利用人造地球卫星进行超短波通信是苏联Л.В.什玛阔夫教授首先提出的。超短波和光线一样，是沿直线传播的，而且它能穿过高空的电离层，不能象中波和短波那样从电离层反射回来。因此，只有在发射台的直视距离范围内，才能接收到它发出的超短波信号。在一般情况下，超短波通信和电视广播的距离最多只有几十公里。要进行远距离通信或电视广播，每隔几十公里就需要建立一个转发超短波信号的中继站。这样看来，要进行远达几千公里的超短波通信和电视广播，要组织全国性的或国际间的超短波通信网和电视广播网，就需要建立许许多多的中继站。所需元件材料很多，费用也很高。而利用人造地球卫星作为超短波中继站，就可以比较经济和顺利地把通信或广播距离增加到几千公里。
两种通信方式
人造地球卫星可以用来作为无源和有源的超短波中继站。所谓无源中继站，是指中继站中没有收发信装置。作这种中继站的人造地球卫星是一个直径为几十米的金属球，或表面敷以金属的球体。地面强功率无线电发射机向着这个金属球发射超短波，金属球再把这些电波反射回地面，这样，凡是能够看到卫星的那些地面接收站都能收到来自卫星的反射波。
作为有源中继站的人造地球卫星上装有发射和接收设备。卫星先用接收机接收来自地面电台的无线电波，经过放大后，再通过发射机向地球发射出去。在这种情况下，人造地球卫星就跟地面一般无线电中继通信系统中的中继站一样。
图1是利用人造地球卫星进行通信的示意图。A，B是地面的两个无线电台。AA＇和BB＇是地球在A点和B点的切线（地平线）。卫星—1沿轨道MN运行，当进入B＇A＇间的轨道时，AB两台就可以利用卫星—1进行通信。在卫星是无源中继站的情况下，它直接把由A台或B台收到的电磁波反射到另一台去。在卫星是有源中继站的情况下，它把由A台或B台收到的信号加以放大，再用卫星上的发射机把信号发射到另一个无线电台。
将人造地球卫星当作反射器时，它上面不需要有任何设备，只要它本身能反射无线电波就行了，因而它的构造很简单。另外，由于它能同时反射从各个地点发射来的不同频率的无线电波，所以利用同一个卫星可以同时用不同频率实现许多路通信。要是用有源通信卫星来实现这一任务，那就需要给每一个频率的通信线路准备一套收发装置，设备就更为复杂了。无源通信卫星虽然有这些优点，但是由于通信完全靠卫星的反射，所以从地面电台发出的无线电波要非常强大。在其它条件不变的情况下，地面发射机所需的功率和发射机到卫星的距离的四次方成正比。当通信卫星离地面5000公里远时，发射机的必要功率用现代的电子设备还可以得到，再远就比较困难了。有源人造地球卫星的主要优点是地面发射机的功率可以大大降低。由于卫星上装有转发设备，在地面接收的只是从卫星上发出的无线电波，所以地面发射机只要将信号送上卫星就可以了。因此，即使人造卫星高达数万公里，也可以利用它作为有源中继站进行可靠的超短波无线电通信。
由于高度不太大的地球卫星运转速度比地球自转速度要快，因此卫星在地球上空的位置总不断改变，这样一来，只有当接收站和发射站同时能看到卫星时才能建立通信，也就是说通信只能在一定的时间内进行。要建立昼夜不断的通信，就必须发射许多个这样的卫星。根据对3300公里长通信线路的计算表明，要保征在一昼夜内有99％的时间能进行通信的话，就必须发射24个在4800公里的高度上运转的卫星。
研究的结果表明，利用人造地球卫星作宽频带通信或电视广播时，最适当的频率是1000～7000兆赫，（波长为30～4.3厘米）。频率再低，接收台就会遭到强烈的宇宙噪声的干扰；频率高过7000兆赫时，电波会由于水汽和雨滴而遭到很大的衰减。
延迟式卫星中继站
在地面两点不能同时看到卫星的情况下，也可以利用延迟中继的方式进行通信。我们看图1中卫星—2的 情况。卫星—2的轨道在地平线AA＇和BB＇的交点O以下，所以AB两个无线电台在任何时候都不能同时看到这个卫星。因此，卫星从A台接到的信号不能立刻转发给B台，必须延迟一介时候再发给B台。也就是说，当通信卫星飞到A台的上空时，接收A台的信号，经过放大后，先送到卫星上的存储设备中（例如用录音机录在磁带上）。当卫星飞到B台上空时，再接通发射机把所存储的A台信号发送到B台去。这就是延迟中继通信方式。发射机的接通，可以由B台发出的指令信号来控制，也可以用卫星上的程序设备来控制。
很明显，只有用有源卫星中继站才能实现延迟式通信。延迟式卫星中继站上的设备要比普通有源卫星中继站还复杂一些。但是由于卫星轨道较低，所以地面和卫星上的发射机功率可以减小，收信机的灵敏度可以降低，天线的设备也可以简化，好处还是不少的。
“固定”的卫星
利用人造卫星来进行超短波通信，最有趣和最有价值的是所谓“固定”的卫星。
人造卫星是绕着地球旋转的。它距地球越近，环绕地球一周的时间就越大。例如，苏联第一个人造卫星离地球最远时的距离是947公里，绕地球一周的时间是96.2分钟；第三个人造卫星离地球最远时距离是1880公里，绕地球一周的时间是106分钟。月亮距地球最远时距离约40万公里，它绕地球一周的时间是27.3昼夜。由此可见，增加人造卫星离地球的距离，就可以使发射出的卫星绕地球一周的时间刚好是24小时，和地球自转一周所需的时间相同。这样，如果卫星运行的方向和地球自转的方向相同，那么从地球上的人看来，这个卫星就好象是悬挂在天空中，永远不移动一样。这就是“固定”的卫星。根据计算，这种卫星距地球35818公里，由于这个距离比地球的半径大好几倍；所以几乎半个地球内的人都可以看到它。在这半个地球内，都可以利用它来进行稳定的超短波通信。
如果发射三个这样的“固定”通信卫星，并使它们在轨道上均匀地排列起来，如图2所示，那么就可以同时在全球各地实现超短波通信。例如，无线电台Ⅰ将信号发送到卫星—1和卫星—2，这两个卫星又把信号转发到地球。如果在点Ⅱ再设一个无线电台，把卫星—2送来的信号转发到卫星—3，而卫星—3又把信号发回地球，那么，差不多在地球上的任何地方都可以收到从无线电台Ⅰ发出的信号了。
“固定”卫星通信的重要优点是可以采用不动的天线。而在“移动”卫星的情况下，无线电台的天线设备需要不断跟踪卫星的移动，以便把天线发射的电波指向卫星。因此，利用了“固定”卫星，天线设备就简单得多了。另外，利用“固定”卫星通信时，地球上某两个能直接看到卫星的地点，时时刻刻都能看到这一卫星，所以在这两点间能够实现不间断的通信。而在“移动”卫星的情况下，例如图1中的卫星—1，只有当卫星处在轨道的B＇A＇段以内时，A、B两点才能进行通信。
利用人造卫星进行通信目前还处在实验研究阶段，但是可以相信，这种通信方式的实际应用是完全可能的，而且并不是遥远的事情了。（王焕章、工编译）
