Question

衛星通信系統由衛星和地面站兩部分組成．衛星在空中起中繼站的作用，即把地面站發上來的電磁波放大后再返送回另一地面站．地面站則是衛星系統與地面公眾網的接口，地面用戶通過地面站出入衛星系統形成鏈路．由于同步衛星在赤道上空36 000km，它繞地球一周的時間恰好與地球自轉一周時間（23h 56min 4s）一致，從地面看上去如同靜止不動．3顆相距120°的衛星就能覆蓋整個赤道圓周．故衛星通信易于實現越洋和洲際通信，最適合衛星通信的頻率是1-10GHz頻段，即微波頻段．
（1）衛星通信是遠距離的無線通信，要從衛星上接收信號必須在地面上建立

地面站

．
（2）關于同步衛星，以下說法中正確的是

A

A．同步衛星的轉動周期和地球的自轉周期相同
B．同步衛星和月球一樣每天繞地球一周
C．同步衛星固定在空中一直不動
D．作為傳播微波的中繼站，地球上空的同步衛星越多越好
（3）頻率為1～10GHz的電磁波對應的波長是多少？
（4）赤道上的地面站向衛星發射信號需要多長時間？

Answer 1

分析：（1）根據材料中的“衛星通信是遠距離的無線通信，要從衛星上接收信號必須在地面上建立”可得出答案．
（2）所謂地球同步衛星，即指衛星繞地球轉動的周期與地球的自轉周期相同，與地球同步轉動，且在赤道上空的某地，站在地球上觀看（以地球本身為參照物）它在空中的位置是固定不動的，所以它可以代替微波中繼站來進行電磁波的中轉作用．全世界只要有三顆這樣的衛星（當然位置要選定好）就可以滿足全世界的需求．
（3）根據λ=

c

f

求出頻率為1GHz～10GHz的微波對應的波長；
（4）根據t=

s

v

即可求出赤道上的地面站向衛星發射信號需要經過的時間；

解答：解：（1）閱讀材料可知，衛星通信是遠距離的無線通信，要從衛星上接收信號必須在地面上建立地面站．
（2）A、同步衛星的轉動周期和地球的自轉周期相同，與地球同步轉動，故本選項正確；
B、月球不是每天繞地球一周，是30天，故本選項錯誤；
C、站在地球上觀看（以地球本身為參照物），同步衛星在空中的位置是固定不動，如果選擇參照物不是地球，那么此結論就是錯誤的，故本選項錯誤；
D、同步通通信衛星做為傳播微波的中繼站，地球上只要有3顆就能覆蓋全世界，故本選項錯誤．
根據λ=

c

f

得
頻率為1GHz的微波對應的波長：
λ₁=

3.0×108m/s

109Hz

=0.3m；
頻率為10GHz的微波對應的波長：
λ₂=

3.0×108m/s

1010Hz

=0.03m．
（4）赤道上的地面站向衛星發射信號需要經過的時間：
t=

s

v

=

3.6×107m

3.0×108m/s

=0.12s．
故答案為：（1）地面站；（2）A；
（3）頻率為1-10GHz的電磁波對應的波長是0.3m～0.03m．
（4）赤道上的地面站向衛星發射信號需要0.12s的時間．

點評：此題不僅僅考查波長、波速、頻率公式的計算，速度公式的計算，還要求學生了解地球同步衛星的有關知識，例如：它可以代替微波中繼站來進行電磁波的中轉作用．全世界只要有三顆這樣的衛星（當然位置要選定好）就可以滿足全世界的需求．