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自从1957年10月4日苏联成功发射了第一颗人造地球卫星以来，世界许多国家相继发射了各种用途的卫星。这些卫星广泛应用于科学研究，宇宙观测，气象观测，国际通信等许多领域。
1958年12月美国宇航局（NASA）发射了“斯科尔”（SCORE）广播试验卫星，进行磁带录音信号的传输。1960年8月，又发射了“回声”（ECHO）无源发射卫星，首次完成了有源延迟中继通信。1962年7月美国电话电报公司AT&T发射了“电星一号”（TELESTAR-1）低轨道通信卫星，在6GHz/4GHz实现了横跨大西洋的电话、电视、传真和数据的传输，奠定了商用卫星通信的技术基础。1962年11月美国无线电公司RCA发射了“中继1号”（RELAY-1）低轨道卫星，完成了横跨太平洋的美、日之间的电视传播。
那时，由于火箭推力有限，卫星高度均没有超过1万公里，这些卫星称为低轨道卫星，它们围绕地球转一圈的时间为几个小时。对于地球上的观察者而言，卫星总是不停地围绕地球旋转。为了接收来自卫星地信号，地球站的天线要不停地跟踪卫星。而当卫星转到地球的另一侧的时候，地球站只有暂停工作，等待再一次转到这一侧的时候继续跟踪。所以一个地球站和卫星之间的通信只能进行几个小时。而且，由于卫星相对地球站存在相对运动，由此产生的多普勒效应（在以后的文章中会介绍）使接收频率发生变化，导致设备的复杂化。
1963年7月美国宇航局发射的“辛康2号”（SYNCOM-Ⅱ）卫星，其轨道高度升高后，可使卫星在赤道上空绕地球一周的时间与地球自转一周的时间相等。因此，卫星和地球站是相对，故这种卫星也称为静止卫星。这时的卫星轨道称为地球同步轨道，因此也可以称为同步卫星。使用了这种同步卫星，建立稳定的通信线路才成为现实，至此卫星通信作为现代通信方式取得了稳固的地位。同年10月克服了许多技术上的困难，利用该卫星向全世界转播了东京奥运会的实况。
1964年8月成立了商用的卫星临时组织。
1965年苏联发射了“闪电”（MOLNIYA）同步卫星，完成了苏联和东欧之间的区域性通信和电视广播。至此，经历了近20年的时间，完成了通信卫星的试验，并使卫星通信的实用价值得到了广泛的承认。
1973年2月“商用的卫星临时组织”更名为“国际通信卫星自治（INTELSAT）”。这是一个国际性商用卫星通信机构，截止1986年已有112个国家参加该组织（包括中国），目前正在使用的国际通信卫星主要是 INTELSAT卫星公司（COMSAT）发射的“晨鸟”（Early Bird），也成为“INTELSAT-Ⅰ”国际通信卫星。自此之后，先后发射了六代国际通信卫星-Ⅱ~Ⅶ。前四代已经完成了使命，现在正在运行的包括IS-Ⅴ-A,IS-Ⅵ,IS-Ⅶ 。
这些国际卫星的主要性能见下表。
名称 发射时间（年） 直径（米） 高度（米） 轨道重量（公斤） 天线数目 初始功率（瓦） 发射功率（瓦） 转发器数目 总带宽（兆赫） 设计寿命（年） 最大话路数 电视频道数 每路年资（千美元）
Ⅰ 1965 0.72 0.6 38 1 40 6 2 25 1.5 240 或1 33
Ⅱ 1966 1.42 0.67 86 1 75 18 1 130 3 240 或1 11
Ⅲ 1968 1.42 1.04 152 1 120 11 2 500 5 1.2K +2 2.0
Ⅳ 1971 2.38 5.28 700 3 400 6 12 500 7 4K +2 1.2
Ⅳ－A 1975 2.38 5.9 790 7 500 8 20 800 7 6K +2 1.0
Ⅴ 1980 1.6*2 1.7 815 7 1.2K 8/20 27 2.3K 7 12.5K +2 0.88
Ⅴ－A 1985 1.6*2 1.7 815 7 1.3K 8/20 32 2.7K 8 14K +2 0.88
Ⅵ 1989 3.6 6.4 1.8K / 2.2K 11/20 46 3.3K 10 24K +3 0.63
Ⅶ 1992 2.7*2.7 4.2 1.4K 14 3.9K 30 36 2.4K 14 23K +4
在大西洋上空的Ⅰ号和Ⅱ号国际卫星用于沟通北美和欧洲间的固定业务。他们可以传送240路电话或一路电视，但不能同时工作。Ⅱ号国际卫星可以与几个地球站同时进行通信，也就是具有多址功能。由于他们的卫星天线随着卫星一起旋转，使天线波束不能始终对准地球站，因此大部分功率浪费在空间。为了改善这一性能，在Ⅲ号和Ⅳ号卫星中采用了“消旋天线”，由于消旋后的天线并不能随卫星自旋而转动，可以使天线波束总是对准地球，由此地球站的接收功率增大了，就有可能使话路总数增加。
1980年发射的Ⅴ号和1985年发射的Ⅴ－A号国际卫星是一种大容量国际商用卫星。有6颗Ⅴ号卫星在同时工作，用于沟通300多个地球站。这是一种采用三轴稳定的卫星，由一个卫星舵和两个太阳电池翼组成。卫星舵体积为1.66×2×1.77立方米，包括两翼的总长度为15.6米。每翼由3块电池帆组成，总面积达20平方米。该卫星载有七副通信天线。转发器共有27个，可同时传送12500路电话和两路彩色电视信号。
1989年发射的Ⅵ号国际卫星是重量为1600公斤的庞大圆柱体。其太阳能电池有两层，当卫星进入轨道之后两层电池同时展现出来。星上有46个转发器，通信容量为24000条双向话路和3路电视，采用数字倍增设备后扩大为12万个话路。部分转发器采用了星上交换时分多址（SS-TDMA）技术，传输速率为120Mbit/s。这样一来，它可将任意全球或区域波束的TDMA信号转送到其他所需波束处。该卫星转发器不仅使用C波段（6/4GHz），而且在点波束处还使用Ku频段（14/11GHz）。
1992年发射的Ⅶ号国际通信卫星是为了替代于1993年到期的Ⅴ－A国际通信卫星而研制的。该卫星外形与Ⅴ－A卫星相似，也是三轴稳定，在轨精度达±0.01°。该星采用了许多新技术，包括：4个波束可按地面指令而指向地球上任何地区。可根据业务需要改变卫星全球波束，将其分配给C波段点波束，使转发器得到充分的利用。 C波段半球/区域载荷采用四重频率复用，C波段全球/点波束采用二重频率复用，Ku波段采用二重频率复用。同时采用空间波束隔离及极化隔离，使隔离度提高到27dB以上。全球波束覆盖区及极化隔离可达到35dB以上。
除了美国INTELSAT系列国际通信卫星外，苏联的“静止”卫星（STATSIONA），欧洲的“交响乐”（SYM-PHONIE）等也是国际通信卫星。
许多国家为了解决地区分散的区域性通信（如岛屿），他们租用了国际卫星部分转发器作为国内通信线路。1972年加拿大发射了世界上第一颗专用的国内通信卫星ANIK，通信容量为5000路电话。后来，美国西联公司发射了一颗美国的国内卫星WESTAR；RCA公司发射了SATCOM卫星；AT&T等公司发射了COMSTAR卫星都是国内通信卫星。美国休斯飞机公司制造的印尼PALAPA卫星和美国福特宇航公司制造的阿拉伯ARABSTA卫星都是区域性通信卫星。
随着固定卫星业务的迅速发展，提出了移动卫星业务。移动通信卫星业务是指装载在飞机，舰船、汽车上的移动通信终端所用的同步卫星通信。应用最早的是海上移动卫星业务，1976年第一颗“海事卫星1号”（MARISAT-1）发射到大西洋上空。随后于1979年成立“国际海事卫星组织”（INMARSAT）。
广播卫星业务也可归入固定卫星业务。如加拿大的“通信技术卫星”（CTS），美国的“应用技术卫星”（ATS-6），苏联的“静止”卫星（STATSIONAR）,日本的“日本广播卫星”（JBS）等。广播卫星业务是为了使用户能直接接收来自卫星转发等广播电视节目。包括由简易家庭用接收设备直接接收等“个体接收”和先由大型天线接收后再分送给一般用户等“集体接收”两种方式。
其他卫星业务包括无线电导航卫星（如美国海军导航卫星NNSS），地球探测卫星（如美国陆地卫星LANDSAT）、气象卫星（如美国NOAA卫星）、业余无线电卫星（如OSCAR），以及报时，标准频率，射电天文，宇宙开发、研究卫星等业务。
我国自1970年4月成功发射了第一颗卫星以来，已经先后发射了数十颗各种用途的卫星。1984年4月，发射了第一颗试验用“同步通信卫星”STW-1（即东方红二号）。1986年2月于我国西昌发射场，用长征3号火箭成功发射第二颗“实验通信卫星”STW-2。该卫星位于东经103°赤道上空（马六甲海峡南端），等经线贯穿我国昆明、成都、兰州等地。卫星高度35786公里。该同步卫星形状呈圆柱形，直径2.1米，总高度3.67米，轨道重量429公斤，太阳能电池功率为135瓦。卫星点波束天线直径1.22米，采用双自旋稳定方式。卫星有两个转发器，工作频率为6/4GHz。用于转播广播电视和传送电话，设计容量为1000路电话。与其寿命为3年。
1988年3月，又于西昌发射场，用长征3号火箭发射成功第一颗“实用通信卫星”，即“东二甲”卫星该星定点于东经87.5°赤道上空。1988年12月又发射了“东二甲－2”卫星，定点于110.5°E。“东三甲”卫星是“东二甲”卫星的改进型卫星。其天线改成椭圆波束，设计寿命延长为四年，加大了太阳能电池功率。转发器增加为4个，说明我国的卫星通信技术已经迈入国际领先领域。 | 
发表于 2004-7-9 13:30
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