覆盖全球的卫星通信飞向太空的电波

在人类通信的发展历史中，由于人们对通信容量的要求不断增长，通信用的频谱也不断向高频发展。本世纪 40 年代，二次大战中雷达的广泛使用推动了超短波和微波在通信领域的应用。

微波的频率非常高，在 300MHZ 以上，它既不能像长波那样沿地表传播， 也不能像短波一样利用电离层的反射作用传至远方，而只能沿直线传播。就是这也是有条件的。物理知识告诉我们，各种波在向前传播的过程中遇到障碍物时，只有当障碍物的大小远远小于波长时，波才能顺利地绕过障碍物， 继续前进，否则就会被阻拦住。微波的波长不到一米，别说是高山，任何一座建筑物就能挡住它前进的道路。我们也知道，地球表面并不是平面，而是个球面，因此微波只能在地面上互相看得见的最远两点间传播，如图 1 所示。

这段视线距离大约为 50 公里。

微波最早是应用于电视系统的。为了把信号传到很远的地方，人们想出了微波中继接力的方法，就是在传播途中，每隔几十公里的地方建一个中继站，把上一站的信号

接收下来，放大，再向下一站发送。这样电视信号就被一站接一站地传到了远方。但是，这种方法需要建立数目可观的中继站。为了减少中继站的数目，人们千方百计地力图拉大相邻中继站间的距离。为此，人们耗费巨资， 纷纷建筑高耸入云的天线塔，以扩大微波的视距传播范围。但是，用建造高塔的方法来加大视距，其效果是非常有限的，建筑物最多只能高到几百米， 即使我们把天线塔建在小山顶上，有效的传播距离也难以超过一百公里。

借助于在地面上增高天线高度以实现远距离通信的方法已到了尽头，让我们把思路放得更开阔些来考虑这个问题。微波能够穿过电离层，飞到地球以外的空间去，如果把发射机悬挂在地球以外的高空中，它的作用不就可以像一座很高的发射塔，把信号传得很远吗？这一设想最早是出于英国一位科幻小说家的头脑，二十年后，这一早期的幻想变成了现实，那就是于本世纪六十年代中期崛起的新的通信方式——卫星通信。微波从此飞出地球，奔向太空中那些距地球表面约 36 000 公里的“中转站”——同步通信卫星。