1.1.2 卫星通信的工作频段

前面提到，卫星通信是一种微波中继通信，但实际上也不仅限于微波频段。ITU-T对无线电通信的频段及其名称有过定义，IEEE则进行了更细的划分，以便统一卫星通信设备的射频接口。ITU-T还对频段的使用进行了划分，规定了某个频段的哪些频带用于卫星通信，以便与地面无线电通信或雷达信号错开，避免相互干扰。

1.ITU-T的频段划分

ITU-T将适用于卫星通信的无线电信号划分为以下3个频段。

UHF（Ultra High Frequency）频段，也称分米波频段，频率范围为300MHz～3GHz。UHF频段的无线电波已接近视线传播，虽然会被山体和建筑物等阻挡，但还有一定的绕射能力。如果在室内传播，其遮挡损耗就较大。

SHF（Super High Frequency）频段，也称厘米波频段，频率范围为3～30GHz。该频段的无线电波的传播特性已接近于光波，基本上只能视线传播。该频段是卫星通信的传统频段。

EHF（Extremly High Frequency）频段，也称毫米波频段，频率范围为30～300GHz。该频段还处于待开发利用阶段，发达国家正在开展试验利用。

2.IEEE的频段划分

IEEE在ITU-T频段划分的基础上进行了细分，划分了L、S、C、X、Ku、K、Ka等频段。

L频段，频率范围是1～2GHz。该频段主要用于卫星定位、地面移动通信。

S频段，频率范围是2～4GHz。该频段比较适用于气象雷达、船用雷达和卫星移动通信。

C频段，频率范围是4～8GHz。该频段最早用于雷达探测，现在则大量用于卫星通信，也是较早用于卫星通信的传统频段。卫星通信大多使用上行5850～6425MHz/下行3625～4200MHz频段，简称6/4GHz频段。

X频段，频率范围是8～12GHz。该频段主要用于雷达、地面通信、卫星通信及空间通信。卫星通信多使用上行7.9～8.4GHz/下行7.25～7.75GHz频段，简称8/7GHz频段。

Ku频段，频率范围是12～18GHz。它是比K频段低的频段，因此称为K-under频段，简称Ku频段。该频段主要用于卫星通信、太空通信。卫星通信多使用上行14.0～14.5GHz/下行12.25～12.75GHz频段，简称14/12GHz频段。

K频段，频率范围是18～26.5GHz。频率22.24GHz对应水蒸气的谐振波长，此时电磁波会被水蒸气强烈吸收而严重损耗。这个频段很少用于卫星通信。（注：也有文献把12～40GHz都称为K频段。）

Ka频段，频率范围是26.5～40GHz。它是比K频段高的频段，因此称为K-above频段，简称Ka频段。卫星通信通常使用上行27.5～31GHz/下行17.75～21.25GHz频段，简称30/20GHz频段。

3.工作频段对卫星通信的影响

根据无线电波的传播理论，无线电信号的频率越高，可以实现的单路传输带宽就越大，即可以实现的数据传输速率就越高；无线电信号的频率越高，发射无线电信号的天线就可以做得越小。比如现在C频段常用2.4m口径的天线，Ku频段常用1.8m口径的天线，Ka频段则常用0.75m口径的天线。如果无线电信号的频率足够高，同步卫星上的小型天线就便于实现很窄的波束。因此，实现区域波束覆盖和可移动点波束覆盖的卫星通信天线一般都工作在Ka频段。

但是，无线电信号的频率越高，对信号进行处理，尤其是把信号放大到足够功率的地球站发送设备的实现难度就越大；无线电信号的频率越高，电波就越只能沿直线传播，对信号遮挡就越敏感；大气层中的乌云、雨雪对卫星通信信号的衰减很严重，无线电信号的频率越高，衰减越大，只有当频率小于1GHz时，大气衰减才几乎可以忽略。

因此，早期的卫星通信主要工作在C频段，其传输条件比较稳定，降雨损耗影响比较小，设备实现难度也相对较小。随着电子技术的进步，卫星通信的工作频段才逐步向Ku频段甚至Ka频段延伸，现在则还有正在试验毫米波频段的卫星通信，甚至激光卫星通信也正在试验中。

当然，随着电子技术的进步，同样频段的卫星通信设备也在不断地改进。比如早期C频段卫星通信地球站的天线口径多为15～30m，随着信号处理能力的提高，现在通常使用口径为2.4～3m的天线了。