36，000 公里高空的“中转站”

1957 年，苏联把人类第一颗人造地球卫星送入轨道，四个月后，美国的

“探险者 1 号”也发射上天，空间技术的新纪元开始了。人们开始设想，能不能利用人造卫星作为空中的中继站来传递微波信号呢？

1954 年，人类首次利用地球的卫星月球进行通信试验获得成功。人们利用月球作反射体，将电波反射回地球，在地面上用巨大的天线来收集反射电波，加以放大后送给用户。1960 年 8 月，美国发射了“回声 1 号”人造卫星。

这是一个表面镀上铝膜的直径为 30 米的薄聚合酯气球。它像一面反射镜，高

悬在空中，将发自地面的微波反射回大地。无论是月球还是“回声 1 号”， 它们都是无源的反射器，只能起反射电波的作用。1962 年，美国发射了“电星 1 号”，这是一颗真正的通信卫星，它能够接收来自地球的信号，加以放大并发射回地球，真正起到了空中中继的作用。

虽然“电星 1 号”开创了卫星通信的先河，但仍有许多实际问题需要解决。为了使通信稳定可靠，轨道上的通信卫星最好相对于地面是静止不动的， 这样地球站就不需要复杂昂贵的跟踪设备，可节约大笔资金。理论计算表明， 如果我们将人造地球卫星发射到距地面 35 860 公里高的赤道上空轨道，那么卫星将会与地球同步运转。从地球上看来，这颗卫星就如同一个在我们的头顶上静止不动的“中转站”，这样的通信卫星称为同步通信卫星，也叫静止卫星。

同步通信卫星向地面发射电波的波束为 17 度左右，大约可覆盖三分之一

的地球表面。理论上，只需将三颗同步卫星射入赤道上空 35 860 公里高的轨

道上，并使它们相互之间间隔 120 度，那么整个地球，除两极地区以外，都可以收到卫星转发的信号（见图 2）。现在的卫星通信系统正是按照这一理论建立起来的。如果在太平洋、大西洋、印度洋的上空各发射一颗同步通信卫星，就可以实现全球通信。太平洋上空的卫星可以覆盖中国和北美洲的西半部似及大洋洲的大部分；印度洋上空的卫星可以覆盖从英国到中国广袤的欧亚大陆和非洲的东半部；大西洋上空的卫星则可以覆盖南美洲、欧洲和北美洲的东半部以及包括非洲在内的广大区域。

从地面上任何一处发射的微波都可以通过一个或两个通信卫星的转播而到达地球上其他任何地方。位于同一颗卫星的覆盖区域内的任何两个地面站都能以那一颗卫星为中转站进行通信。比如，美国和中国之间的通信就可以通过太平洋上空的卫星进行。但是如果两地位于不同卫星的覆盖区内，又该怎样进行通信呢？实际上，各颗卫星的覆盖区不是完全独立的，而存在一定的交叠区域，位于交叠区域内的地面站能够与这两颗卫星通信。如果让这个区域内的某一地面站接收一颗卫星的信号，并转发给另一卫星，就可以实现不同覆盖区间的通信了。例如，将位于南美洲的阿根廷的电视节目转送至中国，就要首先通过大西洋上空的通信卫星将信号转发到英国的卫星地面站， 该地面站再通过印度洋上空的卫星，将节目转送至中国。

世界上第一颗同步通信卫星是美国于 1963 年发射的“辛康 1 号”，定位于大西洋上空，标志着卫星通信进入实用阶段。1964 年 10 月，太平洋上空的同步通信卫星“辛康 2 号”破天荒第一次将第十八届奥运会的实况从日本转播到美国，使亿万人民体会到卫星通信的巨大价值。从那以后，卫星通信就迅速发展起来了。