Satellitkommunikationssystemet hur det fungerar. Satellitkommunikation: funktionsprincip, täckningsområde, kanalegenskaper och tariffplaner

MODERNA SATELLITER OCH SATELLITSYSTEM

Huvudtyperna av satelliter

V modern värld invånarna på vår planet använder redan aktivt rymdteknikens prestationer. Vetenskapliga satelliter, som rymdteleskopet Hubble, visar för oss all storheten och ofantligheten i rymden runt oss, mirakel som äger rum både i avlägsna hörn av universum och i närliggande rymden.

Kommunikationssatelliter, som till exempel Galaxy XI, används aktivt. Med deras deltagande tillhandahålls internationell kommunikation och mobiltelefonkommunikation och, naturligtvis, satellit-TV... Kommunikationssatelliter spelar en stor roll i spridningen av Internet. Det är tack vare dem som vi har möjlighet att med stor hastighet få tillgång till information som fysiskt finns på andra sidan jorden, på en annan kontinent.

Observationssatelliter, en av dem "Spot", överför information som är viktig för olika industrier och enskilda organisationer, och hjälper till exempel geologer att söka efter mineralfyndigheter, förvaltningarna i stora städer - att planera utvecklingen, miljöaktivister - att bedöma nivån av föroreningar av floder och hav.

Flygplan, fartyg och bilar orienteras med hjälp av satelliterna i Global Positioning System (GPS) och GLONASS, och kontrollen av maritim kommunikation utförs med hjälp av navigationssatelliter och kommunikationssatelliter.

Vi är redan vana vid att se bilder tagna av satelliter som Meteosat i väderprognoser. Andra satelliter hjälper forskare att övervaka miljön genom att överföra information som våghöjd och havsvattentemperatur.

Militära satelliter förser arméer och säkerhetsorgan med ett brett utbud av information, inklusive elektronisk underrättelsetjänst, såsom Magnum-satelliterna, samt bilder med mycket hög upplösning som utför hemliga optiska och radarspaningssatelliter.

I den här delen av webbplatsen kommer vi att bekanta oss med många satellitsystem, principerna för deras funktion och arrangemanget av satelliter.

Clarkes geostationära eller geosynkrona bana

För första gången uppstod idén om att skapa kommunikationssatelliter strax efter andra världskriget, när A. Clark i oktobernumret av Wireless World 1945 presenterade i detalj sitt koncept med en reläkommunikationsstation belägen på en höjd av 35880 km över jordens yta.

En sådan bana kallas geosynkron, geostationär eller Clarkes bana. Ju högre höjd satellitens bana är, desto längre varaktighet för en bana runt jorden. När man rör sig i en cirkulär bana med en höjd av 35880 km fullbordas en bana på 24 timmar, d.v.s. för perioden av jordens dagliga rotation. En satellit som rör sig i en sådan omloppsbana kommer ständigt att befinna sig över en viss punkt på jordens yta (även om regelbundna omloppskorrigeringar kommer att krävas för att kompensera för påverkan av Månens gravitationsfält).

Clarke ansåg att en sådan bana var idealisk för global reläkommunikation. Tre satelliter i geostationär omloppsbana i ekvatorialplanet ger radiosynlighet av större delen av jordens yta (med undantag för de cirkumpolära områdena). Detta eliminerar jonosfärens inverkan på radiokommunikation. Clarks idé implementerades inte omedelbart, eftersom det vid den tiden inte fanns några sätt att leverera en satellit ens till låg jordbana, än mindre en stationär sådan.

A. Clark presenterade sina första förslag till en geostationär satellit för rådet för British Interplanetary Society i form av ett memorandum. Detta dokument, daterat den 25 maj 1945, finns för närvarande i Smithsonian Institutions arkiv i Washington.

Kommunikationssatellit "Comstar 1"

En av de första geostationära satelliterna som användes för människors dagliga behov var satelliten Comstar... Satelliter Comstar 1 drivs av operatören "Comsat" och hyrs av AT&T. Deras livslängd är utformad för sju år. De vidarebefordrar telefonisignaler och tv-signaler inom USA, samt Puerto Rico. Genom dem kan upp till 6 000 telefonsamtal och upp till 12 tv-kanaler återsändas samtidigt. Satellitens geometriska dimensioner Comstar 1: Höjd: 5,2 m (17 fot), Diameter: 2,3 m (7,5 fot). Startvikten är 1410 kg (3109 lb).

Transceiver kommunikationsantenn med vertikala och horisontella polarisationsmatriser, tillåter både mottagning och sändning på samma frekvens, men med vinkelrät polarisation. Detta fördubblar kapaciteten för satellitens radiofrekvenskanaler. När vi blickar framåt kan vi säga att polariseringen av radiosignalen nu används i nästan alla satellitsystem, detta är särskilt bekant för ägarna av satellitmottagande TV-system, där du måste ställa in högfrekventa TV-kanaler när du ställer in antingen vertikal eller horisontell polarisering.

En annan intressant designfunktion är att satellitens cylindriska kropp roterar med en hastighet av cirka ett varv per sekund för att ge effekten av gyroskopisk stabilisering av satelliten i rymden. Om vi ​​tar hänsyn till satellitens avsevärda massa - ungefär ett och ett halvt ton - så sker verkligen effekten. Och samtidigt förblir satellitantennerna riktade till en specifik punkt i rymden på jorden för att där sända ut en användbar radiosignal.

Samtidigt måste satelliten vara i geostationär bana, d.v.s. "att hänga" ovanför jorden "orörlig", närmare bestämt, att flyga runt planeten med hastigheten för dess rotation runt sin egen axel i dess rotationsriktning. Avvikelse från positioneringspunkten på grund av påverkan av olika faktorer, av vilka de viktigaste är månens störande attraktion, möten med kosmiskt damm och andra föremål i rymden, övervakas av kontrollsystemet och korrigeras periodiskt av motorerna i satellitsystem för attitydkontroll.

Vladimir Kalanov, sajt "Kunskap är makt".
Liter: Tim Furniss. Rymdfarkosternas historia.

Kära besökare!

Ditt arbete är inaktiverat JavaScript... Vänligen slå på skripten i din webbläsare, så kommer du att se webbplatsens fulla funktionalitet!

Satellitkommunikation är en typ av rymdradiokommunikation baserad på användning av konstgjorda jordsatelliter, i regel specialiserade kommunikationssatelliter som repeatrar.

Satellitanslutning. Rymdsatellitkommunikation. Satellitkommunikationsteknik:

Satellitanslutning markerar ett nytt skede i utvecklingen av avancerad teknik, som är oupplösligt kopplad till utforskningen av yttre rymden.

Definitionen av satellitkommunikation låter ganska övertygande i följande formulering: satellitkommunikation måste likställas med ett slags rymdradiokommunikation, som bygger på användningen av speciella repeatrar - konstgjorda satelliter anslutningar.

SatellitanslutningÄr en av typerna av rymdradiokommunikation baserad på användningen av konstgjorda jordsatelliter som repeatrar, i regel specialiserade satelliter anslutningar.

Radiosignalen vidarebefordras av små rymdfarkoster som rör sig Av jorden längs en viss bana.

Enheten, som lanserades i omloppsbana i syfte att tillhandahålla relä och bearbetning av radiosignalen, fick namnet konstgjord kommunikationssatellit(förkortat ISS). Komplex reläutrustning är monterad ombord på en konstgjord kommunikationssatellit: signalmottagnings-/överföringsenheter, såväl som snävt riktade antenner fungerar vid vissa frekvenser. Arbetet med en konstgjord kommunikationssatellit består i att ta emot en signal, förstärka den, frekvensbearbeta och vidarebefordra den mot jordstationer som befinner sig i enhetens synbarhetszon. En reläsatellit är en autonom enhet som kan bibehålla sin position vid en given punkt i rymden och förbruka elektricitet från inbyggda strömkällor. Stabiliseringssystemet ger en given orientering satellitantenner... Telemetriutrustning tillhandahåller överföring av data om rymdfarkostens position till jorden, mottagning av kontrollkommandon.

Återsändning av den mottagna radiosignalen kan implementeras med och utan memorering, vilket beror på den inkonstanta vistelsen satellit inom synhåll från jord stationer.

I dag satellitkommunikationssystemär en integrerad del av världens telekommunikationsryggrad, som länkar samman kontinenter och länder.

Principen för satellitkommunikation. Satellitkommunikationssystem, utrustning, faciliteter och stationer:

Principen för satellitrymdkommunikation involverar sändning/mottagning av en radiosignal med hjälp av basstationer eller mobilstationer via en satellitrepeater. Denna specificitet för att säkerställa passage av radiovågor beror på krökningen av jordytan, vilket förhindrar passage av en radiosignal. Med andra ord, i siktzonen sänds radiosignalen från en station till en annan utan fördröjning. Men om uppgiften är att ta emot en signal i många tusen kilometer från den sändande stationen, så krävs en repeater som riktar signalen i en lämplig vinkel till den mottagande stationen.

I dess kärna, satellitanslutning genom en repeateranordning är en typisk analogi av radioreläkommunikation, bara i detta fall är repeatern placerad på ett avsevärt avstånd (höjd) från jordens yta, vilket uppgår till tusentals kilometer. Om det krävdes många markbundna repeatrar för att organisera radiokommunikation över långa avstånd till olika delar av världen, så har deras antal minskat avsevärt med tillkomsten av rymdsatelliter. Nu krävs bara en satellit för att sända en radiosignal från ett fastland till ett annat.

Satellitanslutning i allmänhet tillhandahålls av ett helt komplex av inbördes relaterade element i kommunikationssystemet: reläsatelliter; stationär satellitjordstationer på jordens yta; satellitkontrollcenter(TsUSS) och andra delar av systemet.

För effektiv överföring av radiosignaler över långa avstånd analog signal inte lämplig på grund av den höga ljudbelastningen, därför är den fördigitaliserad (sk. digital satellitkommunikation) och sänds sedan till satelliten. För att korrigera fel används felkorrigerande kodningsscheman.

Hittills tillhandahålls mottagning / överföring av en TV-signal och radiosändningar på Ryska federationens territorium av satellitkommunikationssystem(CCC). Satellitanslutning, är ett nyckelelement i Ryska federationens sammankopplade kommunikationsnätverk. Del satellitsystem kommunikationen inkluderade två grundläggande komponenter - mark och rymd.

Utveckling av satellitkommunikation. Utvecklingshistoria i Sovjetunionen:

Den första konstgjorda jordsatelliten skickades upp i omloppsbana 1957. Rymdfarkostens vikt var endast 83,6 kg. Satelliten styrdes genom en miniatyrenhet - en radiosändare-fyr. Framgångsrika resultat av mottagning/överföring av radiosignal i det fria yttre rymden gjort det möjligt att implementera framtidsinriktade planer som involverar användningen av ISS som en aktiv och passiv radiosignalrepeater. Men för att genomföra sådana lovande planer var det nödvändigt att skapa sådana rymdfarkoster som kunde bära tillräcklig vikt (en mängd olika sändnings- och mottagningsutrustning). Också att sätta i omloppsbana artificiell satellit, vi behövde kraftfull raket motorer och utrustning. Efter att de ryska ingenjörerna löst dessa problem blev det möjligt att skjuta upp ISS i öppet utrymme för vetenskapligt och forskningsarbete, för att lösa navigering, meteorologiska, spaningsuppgifter, samt för att tillhandahålla en stabil kanal. anslutningar för överföring av radiosignaler över långa avstånd. Bildandet av ett satellitkommunikationssystem (SSS) aktiverades efter lanseringen av den första konstgjorda satelliten. Som en del av implementeringen av detta koncept började bastransceivstationer utrustade med parabolantenner byggas på jordens yta. Diameter antenner nådde 12 meter, vilket gjorde det möjligt att säkerställa stabil mottagning och överföring av radiosignaler. 1965 lyckades ryska ingenjörer säkerställa mottagandet av tv-program i Vladivostok, som sänds från Moskva via CCC.

1967, efter att ha testat och bringat den tekniska kapaciteten till de erforderliga parametrarna, togs Orbita-satellitkommunikationssystemet i drift. 1975 skickades rymdsatelliten Raduga upp i en cirkulär bana. Avståndet från jordens yta till det konstgjorda flygplanet var nästan 36 km. Rotationsriktningen för planeten och satelliten sammanföll praktiskt taget, så ISS "svävade" bokstavligen över jorden och förblev orörlig hela dagen. Denna tekniska lösning förenklade överföringen av kontrollkommandon till rymdfarkosten och garanterade funktionen hos en stabil kanal för att ta emot/sända radiovågor. Därefter lanserades en mer avancerad ISS "Horizon" i omloppsbana.

Resultaten av driften av ISS "Orbita" visade ineffektiviteten hos radiosignaltjänsten för att sända TV-program i små avräkningar, med flera tiotusentals lokala invånare. Därför prioriterades de kompakta markstationerna för att ta emot och sända signalen, betjänad av SCC "Ekran". En konstgjord satellit av detta satellitkommunikationssystem lanserades i låg omloppsbana om jorden 1976. Nu kunde central-tv-programmen ses av människor även på avlägsna platser i Sibirien och Fjärran Östern.

På 80-talet av förra seklet utnyttjades satellitkommunikationssystemet "Moskva" aktivt genom ISS "Gorizont".

Användning av satellitkommunikation. Funktioner för driften av kommunikationssatelliter:

Under den inledande perioden av utvecklingen av rymden nära jorden, i syfte att vidarebefordra radiosignalen till rymden, lanserades de enklaste satelliterna, som innehöll ett minimum av utrustning ombord (rymdsatelliter "ECHO" och "EKHO-2") . Som repeater användes en metallsfär av kroppen, som har en reflekterande effekt. Ofta en polymersfär med en metall besprutning... Effektiviteten hos sådana enheter var extremt låg, därför fick passiva konstgjorda satelliter inte korrekt utveckling. Deras raka motsats har blivit aktiva konstgjorda satelliter, som har en komplex elektronisk fyllning inuti, designad för att ta emot, bearbeta, förstärka och sända en radiosignal till var som helst i världen.

Genom metoden för radiosignalbehandling rymdsatelliter klassificeras i två typer: regenerativa och icke-regenerativa ISS.

Regenerativa kommunikationssatelliter en mer voluminös uppsättning operationer utförs - vid signalmottagningsstadiet demodulerar den den och vid tidpunkten för återsändning modulerar den den. Denna metod för radiosignalbehandling kräver ytterligare Utrustning och kännetecknas av tillräcklig komplexitet. Regenerativa satelliter är dyra.

Icke-regenerativa kommunikationssatelliter tillhandahålla den enklaste uppsättningen operationer med en radiosignal. I det ögonblick då en signal tas emot från en jordstation, tillhandahåller en konstgjord kommunikationssatellit sin förstärkning och överföring till en annan frekvens. Därefter vidarebefordras radiosignalen till en annan jordstation. Satelliten kan samtidigt ta emot och sända många radiosignaler genom olika kanaler (transpondrar). En dedikerad del av spektrumet tilldelas varje kanal. Nackdelen med denna metod är den märkbara fördröjningen av den vidarebefordrade radiosignalen, på grund av de dubbla reglerna för felkorrigering.

Satellitkommunikationsbanor. Banor för rymdkommunikationssatelliter:

På det här ögonblicket det finns följande klassificering av satellittranspondrars banor.

Ekvatorial satellitkommunikationsbana. Ett karakteristiskt kännetecken för ekvatorialbanan är den geostationära strategin som ligger till grund för det föreslagna tekniker... Kärnan i tillvägagångssättet ligger i det faktum att reläsatellitens och jordens vinkelhastigheter inte bara sammanfaller utan också rör sig i samma riktning. Med andra ord är satellitens rörelseriktning och vår planets rotation identiska. Den största fördelen med ekvatorialbanan är att den markbundna mottagaren ständigt är i kommunikation med satelliten. I det här fallet verkar satelliten vara på ett ställe, så radiovågorna stöter inte på hinder.

Nackdelarna med den föreslagna versionen av kominkluderar följande:

- eftersom hundratals och tusentals olika satelliter samtidigt skjuts upp i omloppsbana ökar risken för kollisioner mellan dem, så du måste noggrant beräkna och kontrollera deras banor;

- den höga höjden (cirka 36 tusen km) för att sätta satelliter i omloppsbana leder till betydande förseningar i överföringen användbar information(radiosignalfördröjningseffekt);

- En betydande höjd av satellituppskjutning i omloppsbana kräver betydande materialkostnader;

- Omöjligheten att serva jordstationer i polarområdena.

Lutande satellitkommunikationsbana representerar en mer komplex version av rörelse i yttre rymden och samspelet mellan satelliten och jordstationer.

Inom ramen för det föreslagna schemat är jordstationer utrustade med speciella spårningsanordningar som underlättar sökningen efter en rymdtransponder i en jordnära omloppsbana och ger en korrigering för antennspegelns rotationsvinkel. En viktig fördel med detta tillvägagångssätt är möjligheten till konstant spårning av satelliten. Jordstationen övervakar med andra ord ständigt satellitens position och "guidar" den över himlen. Innovationen motiverar sig fullt ut i nödsituationer och force majeure-situationer, när satelliternas ägare av olika anledningar inte kontrollerar sin plats.

Polarbana satellitkommunikation identifieras med ett specialfall av en lutande bana och antar en lutning på 90° mot ekvatorialplanet.

Frekvensområden för satellitkommunikation. Typer av satellitkommunikation:

Jordstationer sänder en radiosignal till en satellit inom ett specifikt avstånd. Specificitet denna process på grund av att frekvensområdet för radiosignalöverföring från jordstationen skiljer sig från frekvensspektrumet för signalen som förmedlas från satelliten. Med andra ord, ett frekvensområde används för att sända en radiosignal och ett annat används för återsändning. Denna funktion förklaras av det faktum att skikt av atmosfären sänder radiosignalen på olika sätt, vilket aktiverar processen för dämpning och absorption av signalen. Frekvensområdena för satellitkommunikation bestäms av "Radio Regulations", med hänsyn till specificiteten hos atmosfärens "transparensfönster för radiovågor", nivån på radiostörningar och påverkan av andra faktorer.

Frekvensbanden som används i satellitkommunikation anges med speciella bokstäver.

För L-bandet tilldelas ett frekvensband på 1,5-1,6 GHz, omfattningen mobil satellit(PSS).

För S-bandet tilldelas frekvensbandet 1, 9-2,2 och 2,4-2,5 GHz, användningsomfånget mobil satellit(PSS).

För C-bandet tilldelas ett frekvensband på 4-6 GHz, omfattningen är (FSS).

För Ku-bandet tilldelas ett frekvensband på 11, 12, 14 GHz, tillämpningsområdet är fast satellitkommunikation(FSS), satellitsändningar.

För K-bandet tilldelas ett frekvensband på 20 GHz, tillämpningsområdet är fast satellitkommunikation(FSS), satellitsändningar.

För Ka-bandet tilldelas ett frekvensband på 30 GHz, tillämpningsområdet är fast satellitkommunikation(FSS), mobil satellit(PSS), kommunikation mellan satelliter.

För ENF-bandet tilldelas ett frekvensband på 40-50 GHz, tillämpningsområdet är fast satellitkommunikation(FSS), perspektiv.

Mer hög kvalitet radiomottagning tillhandahålls av C-bandet, men detta kräver en antenn med en ökad skåldiameter.

Hur många kanaler kan en kommunikationssatellit tillhandahålla? Satellitkommunikationssystem:

En typisk satellitsändtagare som arbetar i intervallet 4-6 GHz upptar ett frekvensband på 36 MHz, vilket gör det möjligt att tillhandahålla återsändning av 6 TV-kanaler eller 3,6 tusen telefonkanaler. En satellit har vanligtvis 12 eller 24 sändtagare.

I framtiden kommer ett modernt satellitkommunikationssystem att omfatta flera delsystem:

- Fast satellitkommunikation (FSS), utformad för att betjäna Ryska federationens sammankopplade kommunikationsnät;

- Delsystem för satellit-TV-sändningar och radiosändningar.

- Ett mobilt s(MSS) utformat för att tillgodose behoven hos fjärr- och mobilabonnenter.

För att satellitrepeatern ska kunna fungera använder många användare frekvens-, kod- eller tidsdelningsmultiple access-teknik.

Obs: © Foto //www.pexels.com, //pixabay.com

kommunikationslinjer för satellitsystem
station operatörer tjänster använder beräkningsegenskaper organisation satellittelefon
arbete satellit militär mobil modern satellitkommunikation tariffer iridium i ryssland internet officiella hemsida köp globalstar inmarsat messenger
satellitkommunikationskanal

Efterfrågekoefficient 2 101

Kommunikationssatelliter som skjuts upp i rymden går som regel in i geostationära banor, det vill säga de flyger med jordens rotationshastighet och befinner sig i en konstant position i förhållande till planetens yta. Cirkulerande 22 300 miles ovanför ekvatorn kan en sådan satellit ta emot radiosignaler från en tredjedel av planeten.

Tidiga satelliter som Echo, som lanserades 1960, reflekterade helt enkelt radiosignaler riktade mot dem. Avancerade modeller tar inte bara emot signaler, utan förstärker och sänder dem också till specificerade punkter på jordens yta. Sedan lanseringen av den första kommersiella kommunikationssatelliten, INTELSAT 1965, har dessa enheter blivit mycket mer sofistikerade. Senaste Modell solcellsdriven satellit fungerar med 30 000 telefonsamtal eller servar fyra tv-sändningar samtidigt. Signaler kommer från antennerna på Earth-LA kommunikationsstationen och tas emot av satellittranspondern. Denna elektroniska enhet förstärker signalen och kopplar om den till en antenn, som sänder den till närmaste flygplans markstation. För att undvika störningar sänds upp- och nedsignaler med olika frekvenser.

Tre INTELSAT-satelliter (vänster) lanseras i geostationära banor och sänder långvågiga radiosignaler runt om i världen. Satelliter som betjänar Stilla havet, Indiska och Atlantens bassänger möjliggör höghastighetstelefoni, TV och telegrafkommunikation... I detta avseende spelar högfrekventa radiosignaler ut, eftersom de stöts bort av de laddade partiklarna som utgör lagren E och F i atmosfären.

Denna parabolantenn kan ta emot till och med mycket svaga signaler från satelliten, de flesta av dessa system kan även fungera för mark-till-flygplanskommunikation.

INTELSAT-6

Radiosignaler som anländer till en satellit försvagas gradvis över en lång sträcka till en sådan nivå att de knappast kan sändas tillbaka till jorden. INTELSAT-satelliterna, vars modell visas ovan, förstärker de inkommande signalerna med energi från solpaneler. Varje satellit har också tillgång till fast bränsle för att behålla sin omloppsbana.

På bilden ovanför artikeln:

1. element solbatteri strömförsörjning
2. paraboliska reflektorer
3. paraboliska reflektorer
4. paraboliska reflektorer
5. paraboliska reflektorer

Som markantenner, det här satellitantenn består av en tandformad enhet som kallas en primär emitter och en reflekterande parabolsköld. Två delar av detta system säkerställer mottagning av inkommande radiovågor och förstörelse av främmande vågor.

Stationerna på planetens yta kommunicerar med INTELSAT genom enorma, 30 fot breda parabolantenner som den som visas i fig. ovan.

Rymd- eller satellitkommunikation är i huvudsak ett slags radioreläkommunikation (troposfärisk) och skiljer sig genom att dess repeatrar inte är placerade på jordens yta, utan på satelliter i yttre rymden.

För första gången presenterades idén om satellitkommunikation 1945 av engelsmannen Arthur Clarke. I en tidskrift för radioteknik publicerade han en artikel om utsikterna för raketer som V-2 för uppskjutning av jordsatelliter för vetenskapliga och praktiska ändamål. Det sista stycket i denna artikel är betydelsefullt: "En konstgjord satellit på ett visst avstånd från jorden kommer att göra ett varv på 24 timmar. Den kommer att förbli stationär över en viss plats och inom det optiska siktområdet från nästan hälften av jordens yta. Tre repeatrar, placerade i rätt omloppsbana med en vinkelseparation på 120 °, kommer att kunna täcka hela planeten med TV och VHF-sändningar; Jag är rädd att de som planerar efterkrigsarbete inte kommer att få det lätt, men jag anser att den här vägen är den slutliga lösningen på problemet."

Den 4 oktober 1957 lanserade Sovjetunionen världens första konstgjorda jordsatellit, det första rymdobjektet vars signaler togs emot på jorden. Denna satellit markerade början på rymdåldern. Signalerna som sändes ut av satelliten användes inte bara för att hitta riktningen, utan också för att överföra information om processerna på satelliten (temperatur, tryck, etc.). Denna information överfördes genom att ändra varaktigheten för meddelanden som sänds ut av sändarna (pulsbreddsmodulering). Den 12 april 1961 genomfördes för första gången i mänsklighetens historia en bemannad flygning ut i rymden i Sovjetunionen. Rymdfarkosten Vostok med pilot-kosmonauten Yu. A. Gagarin ombord sköts upp i jordens satellit. För att mäta parametrarna för rymdfarkostens omloppsbana och kontrollera driften av dess utrustning ombord, installerades många mät- och radiotelemetrisk utrustning på den. För riktningssökning av rymdfarkosten och sändning av telemetrisk information användes signalradiosystemet med en frekvens på 19,955 MHz. Kosmonautens tvåvägskommunikation med jorden tillhandahölls av ett radiotelefonsystem som fungerade i de korta (19,019 och 20,006 MHz) och ultrakorta (143,625 MHz) vågbanden. TV-systemet överförde kosmonautens bild till jorden, vilket gjorde det möjligt att ha visuell kontroll över hans tillstånd. En av tv-kamerorna sände en helbild av piloten och den andra - från sidan.

Den ryska vetenskapens prestationer inom rymdutforskningen gjorde det möjligt att implementera Arthur Clarkes förutsägelser. I slutet av 50-talet av förra seklet började experimentella studier av möjligheterna att använda konstgjorda jordsatelliter som radiorepeater (aktiva och passiva) i markbundna kommunikationssystem utföras i Sovjetunionen och USA. Teoretisk utveckling inom området för energikapacitet för satellitkommunikationslinjer gjorde det möjligt att formulera taktiska och tekniska krav för satellitrepeateranordningar och markanordningar, baserat på de verkliga egenskaperna hos de tekniska medel som fanns vid den tiden.

Med tanke på tillvägagångssättens identitet kommer vi att presentera experimentella studier inom området för att skapa satellitkommunikationslinjer med hjälp av USA:s exempel. Det första aktiva radioreläet "Score" lanserades den 18 december 1958 i en lutande elliptisk bana med en apogeumhöjd på 1481 km, en perigeum på 177 km. Satellitutrustningen bestod av två sändtagare som arbetade på frekvenserna 132,435 och 132,095 MHz. Arbetet utfördes i långsamt återsändningsläge. Lagringen av signalen som sändes av marksändningsstationen utfördes genom att den spelades in på ett magnetband. Silver-zinkbatterier med en kapacitet på 45 ampere - en timme vid en spänning på 18 volt användes som strömkällor. Anslutningens varaktighet var cirka 4 minuter per 1 satellitvarv. Återsändning av 1 telefon eller 7 teletypkanaler genomfördes. Satellitens livslängd var 34 dagar. Satelliten brann upp när den kom in i atmosfären den 21 januari 1959. Det andra aktiva radioreläet "Courier" lanserades den 4 oktober 1960 i en lutande elliptisk bana med en apogeum på 1270 km och en perigeum på 970 km. Satellitutrustningen bestod av 4 sändtagare (150 MHz för kommandoöverföring och 1900 MHz för kommunikation), magnetiska minnesenheter och kraftkällor - solceller och kemiska batterier. Silikonsolceller i mängden 19 152 användes som primär kraftkälla. Nickel-kadmiumbatterier med en kapacitet på 10 ampere - timme vid en spänning på 28-32 volt användes som buffertsteg. Längden på kommunikationssessionen var 5 minuter per satellitvarv. Satellitens livslängd var 1 år. Den 10 juli 1962 lanserades en aktiv Telstar-repeater i en lutande elliptisk bana med en apogeum på 5600 km och en perigeum på 950 km, som var avsedd för aktiv vidaresändning av radiosignaler i realtid. Samtidigt förmedlade han antingen 600 simplextelefonkanaler, eller 12 duplextelefonkanaler eller en tv-kanal. I samtliga fall utfördes arbetet med frekvensmoduleringsmetoden. Kommunikationsfrekvenser: på satellit-jord-linjen 4169,72 MHz, på jord-satellit-linjen 6389,58 MHz. Varaktigheten av en kommunikationssession på linjen USA-Europa via denna satellit var cirka 2 timmar om dagen. Kvaliteten på de sända tv-bilderna varierade från bra till utmärkt. Projektet förutsåg en mycket betydande livslängd för satelliten - 2 år, men efter fyra månaders framgångsrik drift misslyckades kommandoraden. Det visade sig att orsaksfelet var ytskador på grund av strålningens inverkan när satelliten passerade det inre strålningsbältet.

Den 14 februari 1963 lanserades den första synkrona satelliten i Sinkom-systemet med omloppsparametrar: apogeum höjd 37 022 km, perigeum höjd 34185, omloppstid 1426,6 minuter. Driftsfrekvensen på jord-till-satellit-länken är 7360 MHz och på satellit-till-jord-länken 1820 MHz. Solceller i mängden 3 840 enheter med en total effekt på 28 W vid en spänning på 27,5 volt användes som primär strömkälla på satelliten. Kommunikationen med satelliten upprätthölls i endast 20 077 sekunder, varefter observationerna utfördes med astronomiska metoder.

Den 23 april 1965 lanserades den första kommunikationssatelliten Molniya-1 i Sovjetunionen. Med uppskjutningen av den andra kommunikationssatelliten "Molniya-2" den 14 oktober 1965 började den reguljära driften av långdistanskommunikationslinjen genom satelliten. Senare skapades Orbita långväga rymdkommunikationssystem. Den bestod av ett nätverk av markstationer och konstgjorda jordsatelliter "Molniya", "Raduga", "Horizon". Nedan, i kapitel 7, kommer det att visas att modifieringar av Horizon-satelliterna fortsätter att fungera under 2000-talet. Detta indikerar den höga tillförlitligheten hos inhemsk utrustning jämfört med utländska.

De första sbyggdes, testades och togs i drift i staden Shchelkovo nära Moskva och i Ussuriisk. De var förbundna med kabel- respektive reläkommunikationslinjer med tv-centraler och intercity-telefonstationer i Moskva och Vladivostok.

Den mest lämpliga för utrustningen av jordstationer i satellitsystemet visade sig vara den troposfäriska kommunikationsutrustningen TR-60/120, i vilken som känt användes högeffektsändare och mycket känsliga mottagare med lågbrusparametriska förstärkare . På grundval av detta utvecklas ett mottagnings- och sändningskomplex "Horizon", installerat vid markstationer för den första satellitkommunikationslinjen mellan Moskva och Vladivostok.

Specialutvecklade sändare för kommunikations- och kommando- och mätlinjer, parametriska förstärkare med en brustemperatur på 120 K för installation i antennen under spegelhytten samt helt ny utrustning som ger dockning med lokala tv-centraler och långväga telefonväxlar.

Under dessa år installerade konstruktörerna av jordstationen, som fruktade påverkan av kraftfulla sändare på mottagarna, dem på olika antenner och i olika byggnader (mottagning och sändning). Erfarenheterna av att använda en gemensam antenn för mottagning och sändning, erhållen på troposfäriska kommunikationslinjer, gjorde det dock möjligt att överföra mottagningsutrustningen till sändningsantennen i framtiden, vilket avsevärt förenklade och minskade kostnaderna för driften av satellitkommunikationsstationer.

1967, genom kommunikationssatelliten "Molniya-1", skapades ett omfattande tv-nätverk av mottagande jordstationer "Orbita" med en central sändningsstation nära Moskva. Detta gjorde det möjligt att organisera de första kommunikationskanalerna mellan Moskva och Fjärran Östern, Sibirien, Centralasien, sända programmet för Central Television till avlägsna regioner i vårt moderland och dessutom nå mer än 30 miljoner TV-tittare.

Men Molniya-satelliterna kretsade runt jorden i långsträckta elliptiska banor. För att spåra dem måste antennerna på de markmottagande stationerna ständigt rotera. Det är mycket lättare att lösa detta problem genom att satelliter roterar i en stationär cirkulär bana, som ligger i ekvatorialplanet på en höjd av 36 000 km. De gör ett varv runt jorden på 24 timmar och verkar därför för en marklevande observatör hängande orörlig över en punkt på vår planet. Tre sådana satelliter räcker för att tillhandahålla kommunikation för hela jorden.

På 80-talet av förra seklet fungerade kommunikationssatelliter "Raduga" och tv-satelliter "Ekran" effektivt i stationära omloppsbanor. Inga sofistikerade markstationer behövdes för att ta emot deras signaler. Tv-sändningar från sådana satelliter tas emot direkt på enkla kollektiva och till och med individuella antenner.

På 1980-talet började utvecklingen av personlig satellitkommunikation. I detta sammanhang är satellittelefonen direkt ansluten till en satellit i låg jordomloppsbana. Från satelliten kommer signalen in i markstationen, varifrån den sänds till det vanliga telefonnätet. Antalet satelliter som krävs för stabil kommunikation var som helst på planeten beror på omloppsradien för ett visst satellitsystem.

Den största nackdelen med personlig satellitkommunikation är dess relativt höga kostnad i jämförelse med mobilkommunikation. Dessutom är högeffektssändare inbyggda i satellittelefoner. Därför anses de vara osäkra för användarnas hälsa.

De mest pålitliga satellittelefonerna fungerar på Inmarsat-nätverket, som etablerades för över 20 år sedan. Satellittelefoner i Inmarsat-systemet är en resväska med ett gångjärnslock i storleken på den första bärbara datorer... Satellittelefonens skal är också en antenn som måste vändas mot satelliten (signalstyrkan visas på telefonens display). De flesta av dessa telefoner används på fartyg, tåg eller tunga fordon. Varje gång du behöver ringa eller svara på någons samtal måste du installera satellittelefonen på en plan yta, öppna locket och vrida det för att bestämma riktningen för den maximala signalen.

För närvarande står satellitsystem fortfarande för cirka 3 % av världstrafiken i den totala kommunikationsbalansen. Men efterfrågan på satellitlinjer fortsätter att växa, eftersom satellitkanaler med en räckvidd på mer än 800 km blir ekonomiskt mer lönsamma jämfört med andra typer av långdistanskommunikation.