楼主

从嫦娥登月看月球通信 嫦娥三号成功登月，其实着陆器可以看成一个基站，玉兔号看成一个终端，构成了移动通信的最小系统。   早在2012年初，我就写了一篇文章，“把基站建在月球上”，当时还没有嫦娥登月的概念，不过现在看这个内容，非常应景。原文如下：  "  假定有那么一天，人类在月球上建立了基地，也许他们会考虑在那里建一个基站，来实现移动网络在月球上的覆盖。那么，月球的基站与我们地球上的基站，在覆盖能力上有多大差别呢？    先列出几个显著的物理差异：环境温度、大气以及宇宙粒子。   据称在月球表面上，在阳光垂直照射的地方温度可达400K，无阳光处温度可降低到90K，相对于地球上300K的温度，差异是相当的大。环境温度影响底噪，从而影响接收灵敏度。   差异更大的是月球上没有大气，类似于真空，因此电磁波的传播过程基本上不会被吸收，也就是传播因子接近于2。    大气吸收了电磁波，同时也吸收了宇宙粒子。月球上应该是宇宙粒子横行的地方，宇宙粒子对接收机的影响可以看成一种干扰。   综合起来看，月球的基站比地球的基站覆盖能力要强。“

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	第2楼

接下来我们看月地通信。首先是频段，可以用S、X和Ka等3个频段，假设为S频段，大致是2.2GHz附近，根据http://news.xinhuanet.com/mil/2011-01/07/c_12954719.htm的信息，天线的直径为64米，测算天线的增益约60dB。      玉兔号的天线比较袖珍，http://sh.sina.com.cn/citylink/jk/t_sjbj/2013-12-16/1322455855_2.html，抛物天线直径39cm，测算天线的增益约16dB。   月地距离384000米，测算路径损耗为211dB，假定玉兔号的发射功率为1W，其他损耗为3dB，则地面接收到的信号强度为-108dBm。   如果通信带宽为1.28MHz，根据香农公式最高速率为2.6Mbps；如果带宽为3.84MHz，最高速率为4Mbps。带宽越大，玉兔号的功耗越大。   总之，理想情况下，玉兔与地球的通信可达到3G的水平。   嫦娥三号与嫦娥二号的通信方式应该没有大的区别，根据http://iask.sina.com.cn/b/17847742.html的信息，最高速率应该在6Mbps，与测算结果比较接近。 [此贴子已经被作者于2013-12-26 9:46:43编辑过]

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	第3楼

着陆器用的也是直径39cm抛物天线，见http://news.stnn.cc/c6/2013/12/04/1386089606293.html。   另外，测控用X波段，通信用S波段比较合理。   着陆器与玉兔号之间用UHF通信，见http://tech.southcn.com/t/2013-12/16/content_87355627.htm

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	第4楼

值得了解

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尘世中一个迷途小书童。

	第5楼

这里有更详细的信息：http://www.uhf-satcom.com/amateurdsn/chang-e-3/    1. 玉兔号      UHF为415MHz，采用5dBi天线，只有上行，也就是玉兔到嫦娥3号。      与地球联系采用X波段，有三组频点，三组天线：7.2G用于地球发往玉兔，天线增益为5dBi；8.4G用于玉兔发往地球，天线增益28dBi，发射功率为2W。

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	第6楼

刚看到《中国深空网:系统设计与关键技术-S/X双频段深空测控通信系统》，里面详细介绍了66m天线很多技术参数。   比如S波段，发射2.025~2.12G，接收2.2~2.3G          X波段，发射7.145~7.235G，接受8.4~8.5G   最大发射功率 10kW，30dB的调整范围，采用连续波速调管的方式，与固体电路显著不同。

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	第7楼

这次嫦娥4号在月球背面成功着陆，离不开中继通信卫星鹊桥号。   其实，采用中继通信卫星在航天技术中也是比较常见的，火星、木星探测都用过。当然，完全依赖中继通信卫星，嫦娥4号登月还是第一次。   因此，鹊桥号非常重要。从技术参数看，鹊桥号有直径4.2米的抛物面天线，工作在X波段，天线增益为45dBi，用于与月球上的着陆器与玉兔号通信，最大距离约是80000km。对地采用S波段，距离大概是450000km，口径是0.6m。   8.4GHz的信号在80000km时，路径损耗为209dB，玉兔号的天线增益为25dBi，鹊桥号天线增益为45dBi。考虑到玉兔号的最大发射功率为2W，有效输出1W，因此3.84MHz带宽下，鹊桥号最高的Eb/N0将是-1dB，对应峰值速率为3.3Mbps。   根据http://jdse.bit.edu.cn/html/sktcxbcn/2017/2/20170202.htm上的信息，着陆器最高速率560kbps、玉兔号最高速率280kbps，完全体现不出大天线的优势。 [此贴子已经被作者于2024-01-22 20:14:15编辑过]

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	第8楼

根据论文：An overview of the mission and technical characteristics of Change‘4 Lunar Probe的信息，鹊桥号与着陆器和玉兔号数据通信采用BPSK的调制方式；与地面通信采用S波段，也是BPSK的调制方式。

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	第9楼

看到一篇文章：《嫦娥三号探测器月面通信系统设计与验证》，比较详细地介绍了UHF系统的特点，比如天线高度为1米以及3米，设计通信距离为3km，着陆器上接收天线增益为15dBi，峰值速率分800k,400k,200k和1kbps四个档次可变，根据接收机RSSI的大小来调整。   不过文中有两个地方没有交代清楚，一个是发射功率有多大，另外一个是单向通信如何通知发射机调整速率。从地面测试看，是根据与着陆器的距离来调整的。

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	第10楼

前几天印度的探月器登月失败，软着陆变成了硬着陆，这下被同行衬托，嫦娥3、4的形象顿时高大不少。   印度登月失败，原因在哪里，众说纷纭。虽然有阴谋论说是通信受干扰，但是这个锅与通信的关系不大。在外星球，由于时延，ms级的实时控制基本是不可能的，最多是秒级的实时控制。在软着陆时，还得靠探月器自己来处理。   附带说一下，印度的探月器用的通信频率是S波段，2.2~2.3G Hz，2284MHz。 [此贴子已经被作者于2019-09-15 13:29:26编辑过]

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