[科普中国]-XM卫星

简介

美国XM卫星无线电系统是一个天基数字广播系统，用地面转发作为增强。该系统工作在S波段，总带宽为12. 5MHz。该波段分为6个子波段，系统的2颗卫星各使用2个子波段，地面转发系统使用另外的2个子波段。上行设备对音频信号进行压缩，同时相关信息进行加密，以防非法信息上行注入卫星。卫星装有2台大功率透明转发器(也称为弯管式转发器)，具有一定的频率调节能力，允许上行频率根据下行情况进行调整。地面转发站采用小型天线，指向1颗卫星，将接收到的信号解调、解码，然后进行纠错增强，再调制成更适合在地面多径环境下传输的形式。接收机可以将2颗卫星的信号合并，比较卫星信号和地面转发器信号哪个更好。

XM卫星可提供功率为15kW的直流电源，采用2组各16个并联的216W行波管放大器(TWTA)，总射频功率达6. 4kW。

为了支持高功率水平，卫星在热设计上把低散热的卫星平台分系统与高散热的有效载荷隔离开。这种方式能对有效载荷的热设计进行优化，而又不过分影响平台的热设计。

此外，可展开的散热器及柔性热管的采用，也实现了在有限体积下达到更高散热效率的目的。

BSS-702卫星平台还采用了高效率的氛离子推进系统，用于姿态控制和轨道保持。平台的电源来自太阳电池翼的可展开采集反射器1。

背景介绍XM卫星广播公司(XM Satellite Radio Co.， Ltd）成立于1992年6月6日，最初的名字叫美国移动广播公司(American Mobile Radio Corporation)，在1998年10月12日改为现名，1997年3月10日获得FCC颁发的数字音频广播服务牌照，2001年3月25日正式推出卫星音频广播业务。公司是XM卫星广播控股公司(XM Satellite RadioHoldings Inc.)的全资子公司，后者于!999年10月5日在NASDAQ上市。公司总部位于华盛顿特区。

至2006年有3颗位于美国上空的地球同步数字音频广播卫星，通过地面的卫星数字广播上行站及布设在全国高层建筑密集区的上千个地面中继器(Repeater)，向全美国提供爵士乐、摇滚乐、新闻、体育等170多个频道的卫星广播节日。

这3颗卫星是：2001年3月18日发射的XM-1数字音频广播卫星“罗尔”(Roll)，同年5月9日发射的XM-2卫星“罗克”(Rock)和2005年3月1日发射的XM-3卫星。前两颗卫星XM-1 ， 2选用是原休斯公司(现为波音航天公司)的702卫星平台，加上Alcatel空间公司研制的有效载荷；X M-3卫星是波音航天公司专为XM公司制造的。3颗卫星均由国际海上航天发射平台发射2。

格林尼治时间2010年10月14日18时52分，一枚俄罗斯“质子一M"(Proton一M）火箭从哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场起飞，将搭载的美国卫星广播运营商Sirius XM广播公司新一代专用广播卫星XM5送上太空。火箭飞行大约9小时12分钟后，星箭分离，卫星进入远地点35786公里、近地点4235公里、倾角22.84。的地球同步转移轨道这次商业发射获得成功。提供这次发射的，是俄美合资的国际发射服务公司（ILS）。

这次发射，是俄罗斯Proton火箭自1965年来第360次发射及2010年第9次发射，也是最近27个月来连续第26次成功发射。这次发射是ILS公司2010年第6次发射，以及自1996年4月以来第62次发射的Proton火箭。ILS公司称，XM5卫星是来自2000年以来该公司用Proton火箭为美国SiriusXM广播公司发射的第五颗广播卫星3。

系统结构XM系统可以分为7个部分，包括广播运行设施、企业信息技术设施、上行设施、空间段、地面转发器段、网络管理设施和技术段(包括XM公司独特的无线电技术)。企业信息技术设施、广播运行设施、上行设施和网络管理设施都位于华盛顿特区的公司建筑内，那里还有监视和控制卫星的测控、指令设施。空间段包括2颗卫星，即位于115。W的“滚”卫星和85。W的“摇”卫星。地面转发器设置在美国的各大城市，位于美国本土的用户都可以享受到卫星的服务1。

卫星信号为简化收音机天线设计，所有卫星的下行信号都用相同的左旋圆极化。上行发射一般采用右旋圆极化，卫星有效载荷在配置上已经能够容许双故障(接收机故障和冗余交换故障)。测控和指令波段在图2中未示出，它们采用带内频率，而非C或Ku波段。

2个卫星下行频带的宽度都为1. 886MHz，都采用单QPSK调制的时分复用信号，同步率为3. 28Mbit/s。信号由流纠错编码和块纠错编码进行双重保护。上行频率为X波段(或称为扩展C波段)，它可以根据当地的干扰情况在7055-7075MHz之间进行调整，以降低接收机接收到的回声。系统有4个上行信号，每颗卫星2个。这些信号采用FEC编码，比特是交织的，这使得丢失的比特可以分布到很多秒的音频当中，使纠错更有效率。此外，2颗卫星的信号使用不同的编码和交织模式，使A1和A2包含着相同的内容，但是信号却不同。按照这种方法，2个卫星信号合并在一起的时候，就产生了1个更鲁棒的信号，它比2个单独的信号都要强1。