ระบบย่อยพลังงานและเสาอากาศ

ในบทนี้ให้เราพิจารณาเกี่ยวกับ Power systems ซึ่งระบบย่อยต่างๆของดาวเทียมได้รับพลังงานและ Antenna subsystems ทีละคน.

ระบบไฟฟ้า

เราทราบดีว่าดาวเทียมที่อยู่ในวงโคจรควรทำงานอย่างต่อเนื่องตลอดช่วงชีวิต ดังนั้นดาวเทียมจึงต้องใช้พลังงานภายในเพื่อใช้งานระบบอิเล็กทรอนิกส์และน้ำหนักบรรทุกการสื่อสารต่างๆที่มีอยู่ในนั้น

Power systemเป็นระบบย่อยที่สำคัญซึ่งให้พลังงานที่จำเป็นสำหรับการทำงานของดาวเทียม โดยหลักแล้วเซลล์แสงอาทิตย์ (หรือแผง) และแบตเตอรี่แบบชาร์จได้จะใช้ในระบบเหล่านี้

พลังงานแสงอาทิตย์

โดยทั่วไปแล้วไฟล์ solar cellsผลิตพลังงานไฟฟ้า (กระแส) จากแสงแดดที่ตกกระทบ ดังนั้นเซลล์แสงอาทิตย์จึงถูกใช้เป็นหลักเพื่อให้พลังงานแก่ระบบย่อยอื่น ๆ ของดาวเทียม

เราทราบดีว่าเซลล์แสงอาทิตย์แต่ละเซลล์สร้างพลังงานได้น้อยมาก ดังนั้นเพื่อสร้างพลังงานให้มากขึ้นสามารถใช้กลุ่มเซลล์ที่มีอยู่ในรูปแบบอาร์เรย์ได้

แผงเซลล์แสงอาทิตย์

มีสอง types of solar arraysที่ใช้ในดาวเทียม สิ่งเหล่านี้คือแผงเซลล์แสงอาทิตย์ทรงกระบอกและแผงเซลล์แสงอาทิตย์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าหรือใบเรือพลังงานแสงอาทิตย์

• Cylindrical solar arraysใช้ในการหมุนดาวเทียม เฉพาะบางส่วนของอาร์เรย์ทรงกระบอกเท่านั้นที่จะถูกปกคลุมภายใต้แสงแดดในเวลาใดก็ได้ ด้วยเหตุนี้พลังงานไฟฟ้าจึงถูกสร้างขึ้นจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์บางส่วน นี่คือข้อเสียเปรียบของประเภทนี้

• ข้อเสียเปรียบของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ทรงกระบอกสามารถเอาชนะได้ด้วย Solar sail. สิ่งนี้ผลิตพลังงานได้มากกว่าเนื่องจากเซลล์แสงอาทิตย์ทั้งหมดของใบเรือแสงอาทิตย์สัมผัสกับแสงจากดวงอาทิตย์

แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้

ในช่วงเวลาสุริยุปราคาเป็นเรื่องยากที่จะได้รับพลังจากแสงดวงอาทิตย์ ดังนั้นในสถานการณ์นั้นระบบย่อยอื่น ๆ จะได้รับพลังจากrechargeable batteries. แบตเตอรี่เหล่านี้ผลิตพลังงานให้กับระบบย่อยอื่น ๆ ในระหว่างการปล่อยดาวเทียมด้วย

โดยทั่วไปแบตเตอรี่เหล่านี้จะชาร์จเนื่องจากกระแสไฟฟ้าเกินซึ่งเกิดจากเซลล์แสงอาทิตย์ในที่ที่มีแสงจากดวงอาทิตย์

ระบบย่อยเสาอากาศ

เสาอากาศมีอยู่ทั้งในสถานีดาวเทียมและสถานีภาคพื้นดิน ตอนนี้ให้เราพูดคุยเกี่ยวกับเสาอากาศดาวเทียม

เสาอากาศดาวเทียมดำเนินการ two typesของฟังก์ชัน สิ่งเหล่านี้กำลังรับสัญญาณซึ่งมาจากสถานีภาคพื้นดินและส่งสัญญาณไปยังสถานีภาคพื้นดินอย่างน้อยหนึ่งแห่งตามข้อกำหนด กล่าวอีกนัยหนึ่งเสาอากาศดาวเทียมรับสัญญาณอัปลิงค์และส่งสัญญาณดาวน์ลิงค์

เรารู้ว่าความยาวของเสาอากาศดาวเทียมแปรผกผันกับความถี่ในการทำงาน ต้องเพิ่มความถี่ในการทำงานเพื่อลดความยาวของเสาอากาศรับสัญญาณดาวเทียม ดังนั้นเสาอากาศดาวเทียมจึงทำงานตามลำดับGHz ความถี่.

เสาอากาศดาวเทียม

เสาอากาศที่ใช้ในดาวเทียมเรียกว่าเสาอากาศดาวเทียม ส่วนใหญ่มีสี่types of Antennas. พวกเขาเป็น:

• สายอากาศ
• เสาอากาศฮอร์น
• อาร์เรย์เสาอากาศ
• เสาอากาศสะท้อนแสง

ตอนนี้ให้เราพูดคุยเกี่ยวกับเสาอากาศเหล่านี้ทีละตัว

สายอากาศ

สายอากาศเป็นเสาอากาศพื้นฐาน Mono pole และ dipole antennasอยู่ภายใต้หมวดหมู่นี้ ใช้ในความถี่ที่สูงมากเพื่อให้การสื่อสารสำหรับระบบย่อย TTCM

ความยาวของเส้นลวดทั้งหมดซึ่งใช้เป็นไดโพลถ้าเท่ากับครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่น (เช่น l = λ / 2) เสาอากาศดังกล่าวเรียกว่า half-wave dipole antenna.

Wire antennasเหมาะสำหรับครอบคลุมช่วงการเข้าถึงและให้ความแรงของสัญญาณในทุกทิศทาง นั่นหมายความว่าเสาอากาศแบบลวดเป็นเสาอากาศแบบรอบทิศทาง

เสาอากาศฮอร์น

เสาอากาศที่มีรูรับแสงในตอนท้ายสามารถเรียกได้ว่าเป็นไฟล์ Aperture antenna. ขอบของสายส่งไฟฟ้าเมื่อสิ้นสุดด้วยการเปิดจะแผ่พลังงานออกมา ช่องนี้ซึ่งเป็นรูรับแสงทำให้เป็นเสาอากาศแบบรูรับแสง

Horn antennaเป็นตัวอย่างของเสาอากาศรูรับแสง ใช้ในดาวเทียมเพื่อให้ครอบคลุมพื้นที่บนโลกมากขึ้น

ใช้เสาอากาศฮอร์น microwaveช่วงความถี่ ฟีดฮอร์นเดียวกันสามารถใช้สำหรับการส่งและรับสัญญาณ อุปกรณ์ชื่อ duplexer ซึ่งแยกสัญญาณทั้งสองนี้

อาร์เรย์เสาอากาศ

เสาอากาศเมื่อแยกกันสามารถแผ่พลังงานจำนวนหนึ่งไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งซึ่งส่งผลให้การส่งผ่านข้อมูลที่ดีขึ้นจะเป็นอย่างไรหากมีการเพิ่มองค์ประกอบอีกเล็กน้อยเพื่อให้ได้ผลผลิตที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น มันเป็นความคิดนี้เองที่นำไปสู่การประดิษฐ์Array Antennasหรืออาร์เรย์เสาอากาศ เสาอากาศอาร์เรย์ใช้ในดาวเทียมเพื่อสร้างลำแสงหลายอันจากรูรับแสงเดียว

เสาอากาศสะท้อนแสง

เสาอากาศสะท้อนแสงเหมาะสำหรับผลิตคานซึ่งมีความแรงของสัญญาณมากกว่าในทิศทางเดียว นั่นหมายความว่าเสาอากาศเหล่านี้เป็นเสาอากาศที่มีทิศทางสูง ดังนั้น,Parabolic reflectorsเพิ่มการรับเสาอากาศในระบบสื่อสารดาวเทียม ดังนั้นจึงใช้ในการสื่อสารโทรคมนาคมและการกระจายเสียง

หากใช้เสาอากาศ Parabolic Reflector สำหรับ transmittingสัญญาณสัญญาณจากฟีดออกมาจากไดโพลหรือเสาอากาศฮอร์นเพื่อโฟกัสคลื่นไปที่พาราโบลา หมายความว่าคลื่นจะออกมาจากจุดโฟกัสและกระทบกับตัวสะท้อนแสง Paraboloidal ตอนนี้คลื่นนี้ได้รับการสะท้อนเป็นคลื่นด้านหน้า

หากใช้เสาอากาศเดียวกันเป็นไฟล์ receiverคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเมื่อกระทบรูปร่างของพาราโบลาคลื่นจะสะท้อนไปยังจุดป้อน ไดโพลหรือเสาอากาศฮอร์นซึ่งทำหน้าที่เป็นเสาอากาศรับที่ฟีดรับสัญญาณนี้เพื่อแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าและส่งต่อไปยังวงจรรับ