MC1-0298-业余低轨卫星的转发器覆盖范围有限。利用这类卫星进行全球性业余无线电通信的解决方法是

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【题目编号】MC1-0298

【题目】业余低轨卫星的转发器覆盖范围有限。利用这类卫星进行全球性业余无线电通信的解决方法是:

【答案】A

[A]由卫星对上行数据进行存贮和转发

[B]由地面站进行地面中继

[C]地面业余电台换用更大功率的发射机

[D]增加地面业余电台的天线高度

考点速览

这道题落在业余卫星通信的基础知识里,考察低轨卫星(LEO,近地轨道卫星)的覆盖局限,以及解决全球通信的"存储转发"(store-and-forward)工作方式。低轨卫星一次只能覆盖地面一小块区域,若想用它完成全球范围的信息传递,关键手段是让卫星把上行数据先存下来、等飞到目标区再转发下去。这是卫星业余业务里区别于"实时转发"的另一种经典工作模式,也是本题的答题落点。

低轨卫星的覆盖到底多有限

业余卫星通常运行在几百公里高的近地轨道上。根据开普勒定律,轨道越低、周期越短,一颗几百公里高的卫星绕地球一圈大约需要九十分钟到一百多分钟。地面电台与卫星在飞快地相对运动,一个固定地点的电台能看到某颗卫星的时间,每次过顶往往只有几分钟到十几分钟。卫星转发器"看得到"的,只是它正下方一片直径有限的覆盖区(footprint)。覆盖区的大小主要由轨道高度和星载天线的波束宽度决定,与地面电台的功率、天线高低没有关系。处于地球另一侧的电台,此刻根本不在这片覆盖区内,实时转发的链路无从建立。所以单靠一颗低轨卫星做实时转发,不可能覆盖全球,它只能服务卫星当下"脚下"的那一片电台。

存储转发如何补上盲区

解决办法是给卫星加上存储转发能力。卫星飞经某一地区上空时,先把地面电台发上来的信号或数据接收下来、写入星上存储器;等它运行到目标地区上空,再自动把存好的内容转发下去。这个过程中,收发双方不需要同时处在卫星覆盖区内,相当于在太空里放了一个"会移动的邮局",属于非实时通信。历史上多颗携带分组无线电(packet radio)设备的业余卫星,就靠这种"天上传呼、电子邮箱"的方式,实现了跨大洲的业余信息接力。它的工作节奏很像地面上的数字中继或电子公告板:你先把消息交给卫星,卫星"带着"消息飞,到了目的地再把消息投递下去,全程不需要收发双方同时在线。

逐项辨析

选项 A 是正解。存储转发正是针对"实时覆盖有限"这一短板设计的机制,用时间换空间,把不同时刻、不同地点的电台串联起来,是解决全球通信的可行办法。

选项 B 主张靠地面站做地面中继。地面中继台(repeater)的覆盖半径同样有限,要覆盖全球需要在全球布设大量地面站,还得解决海洋、极地等无法设站区域的盲区,无论成本还是可行性都不成立,更解决不了"卫星不在上空"这一根本矛盾。

选项 C 主张换用更大功率的发射机。上行功率再大,也改变不了卫星转发器的覆盖范围,因为覆盖范围由轨道高度和星载天线决定,与地面功率无关;盲目加大功率反而会压制转发器、干扰他人通信。

选项 D 主张增加天线高度。抬高天线只能略微扩展本台与卫星之间的视距范围,无法让卫星"出现在"地球另一侧,对全球通信没有意义。

易混淆点

"实时转发"与"存储转发"是本组题常设的对比。实时转发也叫弯管转发,要求上下行同时、同覆盖区内完成,链路延迟低,适合语音和实时数据;存储转发则容忍延迟、换取覆盖的延展,适合电报、分组数据这类对实时性不敏感的业务。区分判据就一条:收发双方是否必须同时处于卫星覆盖区内。

应试要点

记住一句话:低轨卫星覆盖有限,全球通信靠"存下来再发"。选"存储转发",排除一切靠地面加功率、加天线的干扰项。