小時候非常羨慕太空人叔叔，想成為他們一樣，在太空中遨遊。現在實現了一半，成為了一個叔叔。既然這樣，為了圓兒時的夢想，何不自己設計一個衛星，在太空中遨遊呢。

人造衛星的按用途劃分可以分為很多種，下面列舉4種：

好了，我們要設計一個什麼衛星呢？既然5G時代快要來臨了，配合時代發展，這裡就選通信衛星，通信衛星是作為一個信使存在的，負責兩地的信息交換工作，通信衛星工作如下圖，是地面基站建立聯繫的樞紐：

通信原理

來看看電話是怎麼打通的，比如我在四川要和陝西的小王打電話，通信步驟如下：

第零步：手機開機，這個時候手機要搜索附近的基站，和基站建立連接，連接的識別碼就是SIM卡的IMSI號（這個是SIM卡的唯一編號，相當於我們的身份證），申請入駐此區域，得到一個入駐號碼（這個入駐號碼只在通信網絡中使用，我們察覺不到）。這個時候手機就入網了，有信號了。

第一步：我撥了陝西朋友小王的電話號碼，我的手機會主動和基站通信，基站接收到我的請求後，查看我要和哪兒的SIM卡聯繫，因為對方的SIM卡也執行了第零步操作，所以在資料庫中就知道對方在哪兒。如果對方沒有執行第零步操作，那麼電話就打不通了。接著，基站主動和衛星通信。

第二步：衛星收到基站的信息後，這裡不做任何處理，直接透明轉發信息到地球上。

第三步：地球上的對方的基站接收到信息後，找到小王的入網號，建立對應的SIM卡連接。

第四步：小王的手機響了，我和小王聯繫上了。

好了，電話就這麼就打通了，知道通信原理，那麼通信實施方案就依樣畫葫蘆，再來看看衛星是由什麼組成的。

衛星組成

衛星由衛星平台和有效載荷組成。衛星平台就是衛星自身艙體，有效載荷就是衛星實現功能所搭載的設備。通信衛星的有效載荷肯定就是天線系統和空間通信轉發器了。

衛星平台由結構系統、溫控系統、電源系統、位姿控制系統、遙測系統、推進系統組成。除了電源系統的太陽能帆板暴露在太空中，其餘的一般都在軌道艙內部，因為宇宙中沒有大氣，無法抵擋宇宙輻射和太陽風暴。所以宇航級的東西為什麼死貴。。。下面是嫦娥二號：

抱歉，手滑了，這才是嫦娥二號：

可以看見推進器，大量的天線、光譜相機，太陽帆板等暴露在外，其餘的都被軌道艙包裹得嚴嚴實實的。

衛星天線是什麼樣的呢，像我們村裡的這種XX通電視天線一樣，是下面這樣嗎？

不，衛星的天線系統是下面這樣。

是不是有點懵，怎麼這麼多天線，其實不要看這麼多天線，每個天線的載波頻段都是不同的，因為衛星在太空里要接收各種信息，如果只採用一種頻段的天線很容易發生同頻干擾。

這個空間通信轉發器又是什麼？這個又叫通信中繼器，其作用是接收和處理信號，比如地面信號發到衛星上，靠通信轉發器來轉發，而這個又分為透明轉發和處理轉發。下面是透明轉發器的工作迴路。

透明轉發器把地面信號從A點轉發到B點，不做任何處理。

處理轉發器還要對數位訊號進行解調，再加工，然後再發射出去。

衛星要是運行在軌道上的，所有衛星的軌道都在通過地球垂心的一個平面內，所以我們還需要計算軌道，這裡感謝偉大的開普勒，他的三大定律能讓我們知道衛星在天上的狀態。

開普勒第一定律：所有行星繞太陽的軌道都是橢圓，太陽在橢圓的一個焦點上。

開普勒第二定律：行星和太陽的連線在相等的時間間隔內掃過相等的面積。

開普勒第三定律：所有行星繞太陽一周的恆星時間T的平方與它們軌道長半軸a的立方成比例。

開普勒三大定律對對衛星繞地球也同樣適用，我們從第一定律能計算衛星的位置，第二定律能計算衛星的瞬時速度，第三定律能計算衛星的公轉周期。

最後，衛星的通信，組成和軌道都搞定了，我覺得衛星已經設計出來了，現在就差一枚能讓衛星上天的火箭了。