卫星通信是谁发明的？

1. 卫星通信是谁发明的？

只要你打开电视，就能收看到许多由围绕地球旋转的同步通信卫星传送来的电视节目，卫星实况转播现早已成为生活用语。对此习以为常的人们或许很少去想，就在几十年前，利用卫星转播电视节目还是件不可思议的事情。
　  1963年，美国成功发射第一颗人造同步卫星，并于1年后首次通过卫星实况转播了东京奥运会，让全球的电视观众从此可以闭门家中笑看全世界。这是人类有史以来第一次通过电视屏幕，同时间观看异国他乡发生的事。同步卫星的发明人哈罗德·罗森在回忆起这件往事时，颇为感慨：那是1964年，当时的电视还是黑白的呢，但卫星转播的图像质量很好。如今，只要打开家里的高清晰度电视，他就可以用遥控器选择无数个电视频道，收看新闻、访谈、政治、科学、自然和体育节目。他本人也是这项发明的受益人，并因这项发明获得今年的发现创新奖。

2. 卫星通信技术的发展趋势

是：充分利用卫星轨道和频率资源，开辟新的工作频段，各种数字务综合传输，发展移动卫星通信系统。卫星星体向多功能、大容量发展，卫星通信地球站日益小型化，卫星通信系统的保密性能和抗毁能力进一步提高。卫星通信就是先将信号转换成微波发射到地球同步卫星，而后通过地球同步卫星发射到转发信号，从而将信号覆盖面扩大,达到信号的传输目的。什么是卫星通信？卫星通信是地球上(包括陆地、水面和低层大气中)无线电通信站之间利用人造卫星作为中继站而进行的空间微波通信，卫星通信是地面微波接力通信的继承和发展。我们知道微波信号是直接传播的，因此，可以把卫星通信看作是微波中继通信的一种特例，它只是把中继站放置在空间轨道上。

3. 卫星通信系统的发展趋势

未来卫星通信系统主要有以下的发展趋势：
4.1、地球同步轨道通信卫星向多波束、大容量、智能化发展；
4.2、低轨卫星群与蜂窝通信技术相结合、实现全球个人通信；
4.3、小型卫星通信地面站将得到广泛应用；
4.4、通过卫星通信系统承载数字视频直播(DvB)和数字音频广播(DAB)；
4.5、卫星通信系统将与IP技术结合，用于提供多媒体通信和因特网接入，即包括用于国际、国内的骨干网络，也包括用于提供用户直接接入；
4.6、微小卫星和纳卫星将广泛应用于数据存储转发通信以及星间组网通信。

4. 卫星通信技术是如何诞生的？

1945年，英国科学家克拉克就曾预言在地球外建立通信中继站的可能性。所以，在第一颗人造卫星送入轨道以后，卫星在通信实际应用中的可能性，首先受到人们的重视。1958年12月18日，美国发射了第一颗通信卫星“斯科尔”，将空间传输信息推进到一个新的阶段。
在通信卫星上天之前，远距离的通信手段是短波无线电、同轴电缆(海底电缆)及地面微波中继。短波无线电易受干扰；电缆载波通信的铺设和维护成本很高；地面微波中继是每隔50千米设立一个微波中继站，需耗巨额资金。有了通信卫星，这些问题便迎刃而解。进行通信时，从一个卫星地面站把微波信号发送到卫星上去，卫星上的转发器把接收到的信号放大，再通过天线发向另一个地区的卫星地面站，后者再把接收到的信号放大取出，这样就沟通了两地的通信(包括电话、电报、电视等)。只要在赤道上空的同步轨道上均匀地分布3颗卫星，就可以形成覆盖全球的卫星通信网。卫星通信具有通信距离远、传输质量高、通信容量大、抗干扰能力强、机动灵活性好和可靠性高等特点。自1964年5月美国发射第一个实用型静止通信卫星“国际通信卫星3号”以来，卫星通信技术日新月异。

5. 卫星通信的我国卫星通信的现状和展望

从1970年4月，自中国成功发射第一颗人造地球卫星“东方红一号”起，中国通信卫星事业发展已近50年。据忧思科学家联盟统计截至2020年8月份，全球在轨通信卫星1378颗，其中美国、英国和俄罗斯是国外通信卫星领域的前三强，中国通信卫星数为52颗，与美国相差甚远。
2019年中国共发射卫星54颗，其中通信卫星12颗，占比为22.2%，比例快速提升。伴随低轨宽带通信卫星系统应用领域不断成熟、火箭发射能力提升、成本下降，中国低轨宽带通信卫星市场空间有望快速发展。
中国通信卫星行业——定义及分类
通信卫星是人造卫星的一种，是卫星通信系统的空间部分。作为无线电通信中继站，通信卫星通过转发无线电信号，实现卫星通信地球站之间或地球站与航天器之间的无线电通信。
通信卫星可传输电话、电报、传真、数据和电视等信息。一颗地球静止轨道通信卫星约可覆盖40%的地球表面，使覆盖区内的任何地面、海上、空中的通信站能同时相互通信。在赤道上空等间隔分布的3颗地球静止轨道通信卫星可以实现除两极部分地区外的全球通信。

中国通信卫星发展历程
从1970年4月，自中国成功发射第一颗人造地球卫星“东方红一号”起，中国通信卫星事业发展已近50年。在通信卫星研制领域，经过“东方红二号”、“东方红三号”、“东方红四号”、“东方红五号”四代卫星的研发经验积累，中国通信卫星行业目前可研制固定卫星、中继卫星和直播卫星等通信卫星，通信卫星频谱范围涉及S、C、Ku、Ka等各个频段，卫星等级涵盖小型到超大型卫星。中国已成为全球范围内少数可独立设计、研制大容量通信卫星的国家之一。

中国在通信卫星数量上远远落后美国
国外通信卫星领域的发射活动与各国整体发展能力和在轨规模相适应。国外通信卫星领域的发射活动与各国整体发展能力和在轨规模相适应。据忧思科学家联盟统计截至2020年8月份，全球在轨通信卫星1378颗，其中美国、英国和俄罗斯是国外通信卫星领域的前三强，中国通信卫星数为52颗，与美国相差甚远。而日本、印度、加拿大等国位列其后，通信卫星数均在20颗以上。

中国通信卫星的发射占比逐渐增加
2019年中国共发射卫星54颗，其中通信卫星12颗，占比为22.2%，比例快速提升。中国通信卫星数量占比与美国相比差距较大，可见未开发市场空间巨大。伴随低轨宽带通信卫星系统应用领域不断成熟、火箭发射能力提升、成本下降，中国低轨宽带通信卫星市场空间有望增速发展。

国内低轨卫星通信计划蓬勃开启
由于过去卫星通信成本较高、传输速度较差，加之我国拥有较为发达的地面通信系统建设，我国的卫星通信市场特别是民用卫星通信市场规模较小，渗透率较低。根据中国电信统计，截至2019年底中国卫星通信市场仅有约30多万用户。但随着国家重点项目建设、政策引导和建设成本降低，我国企业也积极推出了多个通信卫星星座计划。
2018年12月，我国分别发射了低轨宽带卫星通信系统“虹云”工程和“鸿雁”星座的首发星，标志着我国低轨宽带卫星通信系统建设实现零的突破。2020年4月，卫星互联网被正式纳入新型基础设施建设国家战略，更是为通信卫星发展注入了强心剂。

—— 更多数据参考前瞻产业研究院发布的《中国卫星应用行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

6. 卫星通信是谁提出的？

卫星通信是微波通信的手段之一，它是在20世纪50年代后期开始发展起来的一种新技术。
最早提出利用卫星进行通信这一科学设想的是英国空军的雷达教官与技师克拉克。1945年，克拉克在《无线电世界》杂志上发表了一篇文章，文章的标题是“地球外的转播站”。他在文章中详细阐述了建立一个在全世界范围内转播无线电与电视信号的通信卫星系统的设想。
1957年10月4日，前苏联发射了第一颗人造地球卫星，开始了人类利用人造天体为自己服务的新时代，推动了通信卫星的发展。
1958年12月18日，美国发射了“斯科尔号”人造地球卫星，并成功地在A、B两站间远距离传送了美国总统艾森豪威尔的圣诞节献词。这颗卫星虽然只工作了12天，但它作为第一颗通信卫星而载人了史册。
1960年8月12日，美国又成功地发射了“回声1号”通信卫星，它是一个表面涂铝的塑料气球，发射后充气膨胀，直径为30米。它不带无线电设备，是一颗无源通信卫星。它能把无线电信号从一个地球站反射到另一个地球站，实现双向无线电信号的传递，推动了美国卫星通信的发展。这也标志着在世界范围内进行无线电与电视通信的开始。
1962年7月10日，美国发射了“电星1号”通信卫星，这是人类发射的第一颗有源通信卫星，它既装有接收机，又装有发射机。第二天，美国观众通过这颗卫星，第一次收看到了大西洋东岸播出的电视节目实况，首次横跨大西洋的电视转播试验获得了成功。此外，这颗卫星还成功地传送了电报、电话、数据和传真照片。同年，美国还发射了“转播1号”通信卫星，成为美国、欧洲、南美洲、日本之间的通信转播站。
1963年7月26日，美国又成功地发射了“同步2号”通信卫星，这是第一颗进入对地同步轨道的卫星。在此之前发射的通信卫星都是中低轨道卫星，们于赤道上空10000千米以下的轨道上。地球同步卫星是高轨道卫星，它定位于赤道上空35786千米处的轨道上，与地球自转同步，运行周期为一个恒星日，即23小时56分。从堆面上看，它好像是停在空中静止不动一样。只要有三个相互间隔120度角分布的同步卫星，就能实现在地球上除两极以外的任何两地之间的无线电通信。
1964年8月f9日，美国航空航天局发射了名叫“同步3号”的通信卫星，这是世界上第一颗试验性对地同步卫星。当年秋天，利用它向美国传播了在日本东京举办的第18届奥林匹克运动会的实况，从而首次实现了跨越太平洋的电视图像转播。
1964年，西方国家组建了“国际通信卫星组织”，现在，这个组织已经发展到100多个国家，拥有国际电视和电话通信的大部分市场。
1965年4月6日，上述组织发射了第一代国际通信卫星“晨鸟”，成为这个组织使用的12颗卫星中的第一颗。它的重量是39千克，同年6月28日，正式开始承担国际通信业务。
1965年4月下旬，前苏联成功地发射了准同步轨道卫星“闪电1号”，运行周期为12个小时，它为前苏联北部、西伯利亚、中亚地区提供了电视、广播、传真、电话等业务。
“晨鸟”和“闪电1号”卫星的使用，标志着卫星通信进入了实用、提高和发展的新阶段。
20世纪70年代，许多国家相继发射了实验用的广播通信卫星。1976年1月，美国和加拿大合作发射了“通信技术卫星”，在更高的频率段内进行卫星电视广播实验，取得了比较理想的结果。这是当时世界上功率最大的通信卫星，它除了传送电视图像外，还能进行双向传声和数据通信。1977年，世界无线电管理会议制定了欧洲、非洲及远东等地区直播卫星的发射标准、轨道和频率，后来又制定了新的标准。前苏联、日本、澳大利亚等国，也在不同的频率范围内进行了试验。
进入20世纪80年代以后，电视节目的卫星直播得到了更为迅速的发展。把地面电视台播出的节目传送到地球同步通信卫星上，再由卫星上安装的星载电视发射机发射，就可转发到卫星所覆盖地区内用户的卫星电视接收机。用户只要在自己的楼顶上安装一个天线，就能用家中的电视机，接收到由通信卫星转发的电视节目。
1983年11月，美国联合卫星通信公司开辟了美国最早的卫星电视收费直播业务，为交费的用户提供59个频道服务的电视节目。
1984年4月8日，我国成功地发射了第一颗试验通信卫星，成为世界上能独立发射同步卫星的第五个国家。1988年7月，日本开始利用通信卫星向家庭提供24小时不问断的电视节目。
1990年4月7日，我国用“长征3号”火箭成功地为外商发射了一颗国际商用通信卫星“亚洲1号”，也叫“亚星1号”。我国大部分地区，用直径1米左右的卫星电视天线，就能接收到由它转发的电视节目。从1991年起，中央电视台的节目一直使用这颗卫星转播。
香港亚洲卫星集团所属的亚洲卫星电视网，利用“亚星1号”向亚洲38个国家和地区免费开播了5套电视节目。从1992年初开始，每个台每天24小时不间断地播出。1993年，“亚星2号”发射成功，在亚洲掀起了卫星电视接收的热潮。
1993年，美国发射了直播电视卫星“空中电缆”，用户只要使用口径仅为30厘米的抛物面天线，就可以收看108个频道的电视节目。
欧洲发射的电视直播卫星，如果在卫星电视天线上配接一个解调器，用户还能收看到立体声高度清晰的电视节目。
电视卫星直播有很多优点，图像稳定可靠，图像质量也好，不受地形的影响，能很好地消除重影现象，还能同时传送多路彩色电视节目。直播卫星电视是实现电视大面积覆盖的先进手段，在信息社会里将起着越来越重要的作用。

7. 卫星通信的历史回顾

早在1945年10月，阿瑟·克拉克(Arthur C.Clarke)提出静止卫星通信的设想。他在英国《无线电世界》杂志第10期发表了题为《地球外的中继——卫星能提供全球范围的无线电覆盖吗?》的文章，详细论述了卫星通信的可行性，为今后全球卫星通信奠定了理论基础。现代卫星通信的发展，证实了克拉克设想的科学性。卫星通信的发展过程，可以分为以下两个阶段。（1）卫星通信的试验阶段从1954年开始，美国先后利用月球、无源气球卫星、铜针无源偶极子带作为中继站，进行了电话、电视传输等无源卫星通信试验，但事实证明并无很大实用价值。直到1957年，前苏联发射了第一颗人造卫星，才使卫星通信进入有源卫星试验阶段。1958年12月，美国用阿特拉斯火箭将一颗重150磅的“斯柯尔”低轨道卫星射入椭圆轨道(近地点200km，远地点1 700km)，星上发射机输出功率8W，频率为150MHz。卫星利用磁带录音，将甲站发出的信息(电话、电报)，延迟转发到乙站。1960年10月，美国国防部又将“信使”卫星发射到高度1 000km、倾角为28.3°的轨道上，使用2GHz频率，进行了与上述类似的低轨道迟延通信试验。1962年6月，美国航空宇航局用德尔它火箭把“电星”卫星送入1 060～4 500km的椭圆轨道；同年12月又发射了“中继“卫星，进入1 270～8 300km的椭圆轨道，在美国、欧洲、南美洲之间进行了多次电话、电视、传真数据的传输试验，并对卫星通信的频率、姿态控制、遥测跟踪、通信方式等技术问题进行了试验。1963年以后开始进行同步卫星通信试验。1963年7月和1964年8月，美国航空宇航局先后发射了三颗SYNCOM卫星，第一颗未能进入预定轨道；第二颗进入周期为24h的倾斜轨道；最后一颗进入了似圆形的静止同步轨道，成为世界上第一颗试验性静止通信卫星。利用它成功地进行了电话、电视和传真的传输试验，并在1964年秋用它向美国转播了在日本东京举行的奥林匹克运动会实况。至此，卫星通信的试验阶段基本结束。（2）卫星通信的实用阶段在卫星通信技术发展的同时，承担卫星通信业务和管理的组织机构也逐渐完备，1964年8月20日，美国、日本等11个西方国家为了建立单一的世界性商业卫星网，在美国华盛顿成立了世界性商业卫星临时组织，并于1965年11月正式定名为国际通信卫星组织(INTELSAT，International Telecommunication Satellite Organizaion)。该组织在1965年4月把第一代“国际通信卫星”(INTELSAT-I，简称IS-I，原名“晨鸟”)射入了静止同步轨道，正式承担国际通信业务。这标志着卫星通信开始进入实用与发展的新阶段。

8. 卫星通信的简史

利用地球同步轨道上的人造地球卫星作为中继站进行地球上通信的设想是1945年英国物理学家A.C.克拉克（ArtherC.Clarke）在《无线电世界》杂志上发表“地球外的中继”一文中提出的，并在60年代成为现实。同步卫星问世以前，曾用各种低轨道卫星进行了科学试验及通信。世界上第一颗人造卫星“卫星1号”由苏联于1957年10月4曰发射成功，并绕地球运行，地球上首次收到从人造卫星发来的电波。美国于1960年8月把覆有铝膜的直径30m的气球卫星“回声1号”发射到约1600km高度的圆轨道上进行通信试验。这是世界上最早的不使用放大器的所谓无源中继试验。美国于1962年I2月13日发射了低轨道卫星“中继1号。1963年11月23日该星首次实现了横跨太平洋的日美间的电视转播。此时恰逢美国总统J.F.肯尼迪被刺，此消息经卫星传至日本在电视新闻上播出，卫星的远距离实时传输给人们留下深刻印象，使人造卫星在通信中的地位大为提高。世界上第一颗同步通信卫星是1963年7月美国宇航局发射的“同步2号”卫星，它与赤道平面有30°的倾角，相对于地面作8字形移动，因而尚不能叫静止卫星，在大西洋上首次用于通信业务。1964年8月发射的“同步3号”卫星，定点于太平洋赤道上空国际日期变更线附近，为世界上第一颗静止卫星。1964年10月经该星转播了（东京）奥林匹克运动会的实况。至此，卫星通信尚处于试验阶段。1965年4月6日发射了最初的半试验、半实用的静止卫星“晨鸟”，用于欧美间的商用卫星通信，从此卫星通信进入了实用阶段。