تبلیغات اینترنتیclose
مطالب مهم در مورد مخابرات ماهواره اي

فناوری اطلاعات لیان

robomagnetic

بسم الله الرحمن الرحيم

word Information


تبلیغات بصورت رایگان در این وبسایت پذیرفته می شود

 با عضويت درخبر نامه از مطالب به روز سايت با خبر شويد.

 آدرس های وب سایت

www.hossein.iran.sc

www.ielian.ir

 www.sendani.ir

روزهای شاد برایتان ارزومندیم

 

 

 

 

امتیاز بدهید : | امتیاز :
موضوع : | بازدید :
برچسب ها : ,
+ نوشته شده در دوشنبه 17 / 3ساعت 3:12 توسط مدير سايت |

مطالب مهم در مورد مخابرات ماهواره اي



اسپوتنیک1 شوروی سابق، اولین ساخته
دست بشر که در سال 1957 مرزهای فضا را به روی بشر گشود، نخستین سیگنال‌های
رادیویی را برای اولین بار از فضا به زمین مخابره کرد. اولین ارتباط
ماهواره‌ای با زمین در قالب پروژه پاون و با ماهواره آمریکایی اِسکور در
سال 1958 صورت گرفت که در آن از یک ضبط‌صوت برای ذخیره و ارسال پیام‌های
صوتی استفاده شد. این ماهواره پیام تبریک سال نو میلادی را به زمین مخابره
کرد. پس از آن، ناسا ماهواره اِکو را در سال 1960 که به شکل بالونی
آلومینیمی بود، برای بازپخش غیرفعال ارتباطات رادیویی به فضا پرتاب کرد.
کوریر1بی که توسط شرکت آمریکایی فیلکو طراحی و در 1960 پرتاب شد، اولین
ماهواره بازپخش فعال امواج رادیویی نام گرفت.

 

ماهواره تِل‌استار متعلق به شرکت
تلگراف و تلفن آمریکا، اولین ماهواره مخابراتی فعال بازپخش مستقیم بود که
طبق توافقی چندملیّتی برای توسعه ماهواره‌های مخابراتی توسط ناسا در دهم
ژوئیه 1962 از کیپ‌کاناورال پرتاب شد. این پرتاب همچنین اولین پرتابی بود
که با سرمایه‌گذاری بخش خصوصی انجام شد.

 

اولین ماهواره زمین‌آهنگ، ماهواره
سینکام2 متعلق به شرکت فضایی- مخابراتی هیوز بود که در 26 ژوئیه 1963 پرتاب
شد. این ماهواره با سرعت ثابت، یک بار در روز به دور زمین می‌چرخید، اما
به این دلیل که زاویه میل مداری آن صفر نبود، سایه ماهواره روی زمین نسبت
به خط استوا حرکتی شمالی- جنوبی داشت و بنابراین برای ردیابی ماهواره
تجهیزات خاصی مورد نیاز بود. سینکام3 به عنوان اولین ماهواره زمین‌ثابت، در
19 اوت 1964 به فضا پرتاب شد. قرارگیری در مدار زمین‌ثابت باعث می‌شد تا
از دید ناظر زمینی، ماهواره در فضا ثابت به نظر برسد. از این رو، برای
ارسال و دریافت سیگنال از ماهواره، به تجهیزات رهگیری نیازی نبود. این
ماهواره در موقعیت مداری 180 درجه شرقی قرار داشت و در همان سال برای
بازپخش تلویزیونی رقابت‌های المپیک تابستانی 1964 از توکیو به ایالات متحده
مورد استفاده قرار گرفت. این رویداد، اولین ارسال برنامه‌های تلویزیونی بر
فراز اقیانوس آرام بود.

 

کمی پس از سینکام3، ماهواره
اینتل‌ست1 در ششم آوریل 1965 به عنوان یک ماهواره مخابراتی زمین‌ثابت بر
فراز اقیانوس اطلس و در موقعیت مداری 28 درجه غربی قرار گرفت. در نهم
نوامبر 1972 نیز، آنیک اِی1 اولین ماهواره زمین‌ثابتی بود که برای ارائه
خدمات مخابراتی به قاره آمریکا، توسط شرکت تله‌ست کانادا به فضا پرتاب شد.
پس از آن، روند پرتاب ماهواره‌های مخابراتی از اقصی نقاط جهان گسترش
روزافزون یافت.

 

 

 

شکل 2- ماهواره‌های مخابراتی می‌توانند در مدارهای زمین‌آهنگ، مولنیا و یا کم‌ارتفاع زمینی قرار گیرند.

 

ماهواره‌های مخابراتی زمین‌ثابت (ژئو)

از
دید ناظر زمینی، ماهواره‌ای که در مدار زمین‌ثابت باشد به صورت معلق در
فضا به نظر می‌آید. دلیل این امر این است که ماهواره زمین‌ثابت در هر روز،
تنها یک بار به دور زمین می‌چرخد. به بیان دیگر، سرعت ماهواره در چنین
مداری برابر با سرعت گردش زمین به دور خود است.  

مدار زمین‌ثابت با ارتفاعی حدود 35800
کیلومتر از سطح زمین، برای کاربردهای مخابراتی بسیار مناسب است، زیرا
آنتن‌های زمینی که باید مستقیماً به سمت ماهواره نشانه بروند، در مورد این
نوع ماهواره‌ها بدون نیاز به تجهیزات پرهزینه ویژه ردیابی ماهواره
می‌توانند عملکرد بالایی داشته باشند. به‌خصوص برای مواردی مانند پخش
مستقیم تلویزیونی که نیاز به تعداد زیادی آنتن زمینی است، صرفه‌جویی در
هزینه تجهیزات ایستگاه زمینی در مقابل هزینه‌های پرتاب ماهواره به مدار
زمین‌ثابت بسیار چشمگیر است.

 

ایده اولیه وجود چنین مداری به
اندیشه‌ها و تحقیقات کنستانتین تسیلکوفسکی روسی برمی‌گردد. اما
کاربردی‌‌ترین پیشنهاد در مورد استفاده از ماهواره‌های مخابراتی زمین‌ثابت
عملیاتی را آرتور سی کلارک، نویسنده استرالیایی، طی مقاله‌ای با عنوان رله‌های خارج از زمین در مجله انگلیسی وایرلس ورلد
(جهان بی‌سیم)، در اکتبر 1945 مطرح کرد. در این مقاله، اساس به‌کارگیری
ماهواره‌ها در مدار زمین‌ثابت به منظور ارسال پیام‌های رادیویی تشریح شده
بود. کلارک حتی توان و فرکانس‌های مورد نیاز برای چنین ماهواره‌هایی را نیز
محاسبه کرد و نشان داد که چگونه می‌توان کل کره زمین را با سه ماهواره
زمین‌ثابت پوشش داد. از این رو اغلب کلارک را به عنوان پدر ماهواره‌های
مخابراتی می‌شناسند.

 

 

شکل 3- چگونگی پوشش زمین توسط ماهواره مخابراتی زمین‌ثابت

 

پس از پرتاب ماهواره‌های تل‌استار،
سینکام3، آنیک اِی1 و وِستار1، آمریکا ماهواره ست‌کام 1 را در سال 1975 به
فضا پرتاب کرد. این ماهواره یک تجربه موفق در پخش برنامه‌های تلویزیونی
ماهواره‌ای بود.تا سال 2000، شرکت فضایی- مخابراتی
هیوز (که پس از فروخته شدن به شرکت بوئینگ، با عنوان مرکز توسعه ماهواره‌ای
بوئینگ شناخته می‌شود) کار ساخت حدود چهل درصد از ماهواره‌های مخابراتی
سراسر جهان را بر عهده داشت. در حال حاضر، دیگر سازندگان اصلی ماهواره شامل
شرکت‌های سامانه‌های فضایی لورال (از زیرمجموعه‌های شرکت مخابراتی و فضایی
لورال آمریکا با مسئولیت محدود)، لاکهیدمارتین، نورتروپ‌گرومن،
آلکاتل‌اسپیس و ایدس‌آستریوم هستند.

 

ماهواره‌های مخابراتی واقع در مدارهای کم‌ارتفاع (لئو)

مدارهای
کم‌ارتفاع زمینی، به مدارهایی واقع در ارتفاع 200 تا 2000 کیلومتری سطح
زمین اطلاق می‌شود. سرعت گردش ماهواره‌ها به دور زمین با کاهش ارتفاع
مداری، افزایش می‌یابد. برای مثال، زمان یک دور گردش ماهواره‌ای که در
مداری به ارتفاع چهارصد کیلومتر از سطح زمین قرار دارد، حدود 90 دقیقه است.
این در حالی است که یک ماهواره واقع در مدار زمین‌ثابت به ارتفاع حدود
36000 کیلومتری سطح زمین، به 24 ساعت زمان نیاز دارد تا یک بار به دور زمین
بچرخد. از طرفی، ماهواره‌های واقع در مدارهای کم‌ارتفاع، تنها می‌توانند
محدوده‌ای به شعاع حدود 1000 کیلومتر را بر سطح زمین پوشش دهند. بنابراین،
برای یک ارتباط بدون اختلال، حتی برای کاربردهای منطقه‌ای، تعداد زیادی از
این نوع ماهواره‌ها لازم است.

 

قرار دادن ماهواره در مدار کم‌ارتفاع
زمینی کم‌هزینه‌تر از پرتاب ماهواره به مدار زمین‌ثابت بوده و به دلیل
نزدیک بودن ماهواره به زمین، قدرت سیگنال کمتری مورد نیاز است (قدرت سیگنال
با مجذور فاصله رابطه عکس دارد، بنابراین این کاهش در فاصله‌های زیاد
بسیار چشمگیر خواهد بود). از این رو، بین تعداد ماهواره‌ها و هزینه آنها
باید حالت بهینه انتخاب شود. لازم به ذکر است که میان تجهیزات ماهواره‌ای و
ایستگاه زمینی در دو نوع ماهواره زمین‌ثابت و کم‌ارتفاع زمینی تفاوت زیادی
وجود دارد.


مجموعه‌ای از ماهواره‌ها
که با هم به انجام مأموریتی معین بپردازند، ناوگان ماهواره‌ای خوانده
می‌شود. دو نمونه از این مجموعه‌ها که با هدف برقراری مکالمات تلفنی در
نقاط دوردست به وجود آمدند، ایریدیوم و گلوبال‌استار نام دارند. به عنوان
مثال، ناوگان ایریدیوم که سراسر کره زمین را پوشش می‌دهد، دارای 66 ماهواره
است. مورد دیگری که ماهواره‌های کم‌ارتفاع زمینی امکان‌پذیر کرده‌اند،
پوشش غیرپیوسته است که در این حالت، داده‌ها هنگام عبور ماهواره از فراز
نقطه‌ای از زمین دریافت و در ماهواره ذخیره شده و سپس با حرکت ماهواره و
رسیدن به نقطه‌ای دیگر از زمین، ارسال می‌شوند. سامانه مخابراتی تجاری
کَسکید مربوط به پروژه ماهواره‌ای کَسیوپ آژانس فضایی کانادا بر همین اساس
طراحی شده است.

 

ماهواره‌های مخابراتی مولنیا

همان‌گونه
که ذکر شد، ماهواره‌های زمین‌ثابت بر فراز استوا به دور زمین می‌چرخند و
به همین دلیل برای ارائه خدمات به نقاط روی عرض‌های جغرافیایی بالاتر مناسب
نیستند؛ چرا که در عرض جغرافیایی بالاتر، ممکن است زاویه دید ماهواره
نزدیک به افق یا حتی پایین‌تر از آن قرار بگیرد و ارتباط تحت اثر تداخلی
زمین تضعیف شود. در این حالت، مدارهای مولنیا می‌توانند به عنوان جایگزین
مدار زمین‌ثابت استفاده شوند.

 

 

شکل 4- چگونگی پوشش زمین توسط ماهواره مخابراتی واقع در مدار مولنیا

 

 


شکل 5- دوره تناوب ماهواره در مدار مولنیا، 12 ساعت است که بیشتر این زمان را در مناطق شمالی زمین به سر می‌برد.

مدارهای مولنیا، بیضی بسیار کشیده‌ای
با زاویه میل 4/63 درجه هستند. ارتفاع زیاد مدار مولنیا در نقطه اوج آن
نسبت به نقطه حضیض این مدار باعث می‌شود تا ماهواره‌ای که در چنین مداری
قرار می‌گیرد، درصد بیشتری از زمان یک پریود کامل خود را در منطقه اوج مدار
طی کند. این موضوع به همراه زاویه میل نسبتاً زیاد چنین مداری باعث می‌شود
تا ماهواره‌های عملیاتی در مدار مولنیا برای تبادل اطلاعات رادیویی در
عرض‌های شمالی و جنوبی زمین کارآمد باشند. دوره تناوب ماهواره در مدار
مولنیا حدود 12 ساعت است و کمتر از چهار ساعت از این مدت را در ناحیه حضیض
به سر می‌برد. بنابراین ماهواره واقع در مدار مولنیا قادر است به مدت هشت
ساعت در هر چرخش مناطق شمالی کره زمین را پوشش دهد. بدین ترتیب، می‌توان با
سه ماهواره مولنیا (به علاوه ماهواره‌های یدک در مدار) پوششی پیوسته را در
یک محدوده جغرافیایی فراهم آورد. این ماهواره‌ها عموماً برای خدمات
تلویزیونی و رادیویی بر فراز روسیه استفاده می‌شوند. کاربرد دیگر این نوع
ماهواره‌ها در سامانه‌های رادیویی متحرک است تا هنگام حرکت ماشین‌ها در
مناطق شهری حتی با وجود ساختمان‌های بلند نیز، ارتباط مناسبی برقرار شود.

 

 

اولین ماهواره مولنیا در 23 آوریل
1965 برای پخش آزمایشی سیگنال‌های تلویزیونی از مسکو به سیبری و نواحی شرقی
روسیه به فضا پرتاب شد. در نوامبر 1967، متخصصان شوروی سابق سامانه
بی‌نظیر شبکه ماهواره‌ای تلویزیونی ملی خود را با نام اوربیتا ایجاد کردند
که بر پایه ماهواره‌های مولنیا طراحی شد.

 

 

 

اجزای تشکیل‌دهنده ماهواره مخابراتی

یک
ماهواره از زیرسامانه‌های متعددی تشکیل شده تا بتواند وظیفه عملیاتی خود
را به درستی انجام دهد. به طور کلی یک ماهواره کوچک مخابراتی شامل
زیرسامانه‌های ذیل است:

زیرسامانه ردیابی، تله‌متری و فرمان (‌تی‌تی‌سی)

وظیفه
زیرسامانه تی‌تی‌سی، کدگذاری داده‌های زیرسامانه‌های دیگر برای ارسال به
صورت سیگنال‌های تله‌متری است. ‌همچنین دریافت، کدگشایی و ارسال فرامین
رسیده از زمین به سایر زیرسامانه‌ها توسط این زیرسامانه انجام می‌شود.
تی‌تی‌سی با ایجاد ارتباط دایم با مرکز پشتیبانی زمینی، کارکرد درست
ماهواره را تضمین می‌کند.

زیرسامانه تأمین نیرو (پی‌اِس‌اِس)

زیرسامانه
پی‌اس‌اس، انرژی الکتریکی مورد نیاز برای دیگر سامانه‌ها را فراهم
می‌سازد. این زیرسامانه و سامانه الکترونیک کنترلی مرتبط با آن، انرژی لازم
برای کار زیرسامانه‌های دیگر را به مقدار کافی تأمین می‌کند و معمولاً
شامل مجموعه‌ای از سلول‌های خورشیدی نصب شده روی بدنه یا آرایه‌های خورشیدی
است که باتری‌ها را برای زمان کسوف ماهواره شارژ می‌کنند.

 


آرایه‌های خورشیدی هنگام پرتاب
ماهواره و قراردهی در مدار، به شکل تا شده هستند و پس از پایداری کامل
ماهواره باز می‌شوند. از آن پس، بال‌های خورشیدی با قرارگیری در برابر
خورشید توان الکتریکی مورد نیاز را تولید می‌کنند.

زیرسامانه تعیین و کنترل وضعیت (اِی‌دی‌سی‌‌اِس)

وظیفه
زیرسامانه تعیین و کنترل وضعیت، تعیین وضعیت و کنترل ماهواره است، به طوری
که موقعیت مدار عملیاتی و پوشش آنتنی مورد نیاز ماهواره تأمین و حفظ شود.
این زیرسامانه باید قادر به انجام وظایفی در مدارهای انتقال باشد تا
قرارگیری صحیح در مدار موردنظر حاصل شود. برای این منظور، زیرسامانه باید
شرایط چرخش‌پایدار یا پایداری سه‌محوره را در مدارهای انتقال کنترل کند. پس
از تأمین این شرایط و روشن شدن موتور کمکی، زیرسامانه تعیین و کنترل
وضعیت، پایداری ماهواره را هنگام قرارگیری در مدار نهایی فراهم می‌سازد.

 

وظایف شرح داده شده، توسط جت‌های گاز
سرد یا گرم، عملگرهای مغناطیسی، چرخ‌های عکس‌العملی و یا ژایروها انجام
می‌شود. فرمان‌های کنترلی با استفاده از داده‌های به دست آمده از حسگرهای
موقعیت‌یاب، که می‌توانند حسگرهای اینرسی مانند ژایروها و یا حسگرهای
خورشیدی، ستاره‌ای و زمینی باشند و مقایسه آنها با برنامه از قبل داده شده،
به دست می‌آیند. بنابراین حسگرها و عملگرها، زیرسامانه تعیین و کنترل
وضعیت را در انجام عملیات لازم برای حفظ موقعیت و وضعیت ماهواره، در شرایط
پایدار، یاری می‌کنند.


هنگام قرارگیری ماهواره در
موقعیت‌های نامطلوب یا خطرناک، زیرسامانه تعیین و کنترل وضعیت با انجام
عملیاتی خودکار، موقعیت و وضعیت ماهواره را تصحیح می‌کند و ماهواره را در
وضعیت عملیاتی مطلوب قرار می‌دهد. در این حالت امکان اختلال در پوشش آنتن
وجود دارد که با حفظ ارتباطات تله‌متری و فرمان، می‌توان عملیات تصحیح پوشش
آنتن را توسط مرکز پشتیبانی زمینی ماهواره انجام داد.

زیرسامانه کنترل حرارت

زیرسامانه
کنترل حرارت، محیط حرارتی لازم برای کار زیرسامانه‌های دیگر را فراهم
می‌کند. این زیرسامانه اغلب شامل اجزای غیرفعال، مانند روکش‌های حرارتی است
که روی سطح ماهواره را می‌پوشانند. زیرسامانه کنترل حرارت همچنین می‌تواند
مجهز به گرماسازهای قابل کنترل و یا رادیاتورهای تشعشعی نیز باشد. کلیه
این اقدامات، به منظور تأمین دمای عملیاتی لازم برای زیرسامانه‌ها صورت
می‌گیرد.

 

 

 

 

موتور اصلی ماهواره (اِی‌‌بی‌اِم)

در
ماهواره‌های مخابراتی زمین‌ثابت، این موتور یک راکت سوخت جامد و یا موتور
سوخت مایعی است که تنها یک بار پس از پرتاب ماهواره کار می‌کند. موتور اصلی
ماهواره، امکان تغییر مدار ماهواره را از مدار انتقال بیضوی استوایی به
مدار عملیاتی زمین‌ثابت فراهم می‌سازد. این موتور با وجود نصب روی ماهواره،
معمولاً به عنوان یک زیرسامانه برای ماهواره محسوب نمی‌شود، زیرا عملیات
آن تنها در حدود یک دقیقه طول می‌کشد.

 

 

 


زیرسامانه سازه

سازه
ماهواره باید استحکام لازم را برای جلوگیری از رسیدن آسیب به بخش‌های
مختلف ماهواره دارا باشد. محموله‌های ارزشمند و حساس ماهواره‌های مخابراتی
که معمولاً با سرمایه‌گذاری هنگفت ساخته شده‌اند، حین پرتاب و یا فعالیت در
مدار نباید با کوچکترین آسیبی مواجه شوند، وگرنه ممکن است تمام هزینه‌های
صرف‌شده برای طراحی، ساخت و پرتاب ماهواره از بین برود. در حقیقت، وظیفه
اصلی زیرسامانه سازه‌ حفاظت از ماهواره در برابر ارتعاشات و نیروهای نسبتاً
شدید حین پرتاب و همچنین نیروهای پیش‌بینی شده در مدار است. با توجه به
رابطه مستقیم وزن ماهواره و هزینه پرتاب آن، استفاده از مواد مرکب در ساخت
ماهواره‌ها افزایش روزافزون پیدا کرده است.

 

ارتباط بین زیرسامانه‌های ماهواره

زیرسامانه‌های
ماهواره با کنار هم قرارگرفتن، مجموعه ماهواره را تشکیل می‌دهند. سلامت
کار تمام زیرسامانه‌ها با ارسال سیگنال‌های فرمان و دریافت سیگنال‌های
تله‌متری کنترل می‌شود. مراقبت از صحت عملیات ماهواره نیز از طریق
زیرسامانه تی‌تی‌سی بر عهده بخش کنترل زمینی است که باید مطابق
استانداردهای موجود انجام شود. زیرسامانه‌هایی که به محموله مخابراتی مربوط
می‌شوند، مهمترین بخش‌های عملیاتی ماهواره هستند. معمولاً معماری بخش‌های
مختلف طوری انجام می‌شود که ماهواره قادر به حمل انواع محموله‌های دیگر نیز
باشد. ماهواره مخابراتی ملی فرانسه، تلِکام1، نمونه‌ای از یک ماهواره
چندمنظوره است.

 

 

 

 

 

شکل 6- اجزاهای یک نمونه ماهواره مخابراتی

 

 

شکل 7- اجزای یک نمونه ماهواره مخابراتی با باس اچ‌اس- 376 هیوز

 

 

 

 

 

صفحه قبل صفحه بعد
نظر شما
نام : *
پست الکترونیک :
وب سایت/بلاگ :
*
:) :( ;) :D
;)) :X :? :P
:* =(( :O @};-
:B /:) =D> :S
کد امنیتی : *
امتیاز بدهید : 1 2 3 4 5 6 | امتیاز : 0
موضوع : آموزشی,مقالات علمی,تخصصی, | بازدید : 3202
برچسب ها : مطالب مهم در مورد مخابرات ماهواره اي,ماهواره,دانستنيهاي ماهواره,جزوات ماهواره,ICT,
+ نوشته شده در سه شنبه 29 / 1ساعت 16:49 توسط مدير سايت |