無線通信-衛星

衛星は、別のオブジェクトを中心に回転するオブジェクトです。たとえば、地球は太陽の衛星であり、月は地球の衛星です。

A communication satellitemicrowave repeater station電気通信、ラジオ、テレビの信号に使用されるスペースで。通信衛星は、ある地球局からのデータを処理し、そのデータを別の形式に変換して、2番目の地球局に送信します。

衛星のしくみ

地球上の2つのステーションは、無線放送を介して通信したいと考えていますが、従来の手段を使用するには遠すぎます。2つのステーションは、通信にリレーステーションを使用できます。1つの地球局が信号を衛星に送信します。

Uplink frequency地上局が衛星と通信している周波数です。衛星トランスポンダは信号を変換して2番目の地球局に送信します。これはDownlink frequency。2番目の地球局も同じ方法で最初の地球局と通信します。

衛星の利点

衛星通信の利点は次のとおりです-

  • カバレッジエリアは、地上システムのカバレッジエリアよりも非常に高くなっています。
  • 伝送コストはカバレッジエリアに依存しません。
  • より高い帯域幅が可能です。

衛星のデメリット

衛星通信のデメリットは次のとおりです。

  • 衛星を軌道に打ち上げるのはコストのかかるプロセスです。
  • 帯域幅は徐々に使い果たされます。
  • 従来の地上システムよりも衛星システムの伝搬遅延が大きい。

衛星通信の基本

衛星通信のプロセスは、 earth station。ここでの設備は、地球の周りの軌道にある衛星から信号を送受信するように設計されています。地球局は、高出力、高周波(GHz範囲)信号の形で衛星に情報を送信します。

衛星 receive そして retransmit 信号は地球に戻り、衛星のカバレッジエリアにある他の地球局によって受信されます。 Satellite's footprint 衛星から有用な強度の信号を受信する領域です。

地球局から衛星へのチャネルを介した伝送システムは、 uplink。チャネルを介して衛星から地球局までのシステムは、downlink

衛星周波数帯

通信に一般的に使用される衛星周波数帯は Cband, Ku-band, そして Ka-band。CバンドとKuバンドは、今日の衛星で一般的に使用されている周波数スペクトルです。

周波数と波長の間には反比例の関係があることに注意することが重要です。つまり、周波数が増加すると波長が減少します。これは、間の関係を理解するのに役立ちます。 antenna diameter そして transmission frequency。波長が長くなる信号を収集するには、より大きなアンテナ(衛星放送受信アンテナ)が必要です。

地球軌道

衛星は、宇宙に打ち上げられたとき、その革命のための特定の方法を提供するために特定の軌道に配置する必要があります。これにより、アクセシビリティを維持し、科学、軍事、商業のいずれの目的にも役立ちます。地球に関して衛星に割り当てられているそのような軌道は、Earth Orbits。これらの軌道にある衛星は地球軌道衛星です。

地球軌道の重要な種類は次のとおりです-

  • 静止軌道地球軌道
  • 静止地球軌道
  • 中軌道
  • 低軌道

静止地球軌道(GEO)衛星

静止軌道衛星は、地球から22,300マイルの高度に配置されている衛星です。この軌道はと同期していますside real day(つまり、23時間56分)。この軌道はできますhave inclination and eccentricity。円形ではない場合があります。この軌道は、地球の極で傾けることができます。しかし、地球から見ると静止しているように見えます。

同じ静止軌道(もしそうなら) circular赤道面では、静止軌道と呼ばれます。これらの衛星は、地球の赤道上35,900 km(静止衛星と同じ)に配置され、地球の方向(西から東)に対して回転し続けます。これらの衛星は考慮されますstationary 地球に関して、したがってその名前は意味します。

静止地球軌道衛星は、天気予報、衛星テレビ、衛星ラジオ、その他の種類のグローバル通信に使用されます。

上の図は、静止軌道と静止軌道の違いを示しています。自転軸は地球の動きを示しています。

ここで注意すべき重要な点は、すべての静止軌道が静止軌道であるということです。しかし、すべての静止軌道は静止軌道ではありません。

中軌道(MEO)衛星

中軌道(MEO)衛星ネットワークは、地表から約8000マイルの距離を周回します。MEO衛星から送信された信号は、より短い距離を移動します。これは、受信側の信号強度の向上につながります。これは、受信側でより小型で軽量の受信端末を使用できることを示しています。

信号は衛星との間の距離が短いため、送信遅延が少なくなります。 Transmission delay 信号が衛星に到達し、受信ステーションに戻るのにかかる時間として定義できます。

リアルタイム通信の場合、伝送遅延が短いほど、通信システムは優れています。例として、GEO衛星が往復に0.25秒を必要とする場合、MEO衛星は同じ旅行を完了するのに0.1秒未満しか必要としません。MEOは、2GHz以上の周波数範囲で動作します。

低軌道(LEO)衛星

LEO衛星は、主に、小さなLEO、大きなLEO、メガLEOの3つのカテゴリに分類されます。LEOは、地球の表面から500〜1000マイルの距離を周回します。

この比較的短い距離により、伝送遅延がわずか0.05秒に短縮されます。これにより、敏感でかさばる受信機器の必要性がさらに減少します。リトルLEOは800MHz(0.8 GHz)の範囲で動作します。BigLEOは2GHz以上の範囲で動作し、Mega-LEOは20〜30GHzの範囲で動作します。

に関連するより高い周波数 Mega-LEOs より多くの情報伝達能力に変換され、リアルタイムの低遅延ビデオ伝送方式の機能になります。

高高度長期耐久性(HALE)プラットフォーム

実験的なHALEプラットフォームは、基本的に通信機器を搭載した高効率で軽量の飛行機です。これはとして機能しますvery low earth orbit geosynchronous satellites

これらの工芸品は、バッテリーと太陽光発電の組み合わせ、または高効率タービンエンジンによって動力を供給されます。HALEプラットフォームは提供しますtransmission delays of less than 0.001 seconds わずか70,000フィートの高度で、さらには better signal strength 非常に軽量なハンドヘルド受信デバイス用。

軌道スロット

ここで、以上の問題が発生する可能性があります 200 satellites静止軌道上で、それらが互いにぶつかったり、宇宙の同じ場所を使おうとしたりしないようにするにはどうすればよいでしょうか。この問題に答えるために、国際電気通信連合のような国際規制機関(ITU)および連邦通信委員会(FCC)通信衛星を配置できる静止軌道上の場所を指定します。

これらの場所は経度で指定され、次のように呼ばれます。 orbital slots。FCCとITUは、軌道スロットの需要が非常に大きいため、Cバンド衛星とKuバンド衛星に必要な間隔を2度まで徐々に減らしています。