网的卫通站都必须符合这些规定，否则将不准进网。对于其他的性能要求，均为建议特性，这些特性是为了能高效利用卫星、保持卫通站灵活运转并考虑系统未来发展所期望的。不同频段的卫通站，结构也略有差异；不同G/T值的卫通站，对卫星功率要求也不同；不同用途的卫通站，对其性能要求也不一样。（2）Intelsat卫通站分类
按它们G/T值的大小、频段和用途等划分为A、B、C、D、E、F、G、Z 8类标准卫通站；其中D、E、F 3类又细分为D-1、D-2、E-1、E-2、E-3、F-1、F-2、F-3 8种，如表1-1所示。表1-1 Intelsat卫通站标准及主要特性表
5. 国内卫星通信地球站分类（1）卫通站分类
按照系统内卫通站的品质因数（G/T）值及它在网络中的地位分为4个标准等级。
一类站G/T≥31.7+20lg f/4（dB/K）
二类站G/T≥28.5+20lg f/4（dB/K）
三类站G/T≥23.0+20lg f/4（dB/K）
四类站G/T≥18.5+20lg f/4（dB/K）注：①G/T值规定为天线工作仰角≥10°、晴天微风的条件下测试值；②f为接收频率（GHz）；③在国内卫星系统和租星系统中，一类站包括一个中央站、公用网和专用网的中心站，其G/T值可以比31.7dB/K取得高，以有利于整个系统功率利用；④三类站一般用于租星系统，G/T≥24.5+20lg f/4（dB/K）。（2）卫通站业务能力
一类站：作为中心站时，应具备如下性能：承担全本系统的运行、操作和监测；与各类站进行FDMA、TDMA、IDR、SCPC等各种制式的电话和非话业务的通信，具有较大的通信容量；并作为通信使用管理中心监控站，负责对全网监控管理；在租星系统中，负责与国际通信卫星组织（Intelsat）公务联络，配合Intelsat对新建卫通站进行入网验证测试和开通测试。
二类站：与各类站进行FDMA、TDMA、IDR、SCPC等各种制式的电话和非话业务的通信，具有中等的通信容量；与各类站进行通信（电话、电报、数据和传真）；发送电视信号（国内卫星系统），接收电视信号并提供转播。
三、四类站：与各类卫通站进行IBS、VSAT等业务通信，能接收电视信号。1.2.2 卫通站设备组成
卫通站是卫星通信系统的重要组成部分，它主要实现用户业务的接入、调制解调及无线信号的发射和接收等功能。各种不同类型的卫通站，其设备组成也不一样。下面以一个标准卫通站为例，说明卫通站各组成部分的功能和要求。
典型的卫通站主要由天线及伺服跟踪分系统、发射分系统、接收分系统、调制解调分系统、业务接入分系统、管理控制分系统及供电配电分系统组成，如图1-5所示。
1. 天线及伺服跟踪分系统
天线及伺服跟踪分系统主要实现无线信号的发射与接收功能。为了实现正常的通信，工作过程中应使天线主波束始终对准卫星。对于口径较小的固定站天线（如4.5m口径以下的Ku频段天线），由于波束宽度较宽，一般不需要跟踪装置，但建议定期进行校准；对于口径较大的固定站天线，由于天线波束较窄，通常需要采用跟踪装置使天线持续对准卫星；对于装载在运动平台上的卫通站（如车载站、船载站等）或使用非地球同步轨道卫星进行通信的卫通站，由于卫星和卫通站之间存在相对运动，所以必须使用跟踪装置保证天线对卫星的实时跟踪。图1-5 卫通站组成结构
2. 发射分系统
发射分系统由上变频器和功率放大器组成，主要功能是将调制器输出的中频信号调制到卫星通信使用的射频频段，并将信号进行功率放大，放大后的信号通过天线辐射到卫星。对于工作于较低频段（如UHF频段、L频段和S频段）的卫通站，为提高卫通站的集成度和可靠性，可以将调制器和上变频器进行一体化设计，即调制器直接输出射频信号；对于工作于较高频段的卫通站（如C频段、Ku频段和Ka频段），也可以将上变频器和功率放大器进行一体化设计（目前已有系列化的产品），以提高卫通站的集成度。
3. 接收分系统
接收分系统主要由低噪声放大器和下变频器组成，主要功能是将天线接收的微弱射频信号进行低噪声放大，然后再变换到中频，变频后的信号送后端解调器进行解调。对于工作于较低频段（如UHF频段、L频段和S频段）的卫通站，为提高卫通站的集成度和可靠性，可以将解调器和下变频器进行一体化设计，即低噪声放大后的信号直接送解调器解调；对于工作于较高频段的卫通站（如C段频、Ku频段和Ka频段），也可以将低噪声放大器和下变频器进行一体化设计，以提高卫通站的集成度。目前许多厂家已将低噪声放大器和下变频器集成设计，称为低噪声变频模块（LNB）。
4. 调制解调分系统
调制解调分系统由若干个调制解调器组成，调制器将数字化后的用户业务数据进行信道纠错编码和数字载波调制，变换为满足卫星信道传输要求的中频信号；解调器完成输入中频信号的解调和译码，输出数字化的用户业务数据。目前一般将调制器和解调器进行一体化设计，支持多通道调制解调的设备也很常见。为了降低成本、提高设备的集成度，许多卫星通信设备厂商在同一个设备中集成了调制解调、业务接入及管理控制的功能，一般称这类设备为信道终端设备（或卫星通信终端）。
5. 业务接入分系统
业务接入分系统主要实现话音、图像等模拟业务的数字化（一般称为信源编解码）、接口协议处理、多业务复分接、业务调度与接入控制等功能。实际设计时需要根据使用需求进行功能的选配，并确定设备的具体形态。
6. 供、配电分系统
供、配电分系统为卫通站各设备提供所需的电能，供、配电分系统不但要满足设备对能耗的要求，还要进行专门的安全性设计，既要保证工作过程中设备的安全，又要保证使用操作过程中的人身安全。
7. 管理控制分系统
管理控制分系统实现对卫通站各设备的参数配置（如发射功率、工作频率、调制/编码方式等）和工作状态的监视（如工作频率、接收信号电平、接收信噪比、设备告警信息、卫通站入退网信息等）。在组网应用的情况下，还需要通过网管信道和中心站网管中心进行管理控制信息的交互（如信道分配信息等）。1.3 测量船船载移动卫通站
卫通站有固定站（大、中、小型）、可搬移站、移动站（如船载、车载、机载）、超小型流动站（背负式、便携式）等不同类型。
船载移动卫星通信地球站是解决商用或军用远洋通信的重要手段。国际上对船载卫星通信终端的研究始于60年代，70年代初付诸实施应用，并于70年代中期成立了国际海事卫星组织（Inmarsat）。美国RDI、英国Marconi公司、日本JRC、NEC以及德国Dornir公司等相继研制出实用的船载终端设备，这些终端工作于L频段且多为小口径天线。有些国家也为军事应用建立了较高频段的船载卫星通信体系或更低频段的卫星通信体系，如英国“天网”卫星通信系统工作频段为7～8GHz，英国皇家海军装备了SCOT船载卫星通信终端设备。
我国船载卫星通信站的研制始于20世纪70年代初期，其工作频段为C频段，先后建立了0.6m、1.2m、5m和7.3m等口径的船（舰）载卫星通信终端设备。此外，国内已可以生产L频段船载终端，并获得国际移动卫星组织的认证。
与典型的陆地站相比，船载卫通站的伺服系统除了有天线控制单元、天线驱动系统、轴角编码器三大部分外，还需要有为克服海上摇摆环境，稳定天线波束而增加的设备，诸如航向随动系统、船摇稳定平台等。
船载C频段卫通站主要由天馈分系统（含天线座等结构）、伺服跟踪分系统、通信分系统、站监控分系统组成。其主要作用如下：
①具有在太平洋、印度洋和大西洋任何海域进行卫星通信的能力；
②对于任意频率的卫星信标，均可实现对被指定的同步卫星的跟踪；
③具备手动捕星和计算机引导自动捕星的能力；
④具有远程卫通网管监控的功能。1.3.1 系统组成
某测量船船载C频段7.3m卫通站基本组成如图1-6所示。它由三大部分组成：天线馈线系统、信道终端系统和伺服跟踪系统。
1. 天线馈线系统
天线馈线（简称天馈）系统包括7.3m口径的环焦天线、天线座和天线收发共用器（双工器）等。环焦天线由主副反射面、反射体骨架、宽频带高性能波纹喇叭、TE模耦合器、4/6GHz频谱复用网21络、极化旋转装置、传输波导等组成。天线座为A-E-C型三轴座架，由方位传动链、俯仰传动链、交叉俯仰传动链、电缆卷绕装置及安全保护装置等组成，如图1-7所示。图1-6 船载卫通站基本组成图1-7 船载卫通站天线系统基本组成
2. 信道终端系统
信道终端系统主要由信号收发单元、变频单元和调制解调单元等组成。信道终端系统是卫通站与地面的接口。在公用网中，卫通站信道终端系统的任务就是要对地面线路到达卫通站的各种基带信号进行变换，调制成适合于通过卫星信道传输的射频信号，送给发射系统；同时又要把接收系统解调输出的射频信号变换成适合于地面线路传输的基带信号。信道终端设备目前应用的有SCPC和IBS/IDR等，信道终端设备的体制决定于所采用的多路复用方式和多址方式。
船载卫通站信道终端系统包含高功放、低噪放大器、上下变频器、调制解调器等。船载卫通站设计有大、小两套卫通站，大、小卫通站的上、下变频器、调制解调器、站内监控合并使用，放置于大卫通机房内。站内监控系统通过船载综合信息传输平台对小卫通机房进行监控，大卫通机房到小卫通机房射频信号采用光纤传输方式。考虑到小卫通站的可靠性，光纤射频链路采用1:1热备份的方式，鉴于船用工作条件，上、下变频器、调制解调器设备除工作时采用1:1热备份外，各增加一台冷备份配置。大小卫通机房设备组成如图1-8所示。图1-8 船载卫通站信道传输系统
小卫通站C频段上、下行通信信号通过单模光纤传输，在收发两端建立透明连接，光发射机对接收到的射频信号进行直接调制并转变成光信号进行传输，不会引入任何相位噪声，具有幅频特性好、群时延小、信号质量高、误码率低等优点。
Emcore公司的8810A、8820A、8810B、8820B、8483A等光端机产品广泛应用于卫星C频段上下行传输链路中，它性能高、频带宽，通过1310nm单模光纤在光传输收发两端建立透明连接，且射频信号增益在收发两端均可调整，从而为光传输系统链路中射频信号电平调整提供了一个很好的解决办法，能满足总体指标的需求。大、小卫通机房之间光纤传输通道连接如图1-9所示。图1-9 光传输链路连接方框图
3. 伺服系统
为了使天线始终对准卫星，调整天线的指向问题分为定向和跟踪两个方面。
所谓定向，是指天线对卫星的初始捕获。捕获方法有人工和程序控制两种，经过计算给定天线方位、俯仰两个角度，使天线对准卫星。跟踪是指利用一套自动跟踪设备，调整天线指向，使天线自动跟踪卫星的缓慢漂移运动。这种自动跟踪装置的跟踪精度相当高，误差小于波束宽度的十分之一。定向与跟踪相结合，能够较快地实现初始捕获和保持高精度的跟踪。
随着科学技术的发展，特别是计算机技术的发展和应用，现代伺服系统已发展成为一个集目标搜索、捕获、跟踪、信号处理等各种功能为一体的自动化计算机控制系统。在卫星通信地球站各分系统中，伺服系统是其重要组成部分。它接收来自接收机的误差信号，经数字处理、放大，最后反馈给执行元件（伺服电机）驱动天线向减少误差的方向运动，从而完成对卫星目标的跟踪。
伺服系统它主要由天线控制单元、天线驱动系统、轴角编码器、接收机等几部分组成，其控制对象为抛物面天线。船载卫通站由于所处的环境比较特殊，因而在系统的设计与制造方面需要考虑船体、海洋等因素的影响，增加相应的单元或防护措施。例如，运用陀螺构造的稳定平台来克服船摇的影响，利用密封罩来防止潮湿的空气腐蚀齿轮和电机等。
船载卫通站伺服系统设备精密，系统复杂，它包含控制环路、功放与驱动、机械传动、跟踪接收、伺服监控等几部分，如图1-10所示。图1-10 船载卫通站天线伺服系统1.3.2 内外关系
1. 外部关系
通过天线进行卫星载波收发以完成通信业务；进行卫星信标接收以完成天线对卫星目标的跟踪；接收船舶航向和船位信息以完成天线对卫星目标的捕获和跟踪；与外部网管设备的连接，以完成设备及业务的远程管理；射频信号通过光缆与小卫通进行射频设备的互为备份，共用基带设备，以提高C频段卫星通信系统的可靠性；与通信数传（或网络）设备连接，以完成所授通信业务的最终目的。
2. 内部信息流程
下行：微弱电波经天线接收，在馈源分离出射频通信信号和跟踪信号，各自经过对应的LNA进行放大后继续下传；射频通信信号经过下变频器后进入调制解调器进行解调，解调出的基带信号送入通信外部数传系统。跟踪信号经过跟踪接收机解调出对应天线偏离卫星目标的方位误差电压和俯仰误差电压，与伺服系统构成环路，实施对卫星目标的跟踪。
上行：外部数传系统送出的基带信号进入调制解调器进行调制，调制出的载波信号传输到上变频器进一步提高到射频载波，经过高功放设备进行功率放大，最后通过天线发射出去。在伺服控制部分，跟踪接收机输出的误差电压经过位置环和功率环，最后通过电机驱动天线运动。1.3.3 主要性能指标
以下为某船载7.3m卫通站的主要性能指标。（1）使用范围
船载卫通站满足在南北纬60°之间海域内的使用要求，在6级海况下保精度工作，在8级海况下降精度工作，可使用圆极化和线极化同步卫星进行通信，通信带宽和跟踪卫星信标范围均为575MHz。（2）抗风性能
大卫通站在8级风（海平面10m处为17.2～20.7m/s）天线能保精度工作（航行通信时须考虑船速18节，约为9.3m/s）。11级大风天线安全收藏，12级大风天线不损坏。（3）主要技术指标
①卫通站站型：大卫通站选用国际标准F-2型站，天线口径为7.3m。
②通信体制：采用国际标准IBS/IDR通信体制。
• 多址方式：固定分配频分多址（FDMA）方式；
• 调制解调方式：BPSK、QPSK和16QAM可选；
• 编解码方式：Viterbi、Sequential、Reed-Solomon、Turbo等编译码方式可选。
③网络结构及系统同步。
• 船载卫通站与岸站构成点对点通信网络；
• 网络同步采用主从方式或准同步工作方式。
④通信容量：10Mbit/s（可双向不对称）。
⑤通信性能：当采用R=3/4 FEC，E/N=7.6dB，加V.35扰码bo-6时，最大的信道误码率优于5×10。
⑥船摇隔离度：≥45dB。
⑦可用性。
• 整个卫星通信系统（包括第一、第二路由）可用性不低于99.7％。
• 单个船载卫通站可用性不低于99.8％。
• 单个卫通站平均无故障时间不低于120h（单机无备份）。1.3.4 主要特点（1）伺服跟踪系统
船载卫通站伺服跟踪系统采用A-E-C三轴座架结构，能抗恶劣海况和大风。拥有一套性能优良的伺服跟踪系统，是船载卫通站区别于其他一般陆地卫通站的显著特点。伺服跟踪系统的作用就是隔离船体摇摆、随动船舶航向、捕获及跟踪卫星目标，确保船载卫星通信的畅通。（2）系统冗余设计
系统冗余设计的关键部分采取双机热备份，如跟踪接收机、发射机、低噪声放大器、调制解调器等均采取双机热备份，以提高系统可靠性。平均无故障时间达到上千小时。（3）电磁兼容设计
测量船电子设备密集，电磁环境恶劣。船载卫通站进行抗电磁干扰设计，在馈源接收和支路、差支路上设置阻发波滤器，对发射频段抑制一百多分贝，对接收频段抑制几十分贝。高功率放大器输出端加滤波器，该滤波器对低频段抑制几十分贝。跨舱室电缆全部采用性能较高的带金属屏蔽防护套的船用电缆；天线座上的电缆从内部穿行，没有任何外露，线缆在进入机房前均接地处理。设备电源采用独立专用电源，以防止设备间的信号串扰；中频及射频频率尽量避开船上其他设备使用的频率。（4）“三防”措施周密
与陆基站相比，船载卫通站由于所处的环境比较特殊，因而在系统的设计与制造方面需要考虑海上恶劣环境因素的影响，采取严格的防水、防潮和防腐蚀措施。例如，采取封闭式结构设计；电器元件加保护罩；电缆进出采用热缩管加硅胶密封；所有电器元件焊点涂三防漆；对外裸的齿轮和电机安装密封罩；小型紧固件选用不锈钢材料，大型紧固件采用浸锌或镀锌处理，等等。（5）规避船体共振
船舶在航行时不可避免地要产生一定频率的振动，卫通设备在设计和安装时考虑了船体的共振频率，防止产生共振现象，同时在室内设备机架、机箱底部均采取减振措施。第2章 卫星通信基础2.1 电波传输2.1.1 自由空间的电波传播
无线电波在自由空间的传播是电波传播研究中最基本、最简单的一种。自由空间是满足下述条件的一种理想空间：①均匀无损耗的无限大空间；②各向同性；③电导率为0。电磁波在真空中的传播被称为自由空间传播。
1. 平面电磁波
空间任何一处只要存在着变化的电场，它就能够在周围空间激发磁场；同样，变化的磁场也能够在它的周围空间激发电场。这种电场和磁场能量不断地相互转化，就能形成随时间而变化的交变电磁场并以波动的形式在空间传播。电场和磁场总是不可分离地联系在一起的，既不会有与磁场分离的纯电波，也不会有与电场分离的纯磁波。在自由空间中传播的电磁波一般是平面波，它是一种电场和磁场相互垂直的横波，如图2-1所示。图2-1 电磁波传输
2. 频率
无线电波和光波一样，它的传播速度和传播媒质有关。无线电波在真空中的传播速度等于光速，在空气中传播的速度和在真空中近似。同一频率的无线电波在不同的媒质中传播时，速度是不同的，波长也不一样。
无线电波的波长、频率和传播速度的关系可表示为：λ=V/f
式中，V为速度，单位为m/s；f为频率，单位为Hz。真空中无线电波的波长、频率和速度又可表示为：f=c/λ
式中，λ为波长，单位为m；真空中的光速用c来表示。
无线电波频段划分范围如表2-1所示。
波长在1m以下的超短波又称为微波，具体频段划分如表2-1、2-2所示。表2-1 无线电波频段划分表2-2 微波频段划分
3. 极化
极化的方向为平面波电场强度矢量的方向，表征E的方向随时间变化的特性，并用E的端点在空间描绘出的轨迹来表示。
①电磁波极化是指电磁波电场强度的取向和幅值随时间而变化的性质，在光学中称为偏振。如果这种变化具有确定的规律，就称电磁波为极化电磁波（简称极化波）。如果极化电磁波的电场强度始终在垂直于传播方向的（横）平面内取向，其电场矢量的端点沿一闭合轨迹移动，则这一极化电磁波称为平面极化波。电场的矢端轨迹称为极化曲线，并按极化曲线的形状对极化波命名。图2-2 平面波的极化
②对于单一频率的平面极化波，极化曲线是一椭圆（极化椭圆），故称椭圆极化波。顺传播方向看去，若电场矢量的旋向为顺时针，符合右螺旋法则，称右旋极化波；若旋向为逆时针，符合左螺旋法则，称左旋极化波。按极化椭圆的几何参数（见极化椭圆的几何参数），可直观地对椭圆极化波作定量描述，即轴比（长轴与短轴之比）、极化方向角（长轴的斜角）和旋向（右旋或左旋）。轴比等于1的椭圆极化波称圆极化波，其极化曲线是一个圆，也分右旋或左旋两种旋向。这时极化方向角不确定，代之以电场矢量初始取向的斜角。轴比趋于无穷大的椭圆极化波称线极化波，其电场矢量的取向始终位于一条直线上，这条直线的斜角就是极化方向。这时旋向失去意义，代之以电场强度的初始相位。
③任何一个椭圆极化波都可以分解成一个右旋圆极化波和一个左旋圆极化波之和。如果将线极化波分解成两个旋向相反的圆极化波，则两者的幅值相等，且初始取向对称于线极化波的取向。
④任何一个椭圆极化波还可以分解成两个取向正交的线极化波之和。通常，其中一个线极化波在水平面内取向（且垂直于传播方向），称水平极化波；另一个线极化波的取向同时垂直于上述水平极化波的取向和传播方向，称垂直极化波（仅当传播方向在水平面内时，垂直极化波的电场矢量才沿铅垂线取向）。这两个线极化波分量的电场矢量有不同的幅值和，以及不同的初始相位和。
⑤同一个椭圆极化波，既可以直接用极化椭圆的几何参数，又可以用两个反旋圆极化分量或两个正交线极化分量之间的参数作定量的描述。极化圆图实质上就是这个球面上各种极化参数的等值线在赤道平面上的投影。发射和接收电磁波的天线都具有确定的极化性质，可根据其用作发射天线时在最强辐射方向上的电磁波极化而命名。
⑥通常为了在收发天线之间实现最大的功率传输，应采用极化性质相同的发射天线和接收天线，这种配置条件称为极化匹配。有时为了避免对某种极化波的感应，采用极化性质与之正交的天线，如垂直极化天线与水平极化波正交；右旋圆极化天线与左旋圆极化波正交。这种配置条件称为极化隔离。
⑦两种互相正交的极化波之间所存在的隔离性质，可应用于各种双极化体制。例如，用单个具有双极化功能的天线实现双信道传输或收发双工；用两个分立的正交极化的天线实现极化分集接收或体视观测（如立体电影）等。此外，在遥感、雷达目标识别等信息检测系统中，散射波的极化性质还能提供幅度、相位信息之外的附加信息。2.1.2 电波传播方式
无线电波通过多种传播方式从发射天线到接收天线。主要有自由空间波、对流层散射波、天波和地波。
1. 地表面波传播
地表面波传播就是电波沿着地球表面到达接收点的传播方式，如图2-3中的1所示。电波在地球表面上传播，以绕射方式可以到达视线范围以外。地面对表面波有吸收作用，吸收的强弱与电波的频率、地面的性质等因素有关。
2. 天波传播
天波传播就是自发射天线发出的电磁波，在高空被电离层反射回来到达接收点的传播方式。如图2-3中的2所示。电离层对电磁波除了具有反射作用以外，还有吸收能量与引起信号畸变等作用。其作用强弱与电磁波的频率和电离层的变化有关。图2-3 典型的电波传播通路
3. 空间波传播
空间波沿直线传播，如图2-3中的3所示。当发射以及接收天线架设得较高的时候，在视线范围内，电磁波直接从发射天线传播到接收天线，另外还可以经地面反射而到达接收天线。所以接收天线处的场强是直接波和反射波的合成场强，直接波不受地面影响，地面反射波要经过地面的反射，因此要受到反射点地质地形的影响。空间波在大气的底层传播，传播的距离受到地球曲率的影响。收、发天线之间的最大距离被限制在视线范围内，要扩大通信距离，就必须增加天线高度。一般来说，视线距离可以达到50km左右。空间波除了受地面的影响以外，还受到低空大气层，即对流层的影响。
移动通信中，电波主要以空间波的形式传播，类似的还有微波传播。
4. 散射传播
散射传播就是利用大气层对流层和电离层的不均匀性来散射电波，使电波到达视线以外的地方。如图2-3中的4所示。对流层在地球上约16km高度处，是异类介质，反射指数随着高度的增加而减小。大气对流层中，除了有规则的片状或层状气流外，还存有不规则的类似于水流中漩涡的不均匀体。相应地，在电离层中则有电子密度的不均匀性。当天线辐射出去的电波，投射到这些不均匀体的时候，类似于光的散射和反射现象，电波发生散射或反射，一部分能量传播到接收点的这种传播称为散射传播。这种通信方式的通信距离可达300～800km，适用于无法建立微波中继站的地区，例如，用于海岛之间和跨越湖泊、沙漠、雪山等地区。但是，由于散射信号相当微弱，所以散射传播接收点的接收信号也相当微弱，即传播损耗很大，这样，散射通信必须采用大功率发射机、高灵敏度接收机和高增益天线。
5. 外层空间传播
外层空间传播就是无线电在对流层和电离层以外的外层空间中的传播方式，如图2-3中的5所示。这种传播方式主要用于卫星或以星际为对象的通信中，以及用于空间飞行器的搜索、定位和跟踪等。由于电磁波传播的距离很远，且主要是在大气以外的宇宙空间内进行，而宇宙空间近似于真空状态，因而电波在其中传播时，它的传输特性比较稳定。我们可以把电波穿过电离层外面的空间传播，基本上当作自由空间中的传播来研究。至于电波在大气层中传播所受到的影响，可以在考虑这一简单的情况的基础上加以修正。2.1.3 电波传播中的衰落特性
电波在空间传输中将受到大气效应和地面效应的影响，导致接收机接收的电平随着时间的变化而不断起伏变化，这种现象称为衰落。衰落通常分为慢衰落和快衰落两种。衰落的大小与气候条件、站距的长短有关。衰落的时间长短不一、程度不一。有的衰落持续时间很短，只有几秒钟，称之为快衰落；有的衰落持续时间很长，几分钟甚至几小时则称之为慢衰落；衰落的出现将使得信号发生畸变。接收电平低于自由空间传播电平的称之为下衰落；而接收电平高于自由空间的传播电平时，则称为上衰落。衰落在现实环境中是不可避免的。而衰落根据其产生原因和特征，也有很多种类。衰落一般都对频率有选择性，不同频率的起伏是不同的，所以衰落不仅使信号幅度不稳，而且引起频率畸变，因此衰落是限制信号带宽的因素之一。
衰落特性可以用信号强度曲线来表达，其中，信号强度曲线的中值呈现慢速变化，称为慢衰落；曲线的瞬时值呈快速变化，称为快衰落。可见快衰落与慢衰落并不是两个独立的衰落（虽然它们产生的原因不同），快衰落反映的是瞬时值，慢衰落反映的是瞬时值加权平均后的中值。慢衰落和快衰落的信号强度随时间变化如图2-4所示。图2-4 衰落信号强度随时间变化示意
从衰落的物理因素来看，可以分成以下几种类型。（1）吸收衰落
任何物体都是由带电的粒子组成的，这些粒子都有其固定的电磁谐振频率。当通过这些物质的电磁频率接近这些谐振频率时，这些物质对微波就会产生共振吸收。大气中的分子具有磁偶极子，水蒸气分子具有电偶分子，它们能从微波中吸收能量，使微波产生衰减。一般说来，水蒸气的最大吸收峰在λ=1.3cm处，氧分子的最大吸收峰则在λ=0.5cm处。对于频率较低的电磁波，站与站之间的距离为50km以上时，大气吸收产生的衰减相对于自由空间产生的衰减是微不足道的，可以忽略不计。（2）雨、雾引起的散射衰落
由于雨、雾中的小水滴会使电磁波产生散射，从而造成电磁波的能量损失，产生散射衰落。一般来讲，10GHz以下频段，雨雾的散射衰耗并不太严重，通常距离为50km的两站之间只有几分贝。但若在10GHz以上，散射衰耗将变得严重。（3）多径效应
在无线通信中，无线电波在基站和移动终端之间的传播过程，由于受大气层以及各种大小不一、形状各异的障碍物影响，存在直射、绕射、反射、散射等多种传播情况。以上多种因素造成了基站和移动终端存在多条传播路径。
因此，同一个信号从发射端通过多条路径到达接收端。在接收端接收到这个信号时，接收信号的时间、幅度、相位都会发生变化。无线电波在传播过程中存在损耗，在接收端为了还原出发射信号，会对接收到的信号进行矢量叠加。不同相位的接收信号在进行叠加时，同相位的信号强度会加强，反相位的信号强度会因抵消而减弱，即产生了衰落。这种多条路径传播的信号，叠加后而引起的衰落就称为多径衰落。（4）多普勒效应
多普勒效应是指发射源与接收点相对移动而产生频率变化的现象。多普勒效应会引起时间选择性衰落。由于相对速度的变化引起频移也随之变化，这时即使没有多径信号，接收到的同一路信号的载频范围随时间不断变化，从而引起时间选择性衰落。（5）K型衰落
这是由于多径传输产生的干涉型衰落，是当直射波和反射波在到达接收端时，由于行程差使它们的相位不一样，在叠加时产生的电波衰落。由于这种衰落与行程差Δr有关，而Δr是随大气的折射参数K值的变化而变化的，故称为K型衰落。这种衰落在水面、湖泊和平滑的地面时显得特别严重。除了地面的反射以外，大气中有时出现的突变层也能对电磁波产生反射和散射，也可以造成电波的多径传输，在接收点产生干涉型衰落。（6）波导型衰落
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