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本篇内容是有关FCC针对SDARS（Satellite Digital Audio Radio Service：卫星数字广播服务）空间站及其相关的地面中继器（terrestrial repeaters）的技术要求。
01、了解一下SDARS
我们先来了解一下SDARS。二十多年前，世界上第一座SDARS卫星数字广播服务站在美国建成，这是继卫星移动通信、卫星电视直播之后的又一大卫星业务。
同为音频广播，那么SDARS与传统的FM和AM相比有什么优势呢？大多数调幅和调频广播电台的信号最远只能达到三四十英里。在长途驾车穿越不同城市时，就必须频繁更换电台。SDARS系统将信号从地面站发射到几颗轨道卫星，再由卫星返回地球，覆盖的距离比传统的调幅和调频无线电更远，可达两万多英里。另外，数字广播提供了大量AM或FM模拟系统所不具备的优势。广播是一种音频服务，因此消费者自然会将其与最普遍的高品质音频技术--光盘（CD）进行比较。例如将调频接收器放在移动的车辆中（收听广播的典型情况），调频所经历的信道缺陷会迅速降低音质。 而SDARS听众却可以通过数字收音机直接收听到100多个波段的音乐、新闻和体育节目，且音质清晰悦耳，可与CD媲美。并且，数字收音机的错误修复软件和存储芯片还具有4秒钟的记忆功能，保证信号暂时中断时听众也不会错过喜爱的节目。
所以SDARS 技术主要用于汽车。如下图所示，在美国汽车的鲨鱼鳍天线中，可能就有用于SDARS的接收天线：
那么SDARS的频段是什么呢？
在美国空对地的频率有25MHz，从2320MHz到 2345MHz。如下表所示，这些频段被进一步划分为用于各种广播公司的子频段。
| SDARS空对地频段 | 服务用户 |
|---|---|
| 2320 - 2324.54 MHz | Sirius Satellite |
| 2324.54 - 2327.96 MHz | Sirius Terrestrial Repeaters |
| 2327.96 - 2332.5 MHz | Sirius Satellite |
| 2332.5 - 2336.225 MHz | XM Satellite |
| 2336.225 - 2341.285 MHz | XM Terrestrial Repeaters |
| 2341.285 - 2345 MHz | XM Satellite |
但由于邻近的WCS（Wireless Communications Service）（频段为2305-2320 和 2345-2360 MHz，主要用于移动语音和数据服务）许可业务，与SDARS的干扰协调问题一直存在。
有关地对空的上行频段，我们放在下面再说。先来看一下SDARS的卫星轨道。XM卫星广播站通过两颗位于美国上空的地球同步卫星（Geostationary orbit）向全美转播节目。Sirius公司，则是利用在高倾斜椭圆轨道（Highly inclined elliptical orbit）上运行的3颗人造地球卫星进行广播。
有关地球同步轨道，可以参考我们之前学习的GSO和GEO到底如何区分？。那么什么是高倾斜椭圆轨道（Highly inclined elliptical orbit）？如下图所示，主要是近地点和远地点的高度。三颗SIRIUS卫星（每颗重约 3,760 千克）在一个蛋形（椭圆形）轨道上运行，轨道低处为23979 km，高处为 46992km，倾角为 63.4 度。
02、SDARS空间站和地面中继器的技术要求
上面我们已经说了SDARS空对地的下行链路频率。FCC将 S 波段的 2.3 GHz 频谱分配给SDARS使用。最初有四家公司申请指定的 S 波段，但只有两家公司在 1997 年分别支付 8000 多万美元后获得了FCC的许可证。就是我们上面提到的Sirius（天狼星）卫星广播（前身为 CD 广播）和 XM 广播（前身为美国移动广播）。他们为美国提供 100 多个频道和高质量的数字广播服务。
1、FCC对SDARS在频率上的具体规定：
(1) 专用SDARS许可证仅限于 2320-2345 MHz频段；
(2) SDARS可使用两个12.5 MHz 频率分配：2320.0-2332.5 MHz 和 2332.5-2345.0 MHz；
(3) 那么遥测信标（telemetry beacons）所使用的频段，也在这一段专用频率中提供；
(4) 每个许可证持有者可在其专用频率分配范围内使用交叉极化，和/或根据与其他SDARS 许可证持有者的共同协议，在这些许可证持有者的频率分配范围内使用交叉极化传输。共同商定使用交叉极化传输的持证者，应在专用频率分配的持证者与其他管理机构开始协调之前，向委员会申请批准该协议；
(5) 允许在以下固定卫星服务频段使用上行链路网络：7025-7075MHz和6725-7025MHz（仅限西经101°轨道位置）。
2、FCC对SDARS地面中继器的功率限值规定如下：
(1) SDARS 地面中继器的功率水平必须小于或等于 12kW平均 EIRP，最大峰值与平均功率比为 13dB。
(2) 允许 SDARS 中继器以高于12 kW 平均 EIRP 的功率水平运行，除非可能受影响的WCS持证者提供书面通知，表示打算在随后的 365 天内开始商业服务。从收到该书面通知的 180 天后开始，在可能受影响的世界通信标准持证者通知的区域内，SDARS 中继器必须以小于或等于12kW平均 EIRP 的功率水平运行，最大峰均功率比为 13 dB。
(3) 如果一个获准在2305-2315 MHz或2350-2360 MHz频带内运营基站的WCS转发台，距离SDARS中继器25公里以内，则如果中继器功率超过12kW平均EIRP，峰均比超过13dB，则该WCS持牌人有可能会受到影响。
那么什么是地面中继器，为什么要有地面中继器呢？在FCC的技术要求中，除了频率以外，地面中继器的功率要求也是最核心的。
由上图很容易理解，当在山区或建筑物内卫星发射的信号较弱时，地面中继器对卫星进行了补充，确保信号能够到达较弱区域的接收器。收音机天线可自动调节，接收经地面站放大后的清晰信号。地面中继器的EIRP功率最高可达40kW。也是最容易引发干扰的因素。
SDARS可采用双重传输格式，信号直接通过轨道卫星，或通过地面发射机传输。由于具有双重传输功能，SDARS 天线采用 LNA（低噪声放大器）和无源元件，可同时接收微弱的卫星信号和地面发射机信号。为了获得最佳性能，SDARS 天线模块采用双臂设计：其中一个天线通常是一个线极化天线，针对地面信号传输进行优化；而另一个天线则是一个圆极化结构，专为卫星信号接收而进行优化。
