دانلود مقاله سیستم های ماهواره ای

تعداد صفحات : 73

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

تصور كرد. حاوی چند ترانسپوندر است كه هر كدام از آنها به بخشی از طیف گوش می‌‌دهد سیگنال ورودی را تقویت می‌‌كند سپس آن را با فركانس دیگری پخش می‌‌نماید تا با سیگنال ورودی تداخل نكند. پرتوهای روبه پایین می‌‌تواند گسترده باشد و سطح وسیعی از زمین را بپوشاند و یا باریك بوده و ناحیه‌‌ای به قطر صدها كیلومتر را پوشش دهد.


فصل دوم


طبق قانون كپلر زمان گردش ماهواره متناسب با شعاع مدار به توان سه دوم است. نزدیك به سطح زمین، زمان گردش در حدود 90 دقیقه است. ماهواره‌‌های ارتباط در چنین ارتفاع پایینی مفید نیستند زیرا در بازه‌‌های زمانی بسیار كوتاه در دید ایستگاههای زمینی قرار می‌‌گیرند.
به هر حال، در ارتفاع تقریبی 36000 كیلومتر بالای خط استوا زمان گردش ماهواره، 24 ساعت است لذا با همان سرعت چرخش زمین می‌‌چرخند. ناظری كه در مدار استوایی مدور به ماهواره نگاه می‌‌كند می‌‌بیند كه ماهواره در نقطه ثابتی از آسمان آویزان است و ظاهراً حركتی نمی‌‌كند. ثابت نگهداشتن ماهواره در آسمان مطلوب است. زیرا در غیراین صورت برای دنبال كردن آن نیاز به آنتن چرخان گرانقیمتی است.
با تكنولوژی كنونی، برای جلوگیری از تداخل فاصله زاویه‌‌ای كوچكتر 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 كاربران رزرو شده است. (مثل پخش تلویزیونی كاربردهای دولتی و نظامی و غیره).
خوشبختانه ماهواره‌‌هایی كه از بخشهای مختلف طیف استفاده می‌‌كنند رقابتی باهم ندارند درنیتجه هریك از 180 ماهواره ممكن می‌‌تواند دارای چندین جریان داده باشد كه به طور همزمان بالا و پایین می‌‌روند. اگر دو یا چند ماهواره در فركانسهای متفاوت كار كنند می‌‌توانند یك شیار مدار را اشغال كنند.
برای جلوگیری از هرج‌‌و مرج در آسمان، براساس توافق بین‌‌المللی هریك ازافراد می‌‌توانند از شیارهای مدار و فركانسهای خاصی استفاده كنند. باندهای اختصاصی در شكل یك آمده است. باند C اولین باندی بود كه برای ترافیك ماهواره اختصاصی طراحی شد. دو بازة فركانسی در آن در نظر گرفته شد. بازه پایین‌‌تر برای ترافیك پیوند روبه بال ا (به ماهواره) تخصیص یافتند. برای اتصال دوطرفه كامل تك‌‌كانالی هر دو روش لازم است. اكنون ازدحام در این باندها زیاد است زیرا حاملهای عمومی نیز از انها برای پیوندهای مایكروویو زمینی استفاده می‌‌كنند.
بالاترین باند دیگری كه برای حاملهای ارتباطی دوربرد اختصاصی مهیاست باند KU است. این باند هنوز شلوغ نیست و در این فركانسها فاصله زاویه‌‌ای ماهواره‌‌ها می‌‌تواند تا 1 درجه باشد. به هر حال مسئله دیگری وجود دارد و آن باران است. آب یكی از جذب‌‌كننده‌‌های قوی این موجهای كوتاه است. خوشبختانه فركانسهای سنگین معمولاً محلی است و لذا اگر بجای یك ایستگاه از

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