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研究生:黃詩茸
研究生(外文):Shih-Jung Huang
論文名稱:鏈路預算估測預期台灣衛星通訊的發展
論文名稱(外文):Link Budget Estimation for Prospective Satellite Communication Development in Taiwan
指導教授:林嘉慶林嘉慶引用關係
指導教授(外文):Jia-Chin Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:通訊工程學系在職專班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2018
畢業學年度:106
語文別:中文
論文頁數:86
中文關鍵詞:高頻段鏈路預算分析遙測衛星
外文關鍵詞:High frequency bandLink Budget AnalysisTT&C satellites
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太空科技是各國科技發展的重點,因其可展現出國家各層面的實力的表現,我國近年來對太空科技的發展亦極為重視。而發展衛星通訊系統的籌建前,需先透過系統的鏈路預算分析,考量通訊系統的相關參數,才能使整個系統的發展效益最佳化。
本研究的目的是以遙測衛星為研究主體,探討我國遙測衛星的未來發展趨勢。本研究先分析世界各國衛星的發展及運用任務,並將台灣衛星發展、國際組織對衛星通訊技術的相關規範簡介,探討鏈路預算估測所需考量的相關參數,分析我國遙測衛星通訊系統的的規格特性,針對衛星通訊架構組織的硬體設備部分,以市面上的太空相關產品的規格做探討,歸納出台灣遙測衛星在衛星通訊方面的發展。
Space technology is the point of the technological development for all countries, because it can show the national capability of the country at all levels. In recently years, our country attaches great importance to development of space technology. Before the establishment of a satellite communication system, it is necessary to analyze the correlation coefficient of the communication system by link budget analysis, to optimize the development benefits of the entire system.
The purpose of this research is based on Taiwan’s TT&C satellites and explores the development in Taiwan. To begin with this research, will be analysis the development and application of satellites in the countries of the world, then, introduce the Taiwan's satellite development, international organizations’ specifications for satellite communication technologies, and explore the related parameters of the link budget estimation. Next, analyzes the TT&C satellite communication systems in Taiwan, on the specification of the hardware components of the satellite communication architecture, to discuss in terms of the market products' specifications, last summarize the development in Taiwan.
摘要 i
Abstract ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2 研究動機 1
1.3 研究貢獻 2
1.4論文架構 2
第二章 衛星簡介 3
2.1 前言 3
2.2各國衛星發展 3
2.3 中華民國衛星簡介 7
2.3.1福爾摩沙衛星一號 9
2.3.2福爾摩沙衛星二號 10
2.3.3福爾摩沙衛星三號 10
2.3.4福爾摩沙衛星五號 11
2.3.5福爾摩沙衛星七號 12
2.4 衛星軌道 12
2.4.1低軌道(LEO) 14
2.4.2中軌道(MEO) 15
2.4.3高橢圓軌道(HEO) 16
2.4.4 同步軌道(GEO) 16
2.5 衛星通訊規範 17
2.5.1無線電頻率規範 18
2.5.2無線電頻率頻段 19
2.5.3衛星通訊頻段 22
第三章 衛星通訊鏈路參數 24
3.1 等效全向輻射功率(EIRP) 25
3.2功率通量密度(PFD) 25
3.3天線增益(Antenna Gain) 26
3.4 自由空間損耗(Free Space Propagation) 27
3.5系統雜訊(System Noise) 28
3.6大氣層的影響 31
3.6.1對流層(Troposphere)影響 32
3.6.2電離層(Ionsphere)影響 36
3.7品質因數(G/T) 38
3.8系統鏈路寬餘量(Link Margin) 38
3.9 小結 39
第四章TT&C衛星系統分析 41
4.1 我國TT&C衛星 41
4.1.1 自主發展關鍵元件 41
4.1.2 我國TT&C衛星特性 46
4.2 通訊系統規格參數 48
4.2.1 地面收發站 49
4.2.2 衛星裝備規格 54
4.2.3收發通訊機規格 57
4.3 通訊環境參數 59
4.3.1上下鏈頻率 59
4.3.2衛星通訊距離 59
第五章 結論與未來展望 64
5.1 結論 64
5.2 未來展望 67
參考文獻 69
[1] Union of Concerned Scientists, UCS Satellite Database, November 7, 2017. [Online]. Available: https://www.ucsusa.org/nuclear-weapons/space-weapons/satellite-database?_ga=2.18097593.1485327902.1521337051-532118563.1521337051#.Wq3EXuhuZPY%EF%BC%9B.
[2] 張志立,「淺談人造衛星」,臺北星空期刊,第七十期,18~25頁,台北市,民國105年11月。
[3] 國家太空中心官網,取自http://www.nspo.narl.org.tw/tw2015/aboutNSPO/about.html。
[4] 國家太空中心官網,福爾摩沙衛星一號,取自http://www.nspo.narl.org.tw/tw2015/projects/FORMOSAT-1/program-description.html。
[5] 國家太空中心官網,福爾摩沙衛星二號,取自
https://www.nspo.narl.org.tw/tw2015/projects/FORMOSAT-2/program-description.html。
[6] 國家太空中心官網,福爾摩沙衛星三號,取自
http://www.nspo.narl.org.tw/tw2015/projects/FORMOSAT-3/program-description.html。
[7] 國家太空中心官網,福爾摩沙衛星五號,取自
http://www.nspo.narl.org.tw/tw2015/projects/FORMOSAT-5/program-description.html。


[8] 國家太空中心官網,福爾摩沙衛星七號,取自
http://www.nspo.narl.org.tw/tw2015/projects/FORMOSAT-7/program-description.html。
[9] 李勝義,「低軌道衛星通訊系統的通道統計模型」,國立中央大學電機工程研究所,博士論文,民國93年。
[10] Louis J. Ippolite, Jr, Satellite Communications Systems Engineering, 1st ed, John Wiley and Sons, Ltd, 2008.
[11] 陳克任,衛星通訊NII主角,初版,儒林圖書有限公司,台北市,民國八十八年,七月。
[12] Satbeams.com. List of Satellites at Geostationary orbit, [Online]. Available: https://www.satbeams.com/satellites.
[13] International Telecommunication Union, Radio Regulations, 2016 ed. vol. 1, ITU, Geneva, 2016.
[14] 交通部,中華民國無線電頻率分配表,民國106年2月,取自http://www.motc.gov.tw/post/home.jsp?id=369&parentpath=0,364.
[15] “IEEE standard for letter designations for radar-frequency bands”, IEEE. Standard 521-2002, Jan. 2003.
[16] ITU-R Recommendation V.431-8, “Nomenclature of the frequency and wavelengh bands used in telecommunications”, ITU, Geneva, 2015/08.
[17] Andrey Tikhomirov, Elena Omelyanchuk, and Anastasia Semenova. “Link Budget Estimation for Ultra High Speed Radio Downlink for Prospective Remote Sensing Systems”, in Proc. 2016 International Conference on Control, Instrumentation, Communication and Computational Technologies (ICCICCT), Kumaracoil, India, Dec 16-17, 2016, pp. 420-424.
[18] ITU-R Recommendation P.618-13, “Propagation data and prediction methods required for the design of Earth-space telecommunication systems”, 2017/12.
[19] ITU-R Recommendation P.372-13, “Radio noise”, ITU, Geneva, 2016/09.

[20] ITU-R Recommendation P.676-11, “Attenuation by atmospheric gases”, ITU, Geneva, 2016/09.
[21] ITU-R Recommendation P.531-13, “Ionospheric propagation data and prediction methods required for the design of satellite services and systems”, ITU, Geneva, 2016/09.
[22] 王士銘,「福衛五號衛星電腦失效 自動復原機制」,清流月刊,一百零三年十一月號,法務部調查局,25~26頁,民國103年11月。
[23] 國家中山科學研究院 王碩顯先生提供。
[24] 林信嘉,「福爾摩沙五號衛星影像壓縮之實現」,中央大學,博士論文,民國101年。
[25] Comtech EF Data Corporation, “CDM-600/600L Open Network Satellite Modem” data sheet, 2009/06.
[26] General Dynamics Mission Systems, Inc., “9.2M Ka-Band Antenna” data sheet, 2011.
[27] General Dynamics Mission Systems, Inc., “13.2M Ka-Band Antenna” data sheet, 2011.
[28] 芳興科技股份有限公司,衛星元件,取自https://www.tadte.com.tw/zh_TW/product/info.html?id=3739B3FBC0B9DFF7470BFFB454E03CA6。
[29] SAGE Millimeter, Inc., “SAC-2012-315-S2” data sheet.
[30] SAGE Millimeter, Inc., “SAC-2012-470-S2” data sheet.
[31] International Telecommunication Union, Radio Regulations, 2016 ed. vol. 1, ITU, Geneva, 2016, pp. 152-161.
[32] 交通部,中華民國無線電頻率分配表,民國106年2月,取自http://www.motc.gov.tw/post/home.jsp?id=369&parentpath=0,364,78-83頁。
[33] 黃楓台,「福衛遙測任務的啟動者」,科學發展,第518期,14-15頁,105年2月
[34] 海曙科普網,太陽同步軌道,2009年08月21日 ,取自http://www.cndzkp.com/article/show-531.html。
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