由于衛星通信系統（Satellite Communication System）是一種地空間的無線電通信系統（空間無線電通信），其射頻信號傳輸距離甚遠（可達數千乃至上萬公里），因此，其射頻（RF，Radio Frequency）工作頻率的選用，應綜合考慮其傳播途徑的適應性及其業務應用的適應性等。

一、引述

1、衛星通信工作頻率選擇因素

衛星通信中工作頻段的選擇是一個十分重要的問題，它直接影響到整個衛星通信系統的通信容量、質量、可靠性、設備的復雜程度和成本的高低，并且還將影響到與其它無線通信業務系統的協調。一般來說，衛星通信工作頻段的選擇，必須根據需要與可能相結合的原則，著重考慮如下表1-1所示的因素。

表1-1：衛星通信頻率選擇因素

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下圖1-1顯示了空間噪聲溫度與傳輸頻率之間的關系。從圖中可見，空中存在著各種噪聲，對空中無線電波信號具有衰落和吸收的作用，因此我們必須選用空間噪聲影響最小的頻段進行衛星通信。對圖1-1的分析可知，2~10GHz頻段為空間各類噪聲對微波信號影響最小的頻段，我們就是把這一頻段稱為“微波窗”。衛星通信選用的就是“微波窗”中的頻段。

圖1-1：空間噪聲溫度與頻率之間的關系

2、關于微波頻段

鑒于上述因素及衛星通信信號的傳播特性，國際電聯（ITU-R）根據人們長期的深入研究，將衛星通信的射頻工作頻段范圍選定在微波波段。而在具體確定使用頻率的上下限時，則要綜合考慮與頻率有關的天線增益、各種傳輸損耗及各種噪聲影響，以及與其它無線通信業務之間的干擾問題。而相對于微波頻段，依據國際電聯的無線電頻譜的劃分，微波頻段包含有著極寬的頻譜范圍，即頻率從0.3~3000GHz、波長從10分米（dm）~100微米（μm）。因此， ITU-R在1971 年世界無線電行政會議（WARC）將宇宙通信（空間無線電通信）的頻段由原來（1963年）確定的微波頻段擴展到了 275 GHz。1979 年 WARC又將其頻率分配擴展到 400 GHz 頻段。其中 275~400 GHz 頻段可供各主管部門試驗和發展空間各種有源及無源業務使用。

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二、ITU-R關于衛星通信工作頻率的劃分

1、《無線電規則》的要求

事實上，ITU-R關于衛星通信系統工作頻率的劃分是非常詳盡、非常廣泛的，目前其頻率范圍從0.1GHz到275GHz。這些頻段的劃分涉及的內容包括：一是基于不同的衛星通信業務。常用的衛星通信業務有固定衛星業務（FSS）、移動衛星業務（MSS）、廣播衛星業務（BSS）以及星際（衛星間）業務（ISS）等；另外，還有氣象衛星業務、導航衛星業務、地球探測衛星業務等等。二是基于不同的衛星軌道。常見的衛星處于的軌道有：同步靜止軌道（GEO）、高橢圓軌道（HEO）、中軌道（MEO）和低軌道（LEO）等。三是基于衛星射頻信號傳輸窗口。不同的軌道、不同的業務應用有不同的微波射頻信號的傳輸窗口。四是基于減少無線電業務間的干擾協調。由于請衛星通信是超國界的，射頻信號間發生相互干擾則所難免。為此，如ITU將世界劃分為第Ⅰ區、第Ⅱ區和第Ⅲ區共3個無線電管理區域；不同的區域其衛星通信工作頻率可能有所不同。

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基于上述內容的衛星通信工作頻率的劃分是體現在ITU的《無線電規則》中。它是依據ITU每屆世界無線電大會（WRC）所形成的相關決議，包括衛星通信工作頻率的劃分及規定要求而形成的最終文件，其中第五條是《頻率劃分》。在其頻率劃分表中對衛星通信相關工作頻段有詳細的劃分與分配及相應的要求（腳注）。

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然而，在《無線電規則》的頻率劃分表中劃分給衛星通信系統的工作頻段是非常多，且分散在整個頻率劃分表中，不便于了解。為此，下附件專門對ITU-R對衛星通信系統的工作頻率的劃分和分配情況進行了了匯總，使其了解非常直觀，包括不同衛星通信業務、不同頻率管理區的劃分分配等等。

附件：ITU 對衛星通信工作頻率劃分的匯總

2、通信衛星系統的常用工作頻率

鑒于上述ITU關于衛星通信系統的工作頻率，事實上，相對于通信衛星系統（Satellite System of Telecom）來講，被劃分使用的工作頻率的范圍，常用的并不是很多。所謂通信衛星系統主要是指通過靜止衛星軌道（GSO，Geostationary Satellite Orbit）人造地球衛星，向地球站、地球終端提供話音、電報、數據、圖像業務服務的衛星通信系統；即通常是指固定衛星業務（FSS）、移動衛星業務（MSS）和廣播衛星業務（BSS）的通信衛星系統。該系統的工作頻率通常是指地球站（包括終端站）與人造地球衛星之間信號傳輸所使用的射頻（RF）工作頻率，包括其上行（地球站到衛星）頻率和下行（衛星到地球站）頻率。

因此，目前通信衛星系統的常用工作頻率包括有C（6/4GHz）頻段、Ku（14/12GHz）頻段和Ka（30/20GHz）頻段，這些頻段的頻率范圍可在ITU-R頻率劃分表中查詢到。注意，這里的C、Ku和 Ka以及S、L和X等的頻段代號，是人們對微波波段內的頻段習慣上的劃分稱呼，并未被ITU《無線電規則》所接受。

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C頻段是通信衛星系統最早使用的工作頻段，它是利用微波頻段的最低端的傳輸窗口（見圖1-1）。但該頻段存在與地面微波接力傳輸系統的頻率兼容問題及信道容量較小的問題。為了克服C頻段的不足和其資源緊張（頻率和軌道）的現實，人們開發了Ku頻段和Ka頻段（Ka頻段更是后期開發的）。但隨著射頻頻率的提高，又帶來了雨衰及設備制造難度等因素之影響。下表2-2描述了C頻段與Ku頻段優缺點的簡單比較。下述將詳細介紹通信衛星系統常用的C頻段、Ku頻段和Ka頻段的具體工作頻率范圍。

表2-2：C頻段與Ku頻段優缺點的比較

三、我國標準的規定要求

1、固定衛星業務（FSS）

在我國國家標準GB/T 12364《國內衛星通信系統進網技術要求》中對我國衛星通信系統工作頻率的選用進行了規定。該標準雖然是針對靜止衛星軌道（GSO）衛星系統的固定衛星業務（FSS），但許多頻率是與MSS和BSS共用的。該標準依據ITU的《無線電規則》要求，規定使用的頻段為C、Ku和 Ka三個頻段。具體情況是：

C頻段（6/4GHz）：對于C頻段，其上行（地球站發，衛星收）頻率范圍為5850MHz~7025MHz（簡稱6GHz頻段）；其下行（地球站收，衛星發）頻率范圍為3400MHz~4800MHz（簡稱4GHz頻段）。具體可使用的和可開發的頻率頻段詳見下表3-1-1。

表3-1-1：C頻段（6/4GHz）衛星通信系統的工作頻率

Ku頻段（14/12GHz）：對于Ku頻段，其上行（地球站發，衛星收）頻率范圍為12.75GHz~14.50GHz（簡稱14GHz頻段）；其下行（地球站收，衛星發）頻率范圍為10.70GHz~12.75GHz（簡稱12GHz頻段）。具體可使用的和可開發的頻率頻段詳見下表3-1-2。

表3-1-2：Ku頻段（14/12GHz）衛星通信系統的工作頻率

Ka頻段（30/20GHz）：對于Ka頻段，其上行（地球站發，衛星收）頻率范圍為27.0GHz~31.0GHz（簡稱30GHz頻段）；其下行（地球站收，衛星發）頻率范圍為17.3GHz~21.2GHz（簡稱20GHz頻段）。其中，與其它業務共頻使用的情況詳見下表3-1-3。

表3-1-3：Ka頻段（30/20GHz）衛星通信系統的工作頻率及與其它業務共頻使用的情況

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2、移動衛星業務（MSS）

依據我國相關國家標準，對于海上用移動衛星業務（MSS）的工作頻率是工作在L頻段（1.6/1.5），具體匯總于下表3-2中，包括具體頻率范圍和源自于的國家標準名稱。

表3-2：我國相關移動衛星業務（MSS）的工作頻率

3、廣播衛星業務（BSS）

依據我國相關國家標準，目前對于廣播衛星業務（BSS）的工作頻率，可工作在C頻段和Ku頻段，具體匯總于下表3-3中，包括具體頻率范圍和源自于的國家標準名稱。

表3-3：我國相關廣播衛星業務（BSS）的工作頻率

四、關于衛星通信工作頻率的申請使用

衛星通信屬于空間無線電通信，已超出了一個主權國家的無線電管理能力。因此，對于衛星通信工作頻率資源的使用申請是要向國際電聯（ITU-R）進行申請申報。在ITU《無線電規則》中對此申報程序與規則有嚴格的要求，往往是與衛星軌道資源的申請同步進行的。

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另外，為了提高衛星通信頻率的利用率，在衛星通信系統中常采用兩種方式：一是波束分割頻率再用。它利用衛星上不同波束的天線，實現頻率再用，現主要采用的分別有半球波束、區域波束以及點波束來實現同一頻率同時服務于不同的區域。二是極化分割頻率再用。它利用兩個相互正交的極化波在同一頻率、同一時間傳送兩組相互獨立的信號，相互之間沒有干擾。不同覆蓋區域內的兩個正交極化波的利用，可實現雙重頻率再用。

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