سیستم های ماهواره ای

سیستم های ماهواره ای

تعداد صفحات : 73


ماهواره‌‌های ارتباطی
در دهه 1950 و اوایل دهه 1960 مردم سعی کردند تا سیستم ارتباطی از طریق برخورد سیگنالها به بالونهای فلزی ایجاد نمایند. متاسفانه سیگنالهای دریافتی بسیار ضعیف بوده
و کاربرد عملی نداشت. سپس نیروی دریایی آمریکا نوعی بالون ثابت را در آسمان یافت (ماه) و سیستمی عملیاتی برای ارتباط دریا به ساحل را به کمک برخورد سیگنالها به آن ایجاد کرد.
پیشرفت بیشتر در ارتباطات هوایی منتظر پرتاب اولین ماهواره ارتباطی در 1963 بود. تفاوت بین ماهواره مصنوعی و حقیقی این است که ماهواره مصنوعی میتواند سیگنالها را قبل از برگشت تقویت نماید (تغییر از سیستم ساده به سیستم ارتباط قوی).
ماهواره‌‌های ارتباطی خواص عجیبی داشتند که برای بسیاری از کاربردها جذاب بودند. ماهواره ارتباطی را می‌‌توان مانند تکرارگر مایکروویو در آسمان

تصور کرد. حاوی چند ترانسپوندر است که هر کدام از آنها به بخشی از طیف گوش می‌‌دهد سیگنال ورودی را تقویت می‌‌کند سپس آن را با فرکانس دیگری پخش می‌‌نماید تا با سیگنال ورودی تداخل نکند. پرتوهای روبه پایین می‌‌تواند گسترده باشد و سطح وسیعی از زمین را بپوشاند و یا باریک بوده و ناحیه‌‌ای به قطر صدها کیلومتر را پوشش دهد.


فصل دوم


طبق قانون کپلر زمان گردش ماهواره متناسب با شعاع مدار به توان سه دوم است. نزدیک به سطح زمین، زمان گردش در حدود 90 دقیقه است. ماهواره‌‌های ارتباط در چنین ارتفاع پایینی مفید نیستند زیرا در بازه‌‌های زمانی بسیار کوتاه در دید ایستگاههای زمینی قرار می‌‌گیرند.
به هر حال، در ارتفاع تقریبی 36000 کیلومتر بالای خط استوا زمان گردش ماهواره، 24 ساعت است لذا با همان سرعت چرخش زمین می‌‌چرخند. ناظری که در مدار استوایی مدور به ماهواره نگاه می‌‌کند می‌‌بیند که ماهواره در نقطه ثابتی از آسمان آویزان است و ظاهراً حرکتی نمی‌‌کند. ثابت نگهداشتن ماهواره در آسمان مطلوب است. زیرا در غیراین صورت برای دنبال کردن آن نیاز به آنتن چرخان گرانقیمتی است.
با تکنولوژی کنونی، برای جلوگیری از تداخل فاصله زاویه‌‌ای کوچکتر از 2درجه، معقول نیست. با فاصله‌‌گذاری 2درجه‌‌ای، همزمان فقط 180 ماهواره ارتباطی می‌‌توانند در آسمان وجود داشته باشند. بعضی از این شیارهای مداری برای دسته دیگری از کاربران رزرو شده است. (مثل پخش تلویزیونی کاربردهای دولتی و نظامی و غیره).
خوشبختانه ماهواره‌‌هایی که از بخشهای مختلف طیف استفاده می‌‌کنند رقابتی باهم ندارند درنیتجه هریک از 180 ماهواره ممکن می‌‌تواند دارای چندین جریان داده باشد که به طور همزمان بالا و پایین می‌‌روند. اگر دو یا چند ماهواره در فرکانسهای متفاوت کار کنند می‌‌توانند یک شیار مدار را اشغال کنند.
برای جلوگیری از هرج‌‌و مرج در آسمان، براساس توافق بین‌‌المللی هریک ازافراد می‌‌توانند از شیارهای مدار و فرکانسهای خاصی استفاده کنند. باندهای اختصاصی در شکل یک آمده است. باند C اولین باندی بود که برای ترافیک ماهواره اختصاصی طراحی شد. دو بازة فرکانسی در آن در نظر گرفته شد. بازه پایین‌‌تر برای ترافیک پیوند روبه بال ا (به ماهواره) تخصیص یافتند. برای اتصال دوطرفه کامل تک‌‌کانالی هر دو روش لازم است. اکنون ازدحام در این باندها زیاد است زیرا حاملهای عمومی نیز از انها برای پیوندهای مایکروویو زمینی استفاده می‌‌کنند.
بالاترین باند دیگری که برای حاملهای ارتباطی دوربرد اختصاصی مهیاست باند KU است. این باند هنوز شلوغ نیست و در این فرکانسها فاصله زاویه‌‌ای ماهواره‌‌ها می‌‌تواند تا 1 درجه باشد. به هر حال مسئله دیگری وجود دارد و آن باران است. آب یکی از جذب‌‌کننده‌‌های قوی این موجهای کوتاه است. خوشبختانه فرکانسهای سنگین معمولاً محلی است و لذا اگر بجای یک ایستگاه از

چند ایستگاه زمینی با فاصله زیاد ازهم استفاده شود، میتوان این مشکل را رفع کرد. در باند Ka نیز پهنای باند برای ترافیک ماهواره اختصاصی تخصیص یافت اما تجهیزات موردنیاز هنوز گران است. علاوه براین باندهای اختصاصی، باندهای دولتی و ارتشی زیادی وجود دارد.