Uydu iletişim sistemi nasıl çalışır. Uydu iletişimi: çalışma prensibi, kapsama alanı, kanal özellikleri ve tarife planları

MODERN UYDULAR VE UYDU SİSTEMLERİ

Başlıca uydu türleri

V modern dünya gezegenimizin sakinleri zaten uzay teknolojilerinin başarılarını aktif olarak kullanıyorlar. Hubble Uzay Teleskobu gibi bilimsel uydular, çevremizdeki uzayın tüm büyüklüğünü ve yoğunluğunu, hem Evrenin uzak köşelerinde hem de yakın uzayda gerçekleşen mucizeleri bize göstermektedir.

Örneğin Galaxy XI gibi iletişim uyduları aktif olarak kullanılmaktadır. Katılımları ile uluslararası ve mobil telefon iletişimi sağlanır ve tabii ki, uydu televizyonu... İletişim uyduları internetin yayılmasında büyük rol oynamaktadır. Onlar sayesinde, dünyanın diğer ucunda, başka bir kıtada fiziksel olarak bulunan bilgilere büyük bir hızla erişme fırsatına sahibiz.

Bunlardan biri "Spot" olan gözlem uyduları, çeşitli endüstriler ve bireysel kuruluşlar için önemli olan bilgileri iletir, örneğin jeologların maden yatakları aramasına, büyük şehirlerin yönetimlerine - kalkınmayı planlamaya, ekolojistlere - seviyeyi değerlendirmeye yardımcı olur. nehirlerin ve denizlerin kirlenmesi.

Uçaklar, gemiler ve arabalar, Global Konumlandırma Sistemi (GPS) ve GLONASS uyduları kullanılarak yönlendirilmekte ve deniz haberleşmesinin kontrolü navigasyon uyduları ve iletişim uyduları kullanılarak gerçekleştirilmektedir.

Meteosat gibi uyduların çektiği görüntüleri hava tahminlerinde görmeye zaten alışkınız. Diğer uydular, bilim adamlarının dalga yüksekliği ve deniz suyu sıcaklığı gibi bilgileri ileterek çevreyi izlemelerine yardımcı olur.

Askeri uydular, ordulara ve güvenlik kurumlarına, Magnum uyduları gibi elektronik istihbarat da dahil olmak üzere çok çeşitli bilgiler ve çok çeşitli görüntüler sağlar. yüksek çözünürlük gizli optik ve radar keşif uyduları yürüten.

Sitenin bu bölümünde birçok uydu sistemi, çalışma prensipleri ve uyduların düzenlenmesi ile tanışacağız.

Clarke'ın yerdurağan veya jeosenkron yörüngesi

İlk kez, iletişim uyduları oluşturma fikri, İkinci Dünya Savaşı'ndan kısa bir süre sonra, A. Clark'ın "Radio World" (Wireless World) dergisinin Ekim 1945 sayısında, bir kavramını ayrıntılı olarak sunduğu zaman ortaya çıktı. Dünya yüzeyinden 35880 km yükseklikte bulunan röle iletişim istasyonu.

Böyle bir yörüngeye jeosenkron, yerdurağan veya Clarke'ın yörüngesi denir. Uydunun yörüngesinin yüksekliği ne kadar yüksek olursa, Dünya etrafındaki bir yörüngenin süresi o kadar uzun olur. 35880 km yükseklikte dairesel bir yörüngede hareket ederken, 24 saatte bir yörünge tamamlanır, yani. Dünyanın günlük dönüş periyodu için. Böyle bir yörüngede hareket eden bir uydu, Dünya yüzeyinde sürekli olarak belirli bir noktanın üzerinde olacaktır (ancak Ay'ın yerçekimi alanının etkisini telafi etmek için düzenli yörünge düzeltmeleri gerekecektir).

Clarke, küresel röle iletişimi için böyle bir yörüngeyi ideal olarak gördü. Ekvator düzleminde sabit yörüngede bulunan üç uydu, Dünya yüzeyinin çoğunun radyo görünürlüğünü sağlar (çevresel bölgeler hariç). Bu, iyonosferin radyo iletişimi üzerindeki etkisini ortadan kaldırır. Clark'ın fikri hemen uygulanmadı, çünkü o zamanlar, durağan bir uyduyu, düşük dünya yörüngesine bile bir uydu göndermenin hiçbir yolu yoktu.

A. Clark, bir yer sabit uydu için ilk önerilerini bir muhtıra şeklinde British Interplanetary Society Konseyi'ne sundu. 25 Mayıs 1945 tarihli bu belge şu anda Washington'daki Smithsonian Enstitüsü arşivlerinde bulunmaktadır.

İletişim uydusu "Comstar 1"

İnsanların günlük ihtiyaçları için kullanılan ilk coğrafi uydulardan biri uyduydu. Komstar... uydular Komut Yıldızı 1 operatör tarafından işletilen "Komsat" ve AT&T tarafından kiralanmıştır. Hizmet ömürleri yedi yıl olarak tasarlanmıştır. Telefon sinyallerini iletirler ve televizyon sinyalleri Amerika Birleşik Devletleri'nde ve Porto Riko'da. Bunlar aracılığıyla 6.000'e kadar telefon görüşmesi ve 12'ye kadar televizyon kanalı aynı anda yeniden iletilebilir. Uydunun geometrik boyutları Komut Yıldızı 1: Yükseklik: 5,2 m (17 ft), Çap: 2,3 m (7,5 ft). Başlangıç ​​ağırlığı 1410 kg'dır (3109 lb).

Dikey ve yatay polarizasyon dizilerine sahip alıcı-verici iletişim anteni, aynı frekansta ancak dikey polarizasyon ile hem alma hem de iletme sağlar. Bu, uydunun radyo frekansı kanallarının kapasitesini iki katına çıkarır. İleriye baktığımızda, radyo sinyalinin polarizasyonunun artık neredeyse tüm uydu sistemlerinde kullanıldığını söyleyebiliriz, bu özellikle uydu alıcı televizyon sistemlerinin sahiplerine aşinadır, burada yüksek frekanslı TV kanallarını ayarlarken ayarlamanız gerekir. dikey veya yatay polarizasyon.

Bir başka ilginç tasarım özelliği, uydunun silindirik gövdesinin, uydunun uzayda jiroskopik stabilizasyonunun etkisini sağlamak için saniyede yaklaşık bir devir hızında dönmesidir. Uydunun kayda değer kütlesini - yaklaşık bir buçuk ton - hesaba katarsak, o zaman etki gerçekten gerçekleşir. Ve aynı zamanda, uydu antenleri, orada yararlı bir radyo sinyali yaymak için Dünya'da uzayda belirli bir noktaya yönlendirilir.

Aynı zamanda, uydu sabit bir yörüngede olmalıdır, yani. Dünyanın "hareketsiz" üzerinde "asmak", daha doğrusu, kendi ekseni etrafındaki dönüş hızıyla gezegenin etrafında dönme yönünde uçmak. En önemlileri Ay'ın araya giren çekiciliği, kozmik toz ve uzaydaki diğer nesnelerle karşılaşması gibi çeşitli faktörlerin etkisiyle konumlandırma noktasından hareket, kontrol sistemi tarafından izlenmekte ve periyodik olarak motorlar tarafından düzeltilmektedir. uydu durum kontrol sistemi.

Vladimir Kalanov, "Bilgi Güçtür" sitesi.
Litre: Tim Furniss. Uzay araçlarının tarihi.

Sevgili ziyaretçiler!

Çalışmanız devre dışı JavaScript... Lütfen tarayıcınızdaki komut dosyalarını açın, sitenin tam işlevselliğini göreceksiniz!

Uydu iletişimi, yapay dünya uydularının, kural olarak, tekrarlayıcı olarak özel iletişim uydularının kullanımına dayanan bir tür uzay radyo iletişimidir.

Uydu bağlantısı. Uzay uydu iletişimi. Uydu iletişim teknolojisi:

uydu bağlantısı Uzayın keşfi ile ayrılmaz bir şekilde bağlantılı olan ileri teknolojilerin geliştirilmesinde yeni bir aşamaya işaret ediyor.

Uydu iletişiminin tanımı, aşağıdaki formülasyonda oldukça inandırıcı geliyor: uydu iletişimi, özel tekrarlayıcıların - yapay uyduların kullanımına dayanan bir tür uzay radyo iletişimine eşit olmalıdır. bağlantılar.

uydu bağlantısı Yapay dünya uydularının tekrarlayıcı olarak kullanılmasına dayanan uzay radyo iletişimi türlerinden biridir, kural olarak, özel uydular bağlantılar.

Radyo sinyali, etrafta hareket eden küçük uzay aracı tarafından iletilir. Yeryüzünün belirli bir yörünge boyunca.

Radyo sinyalinin aktarılmasını ve işlenmesini sağlamak amacıyla yörüngeye fırlatılan cihaza isim verildi. yapay iletişim uydusu(kısaltılmış ISS). Karmaşık röle ekipmanı yapay bir iletişim uydusuna monte edilmiştir: sinyal alma / iletim üniteleri ve ayrıca dar hedefli antenler belirli frekanslarda çalışır. Yapay bir iletişim uydusunun işi, bir sinyalin alınması, yükseltilmesi, frekans işlenmesi ve cihazın görüş alanındaki yer istasyonlarına iletilmesinden oluşur. Röle uydusu, uzayda belirli bir noktada konumunu koruyabilen ve yerleşik güç kaynaklarından elektrik tüketebilen otonom bir cihazdır. Stabilizasyon sistemi belirli bir yönlendirme sağlar uydu antenleri... Telemetri ekipmanı, uzay aracının konumu hakkındaki verilerin Dünya'ya iletilmesini, kontrol komutlarının alınmasını sağlar.

Alınan radyo sinyalinin yeniden iletilmesi, sabit kalma süresinden dolayı hafızalı ve hafızasız olarak gerçekleştirilebilir. uydu karasal görüş alanı içinde istasyonlar.

Bugün uydu iletişim sistemleri kıtaları ve ülkeleri birbirine bağlayan dünyanın telekomünikasyon omurgasının ayrılmaz bir parçasıdır.

Uydu iletişimi ilkesi. Uydu haberleşme sistemi, ekipmanı, tesisleri ve istasyonları:

Uydu uzay iletişimi ilkesi bir uydu tekrarlayıcı aracılığıyla baz yer veya mobil istasyonlar kullanılarak bir radyo sinyalinin iletilmesini / alınmasını içerir. Radyo dalgalarının geçişini sağlamanın bu özelliği, bir radyo sinyalinin geçişini engelleyen dünya yüzeyinin eğriliğinden kaynaklanmaktadır. Başka bir deyişle, görüş hattı bölgesinde, bir istasyondan diğerine radyo sinyali gecikmeden iletilir. Bununla birlikte, görev, verici istasyondan binlerce kilometre uzakta bir sinyal almaksa, sinyali uygun bir açıyla alıcı istasyona yönlendiren bir tekrarlayıcı gereklidir.

Onun çekirdeğinde, uydu bağlantısı bir tekrarlayıcı cihaz aracılığıyla, radyo röle iletişiminin tipik bir analojisidir, yalnızca bu durumda, tekrarlayıcı, dünya yüzeyinden binlerce kilometreye varan önemli bir mesafeye (yüksekliğe) yerleştirilir. Dünyanın farklı bölgelerine uzun mesafelerde radyo iletişiminin organizasyonu için birçok karasal tekrarlayıcı gerekliyse, uzay uydularının ortaya çıkmasıyla sayıları önemli ölçüde azaldı. Artık bir anakaradan diğerine radyo sinyali yayınlamak için yalnızca bir uydu gerekiyor.

uydu bağlantısı, genel olarak, iletişim sisteminin birbiriyle ilişkili unsurlarının bir kompleksi tarafından sağlanır: röle uyduları; sabit uydu yer istasyonları dünya yüzeyinde; uydu kontrol merkezi(TsUSS) ve sistemin diğer unsurları.

Uzun mesafelerde radyo sinyallerinin verimli iletimi için analog sinyal yüksek gürültü yükü nedeniyle uygun değildir, bu nedenle önceden sayısallaştırılmıştır (sözde. dijital uydu iletişimi) ve daha sonra uyduya iletilir. Hataları düzeltmek için hata düzeltici kodlama şemaları kullanılır.

Bugüne kadar, Rusya Federasyonu topraklarında bir TV sinyalinin ve radyo yayınının alımı / iletimi, tarafından sağlanmaktadır. uydu iletişim sistemleri(CCC). uydu bağlantısı, Rusya Federasyonu'nun birbirine bağlı iletişim ağının önemli bir unsurudur. Bölüm uydu sistemi iletişim iki temel bileşeni içeriyordu - yer ve uzay.

Uydu iletişiminin geliştirilmesi. SSCB'deki gelişme tarihi:

İlk yapay Dünya uydusu 1957'de yörüngeye fırlatıldı. Uzay aracının ağırlığı sadece 83,6 kg idi. Uydu, minyatür bir ünite - bir radyo vericisi-işaretçi aracılığıyla kontrol edildi. Açıkta radyo sinyali alımının / iletiminin başarılı sonuçları uzay ISS'nin aktif ve pasif bir radyo sinyali tekrarlayıcı olarak kullanılmasını içeren ileriye dönük planların uygulanmasını mümkün kıldı. Bununla birlikte, bu tür umut verici planları uygulamak için, yeterli ağırlığı (çeşitli verici ve alıcı ekipman) taşıyabilecek bir uzay aracı oluşturmak gerekiyordu. Ayrıca yörüngeye oturtmak için yapay uydu, güçlü rokete ihtiyacımız vardı motorlar ve ekipman. Rus mühendisler bu sorunları çözdükten sonra, ISS'yi bilimsel ve araştırma çalışmaları için, navigasyon, meteorolojik, keşif görevlerini çözmek ve istikrarlı bir kanal sağlamak için açık alana başlatmak mümkün oldu. bağlantılar uzun mesafelerde radyo sinyallerinin iletimi için. İlk yapay uydunun fırlatılmasından sonra bir uydu iletişim sisteminin (SSS) oluşumu etkinleştirildi. Bu konseptin uygulanmasının bir parçası olarak, dünya yüzeyinde parabolik antenlerle donatılmış baz alıcı verici istasyonları inşa edilmeye başlandı. Çap antenler 12 metreye ulaştı, bu da radyo sinyallerinin istikrarlı bir şekilde alınmasını ve iletilmesini mümkün kıldı. 1965'te Rus mühendisler, Moskova'dan CCC aracılığıyla yayınlanan Vladivostok'ta televizyon programlarının alınmasını sağlamayı başardılar.

1967 yılında teknik kapasitenin test edilip gerekli parametrelere getirilmesinden sonra Orbita uydu haberleşme sistemi devreye alındı. 1975 yılında Raduga uzay uydusu dairesel bir yörüngeye fırlatıldı. Dünya yüzeyinden yapay uçağa olan mesafe neredeyse 36 km idi. Gezegenin ve uydunun dönüş yönü pratik olarak çakıştı, bu nedenle ISS kelimenin tam anlamıyla Dünya'nın üzerinde "uçtu" ve gün boyunca hareketsiz kaldı. Bu teknik çözüm, kontrol komutlarının uzay aracına iletilmesini basitleştirdi ve radyo dalgalarını almak / iletmek için kararlı bir kanalın işleyişini garanti etti. Daha sonra, daha gelişmiş bir ISS "Horizon" yörüngeye fırlatıldı.

ISS "Orbita" operasyonunun sonuçları, radyo sinyal hizmetinin küçük TV programlarını yayınlamak için etkisizliğini gösterdi. Yerleşmeler, on binlerce yerel sakini numaralandırıyor. Bu nedenle, sinyali almak ve iletmek için SCC "Ekran" tarafından sunulan kompakt yer istasyonlarına öncelik verildi. Bu uydu iletişim sisteminin yapay bir uydusu, 1976'da alçak dünya yörüngesine fırlatıldı. Artık merkezi televizyonun programları Sibirya ve Uzak Doğu'nun ücra yerlerinde bile insanlar tarafından izlenebiliyordu.

Geçen yüzyılın 80'lerinde, “Moskova” uydu iletişim sistemi, ISS “Gorizont” aracılığıyla aktif olarak kullanıldı.

Uydu iletişiminin kullanımı. İletişim uydularının çalışmasının özellikleri:

Dünyaya yakın uzayın keşfinin ilk döneminde, radyo sinyalini uzaya iletmek amacıyla, gemide minimum ekipman içeren en basit uydular fırlatıldı ("ECHO" ve "EKHO-2 uzay uyduları") . Tekrarlayıcı olarak, vücudun yansıtıcı etkisi olan metal bir küresi kullanıldı. Çoğu zaman, bir metal ile bir polimer küre püskürtme... Bu tür cihazların verimliliği son derece düşüktü, bu nedenle pasif yapay uydular uygun şekilde gelişmedi. Bunların tam zıttı, dünyanın herhangi bir yerine bir radyo sinyalini almak, işlemek, yükseltmek ve iletmek için tasarlanmış, içinde karmaşık bir elektronik dolguya sahip aktif yapay uydular haline geldi.

Radyo sinyali işleme yöntemiyle uzay uyduları iki tipte sınıflandırılır: rejeneratif ve rejeneratif olmayan ISS.

Rejeneratif iletişim uyduları daha hacimli bir dizi işlem gerçekleştirilir - sinyal alımı aşamasında demodüle eder ve yeniden iletim sırasında onu modüle eder. Bu radyo sinyali işleme yöntemi, ek teçhizat ve yeterli karmaşıklık ile karakterize edilir. Rejeneratif uydular pahalıdır.

Yenileyici olmayan iletişim uyduları bir radyo sinyali ile en basit işlem grubunu sağlar. Bir yer istasyonundan bir sinyal aldığı anda, yapay bir iletişim uydusu, amplifikasyonunu ve başka bir frekansa aktarılmasını sağlar. Ardından, radyo sinyali başka bir yer istasyonuna iletilir. Uydu aynı anda birçok radyo sinyalini farklı kanallardan (transponderler) alabilir ve iletebilir. Spektrumun özel bir kısmı her kanala atanır. Bu yöntemin dezavantajı, çift hata düzeltme kuralı nedeniyle aktarılan radyo sinyalinin gözle görülür gecikmesidir.

Uydu iletişim yörüngeleri. Uzay iletişim uydularının yörüngeleri:

Açık şu an uydu transponderlerinin yörüngelerinin aşağıdaki sınıflandırması vardır.

Ekvator uydu iletişim yörüngesi. Ekvator yörüngesinin karakteristik bir özelliği, önerilen yörüngenin altında yatan yerdurağan yaklaşımdır. teknolojiler... Yaklaşımın özü, röle uydusunun ve Dünya'nın açısal hızlarının sadece çakışması değil, aynı yönde hareket etmesi gerçeğinde yatmaktadır. Başka bir deyişle, uydunun hareket yönü ile gezegenimizin dönüşü aynıdır. Ekvator yörüngesinin ana avantajı, karasal alıcının uydu ile sürekli iletişim halinde olmasıdır. Bu durumda uydu tek bir yerdeymiş gibi görünür, bu nedenle radyo dalgaları engellerle karşılaşmaz.

İletişim uydu sirkülasyonunun önerilen versiyonunun dezavantajları şunları içerir:

- Yüzlerce ve binlerce farklı uydu aynı anda yörüngeye fırlatıldığından, aralarında çarpışma riski artar, bu nedenle yörüngelerini dikkatlice hesaplamanız ve kontrol etmeniz gerekir;

- uyduları yörüngeye yerleştirmenin yüksek irtifası (yaklaşık 36 bin km), iletimde önemli gecikmelere yol açmaktadır. kullanışlı bilgi(radyo sinyali gecikme etkisi);

- yörüngeye fırlatılan uydunun önemli bir irtifası, önemli malzeme maliyetleri gerektirir;

- kutup bölgelerindeki yer istasyonlarına hizmet vermenin imkansızlığı.

Eğik uydu iletişim yörüngesi uzaydaki hareketin daha karmaşık bir versiyonunu ve uydunun yer istasyonları ile etkileşimini temsil eder.

Önerilen şema çerçevesinde, yer istasyonları, dünyaya yakın bir yörüngede bir uzay transponderinin aranmasını kolaylaştıran ve anten aynasının dönüş açısı için bir düzeltme sağlayan özel izleme cihazları ile donatılmıştır. Bu yaklaşımın önemli bir avantajı, uydunun sürekli izlenmesi seçeneğidir. Başka bir deyişle, yer istasyonu sürekli olarak uydunun konumunu izler ve onu gökyüzünde "yönlendirir". Yenilik, uydu sahiplerinin çeşitli nedenlerle konumlarını kontrol etmedikleri acil durum öncesi ve mücbir sebep durumlarında kendini tamamen haklı çıkarır.

kutupsal yörünge uydu iletişimiözel bir eğimli yörünge durumu ile tanımlanır ve ekvator düzlemine 90 ° eğim olduğunu varsayar.

Uydu iletişim frekans aralıkları. Uydu iletişim türleri:

Yer istasyonları, belirli bir aralıktaki bir uyduya bir radyo sinyali iletir. özgüllük bu süreççünkü yer istasyonundan radyo sinyali iletimi için frekans aralığı, uydudan iletilen sinyalin frekans spektrumundan farklıdır. Başka bir deyişle, bir frekans aralığı bir radyo sinyalini iletmek için kullanılır ve diğeri yeniden iletim için kullanılır. Bu özellik atmosferin katmanlarının radyo sinyalini farklı şekillerde iletmesi, sinyalin zayıflama ve absorpsiyon sürecini etkinleştirmesi ile açıklanır. Uydu iletişiminin frekans aralıkları, atmosferin “radyo dalgaları için şeffaf pencerelerinin” özgüllüğü, radyo paraziti seviyesi ve diğer faktörlerin etkisi dikkate alınarak “Radyo Düzenlemeleri” ile belirlenir.

Uydu haberleşmesinde kullanılan frekans bantları özel harflerle belirtilmiştir.

L-bandı için, 1.5-1.6 GHz'lik bir frekans bandı tahsis edilmiştir, kapsam mobil uydu(PSS).

S-bandı için 1, 9-2.2 ve 2.4-2.5 GHz frekans bandı tahsis edilmiştir, kullanım kapsamı mobil uydu(PSS).

C-bandı için 4-6 GHz frekans bandı tahsis edilmiştir, kapsam (FSS).

Ku-bandı için 11, 12, 14 GHz frekans bandı tahsis edilmiştir, uygulama kapsamı şu şekildedir: sabit uydu iletişimi(FSS), uydu yayını.

K-bandı için 20 GHz'lik bir frekans bandı tahsis edilmiştir, uygulama kapsamı şu şekildedir: sabit uydu iletişimi(FSS), uydu yayını.

Ka-bandı için 30 GHz'lik bir frekans bandı tahsis edilmiştir, uygulama kapsamı şu şekildedir: sabit uydu iletişimi(FSS), mobil uydu(PSS), uydular arası iletişim.

ENF bandı için 40-50 GHz frekans bandı tahsis edilmiştir, uygulama kapsamı sabit uydu iletişimi(FSS), perspektif.

Daha yüksek kalite radyo alımı C-bandı tarafından sağlanır, ancak bunun için çanak çapı arttırılmış bir anten gerekir.

Bir iletişim uydusu kaç kanal sağlayabilir? Uydu iletişim sistemi:

4-6 GHz aralığında çalışan tipik bir uydu alıcı-vericisi, 36 MHz frekans bandını kaplar, bu da 6 TV kanalının veya 3.6 bin telefon kanalının yeniden iletimini mümkün kılar. Bir uyduda genellikle 12 veya 24 alıcı-verici bulunur.

Gelecekte, modern bir uydu iletişim sistemi birkaç alt sistemi içerecektir:

- Rusya Federasyonu'nun birbirine bağlı iletişim ağına hizmet etmek için tasarlanmış sabit uydu iletişimi (FSS);

- uydu TV yayıncılığı ve radyo yayıncılığı alt sistemi;

- uzak ve mobil abonelerin ihtiyaçlarını karşılamak için tasarlanmış bir mobil uydu iletişim alt sistemi (MSS).

Uydu tekrarlayıcının çalışabilmesi için birçok kullanıcı frekans, kod veya zaman bölmeli çoklu erişim teknolojisini kullanır.

Not: © Fotoğraf //www.pexels.com, //pixabay.com

uydu sistemleri iletişim hatları
istasyon operatörleri servisler hesaplama özelliklerini kullanır organizasyon uydu telefonu
çalışma uydu askeri mobil modern uydu iletişim tarifeleri rusya'da iridyum internet resmi web sitesi globalstar satın al inmarsat haberci
uydu iletişim kanalı

talep katsayısı 2 101

Uzaya fırlatılan iletişim uyduları, kural olarak, sabit yörüngelere girerler, yani Dünya'nın dönüş hızında uçarlar ve kendilerini gezegenin yüzeyine göre sabit bir konumda bulurlar. Ekvatorun 22.300 mil üzerinde dolaşan böyle bir uydu, gezegenin üçte birinden radyo sinyallerini alabilir.

1960'ta fırlatılan Echo gibi ilk uydular, kendilerine yönlendirilen radyo sinyallerini basitçe yansıtıyordu. Gelişmiş modeller yalnızca sinyalleri almakla kalmaz, aynı zamanda bunları yükselterek dünya yüzeyindeki belirli noktalara iletir. 1965 yılında ilk ticari iletişim uydusu INTELSAT'ın piyasaya sürülmesinden bu yana, bu cihazlar çok daha karmaşık hale geldi. son model güneş enerjili uydu 30.000 ile çalışır telefon çağrıları veya aynı anda dört televizyon yayınına hizmet eder. Sinyaller, Earth-LA iletişim istasyonunun antenlerinden gelir ve uydu transponderi tarafından alınır. Bu elektronik cihaz sinyali yükseltir ve onu en yakın uçak yer istasyonuna ileten bir antene geçirir. Girişimi önlemek için yukarı ve aşağı sinyaller farklı frekanslarda iletilir.

Jeostatik yörüngelere fırlatılan üç INTELSAT uydusu (solda) dünya çapında uzun dalga radyo sinyalleri iletir. Pasifik, Hint ve Atlantik okyanuslarının havzalarına hizmet eden uydular, yüksek hızlı telefon, televizyon ve telgraf iletişimi... Bu bağlamda, atmosferin E ve F katmanlarını oluşturan yüklü parçacıklar tarafından itildikleri için yüksek frekanslı radyo sinyalleri ortaya çıkar.

Bu parabolik anten uydudan çok zayıf sinyalleri bile alabilir, bu sistemlerin çoğu aynı zamanda yerden uçağa iletişim için de hizmet edebilir.

INTELSAT-6

Bir uyduya ulaşan radyo sinyalleri, uzun bir mesafe boyunca yavaş yavaş o kadar zayıflar ki, Dünya'ya geri iletilmesi güçtür. Yukarıda modeli gösterilen INTELSAT uyduları, güneş panellerinden gelen enerjiyi kullanarak gelen sinyalleri yükseltmektedir. Her uydu ayrıca yörüngesini korumak için bir katı yakıt kaynağına sahiptir.

Yazının üstündeki resimde:

1. eleman Güneş pili güç kaynağı
2. parabolik reflektörler
3. parabolik reflektörler
4. parabolik reflektörler
5. parabolik reflektörler

Karasal antenler gibi, bu uydu anteni Birincil emitör ve yansıtıcı parabolik kalkan olarak adlandırılan diş şeklinde bir cihazdan oluşur. Bu sistemin iki unsuru, gelen radyo dalgalarının alınmasını ve yabancı dalgaların yok edilmesini sağlar.

Gezegenin yüzeyinde bulunan istasyonlar, Şekil 2'de gösterildiği gibi 30 fit genişliğindeki devasa parabolik antenler aracılığıyla INTELSAT ile iletişim kurar. üstünde.

Uzay veya uydu iletişimi, esasen bir tür radyo rölesi (troposferik) iletişimidir ve tekrarlayıcılarının Dünya yüzeyinde değil, uzaydaki uydularda bulunması bakımından farklılık gösterir.

Uydu iletişimi fikri ilk kez 1945'te İngiliz Arthur Clarke tarafından sunuldu. Bir radyo mühendisliği dergisinde, bilimsel ve pratik amaçlarla dünya uydularını fırlatmak için V-2 gibi roketlerin umutları hakkında bir makale yayınladı. Bu maddenin son paragrafı önemlidir: "Dünya'dan belirli bir uzaklıkta bulunan yapay uydu, 24 saatte bir devrim yapacaktır.Belirli bir yerde ve dünya yüzeyinin neredeyse yarısından optik görüş mesafesi içinde sabit kalacaktır. 120 ° açısal bir ayrımla doğru yörüngeye yerleştirilmiş üç tekrarlayıcı, tüm gezegeni televizyon ve VHF yayını ile kaplayabilecek; Korkarım savaş sonrası çalışmayı planlayanlar kolay bulamayacaklar ama bu yolu sorunun nihai çözümü olarak görüyorum."

4 Ekim 1957'de SSCB, sinyalleri Dünya'da alınan ilk uzay nesnesi olan dünyanın ilk yapay Dünya uydusunu fırlattı. Bu uydu uzay çağının başlangıcını işaret ediyordu. Uydunun yaydığı sinyaller sadece yön bulmak için değil aynı zamanda uydu üzerindeki işlemler (sıcaklık, basınç vb.) hakkında bilgi iletmek için de kullanıldı. Bu bilgi, vericiler tarafından yayılan mesajların süresi değiştirilerek (darbe genişliği modülasyonu) iletildi. 12 Nisan 1961'de, insanlık tarihinde ilk kez, Sovyetler Birliği'nde uzaya insanlı bir uçuş gerçekleştirildi. Pilot kozmonot Yu. A. Gagarin'in bulunduğu Vostok uzay aracı, Dünya uydusunun yörüngesine fırlatıldı. Uzay aracının yörüngesinin parametrelerini ölçmek ve yerleşik ekipmanının çalışmasını kontrol etmek için üzerine çok sayıda ölçüm ve radyotelemetrik ekipman yerleştirildi. Uzay aracının yön bulması ve telemetrik bilgilerin iletimi için 19.955 MHz frekansında çalışan Signal radyo sistemi kullanıldı. Kozmonotun Dünya ile iki yönlü iletişimi, kısa (19.019 ve 20.006 MHz) ve ultra kısa (143.625 MHz) dalga bantlarında çalışan bir radyotelefon sistemi tarafından sağlandı. Televizyon sistemi, kozmonotun görüntüsünü Dünya'ya iletti ve bu, durumu üzerinde görsel kontrole sahip olmayı mümkün kıldı. Televizyon kameralarından biri pilotun tam yüzünün görüntüsünü, diğeri ise yan taraftan iletti.

Rus biliminin uzay araştırmaları alanındaki başarıları, Arthur Clarke'ın tahminlerini uygulamayı mümkün kıldı. Geçen yüzyılın 50'li yıllarının sonunda, SSCB ve ABD'de yapay dünya uydularını karasal iletişim sistemlerinde radyo tekrarlayıcı (aktif ve pasif) olarak kullanma olasılıkları üzerine deneysel çalışmalar yapılmaya başlandı. teorik gelişmeler uydu iletişim hatlarının enerji yetenekleri alanında, o sırada var olan teknik araçların gerçek özelliklerine dayanarak uydu tekrarlayıcı cihazlar ve yer cihazları için taktik ve teknik gereksinimleri formüle etmeyi mümkün kılmıştır.

Yaklaşımların kimliği göz önünde bulundurularak, uydu haberleşme hatlarının oluşturulması alanında Amerika Birleşik Devletleri örneğini kullanarak deneysel çalışmalar sunacağız. İlk aktif radyo rölesi "Skor" 18 Aralık 1958'de 1481 km'lik bir tepe noktası ve 177 km'lik bir yerberi ile eğimli bir eliptik yörüngeye fırlatıldı. Uydu ekipmanı, 132.435 ve 132.095 MHz frekanslarında çalışan iki alıcı-vericiden oluşuyordu. Çalışma, yavaş yeniden iletim modunda gerçekleştirildi. Yerden verici istasyonun gönderdiği sinyalin saklanması manyetik bir teybe kaydedilerek gerçekleştirilmiştir. Güç kaynakları olarak 45 amper kapasiteli gümüş-çinko piller - 18 volt voltajda bir saat kullanıldı. Bağlantı süresi, 1 uydu devri başına yaklaşık 4 dakikaydı. 1 telefon veya 7 teletype kanalının yeniden iletimi gerçekleştirildi. Uydunun hizmet ömrü 34 gündü. Uydu, 21 Ocak 1959'da atmosfere girdikten sonra yandı. İkinci aktif radyo rölesi "Courier", 4 Ekim 1960'ta 1270 km'lik bir tepe noktası ve 970 km'lik bir perigee ile eğimli bir eliptik yörüngeye fırlatıldı. Uydu ekipmanı 4 alıcı-vericiden (komut iletimi için 150 MHz ve iletişim için 1900 MHz), manyetik bellek aygıtlarından ve güç kaynaklarından - güneş pilleri ve kimyasal pillerden oluşuyordu. Birincil güç kaynağı olarak 19.152 adet silikon güneş pili kullanıldı. Tampon kademesi olarak 28-32 volt voltajda 10 amper - saat kapasiteli nikel-kadmiyum piller kullanıldı. İletişim oturumunun süresi uydu devri başına 5 dakikaydı. Uydu hizmet ömrü 1 yıldı. 10 Temmuz 1962'de, aktif bir Telstar tekrarlayıcı, radyo sinyallerinin gerçek zamanlı olarak aktif olarak aktarılması için tasarlanmış, 5600 km'lik bir tepe noktası ve 950 km'lik bir perigee ile eğimli bir eliptik yörüngeye fırlatıldı. Aynı zamanda 600 tek yönlü telefon kanalını veya 12 çift yönlü telefon kanalını veya bir televizyon kanalını aktardı. Her durumda, çalışma frekans modülasyonu yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. İletişim frekansları: Uydu-Dünya hattında 4169.72 MHz, Dünya-uydu hattında 6389.58 MHz. Bu uydu üzerinden ABD-Avrupa hattında bir iletişim oturumunun süresi günde yaklaşık 2 saatti. İletilen televizyon görüntülerinin kalitesi iyiden mükemmele kadar değişiyordu. Proje, uydunun çok önemli bir hizmet ömrü öngördü - 2 yıl, ancak dört aylık başarılı operasyondan sonra komut satırı başarısız oldu. Uydu iç radyasyon kuşağını geçtiğinde, nedensel başarısızlığın radyasyon etkisinden kaynaklanan yüzey hasarı olduğu bulundu.

14 Şubat 1963'te Sinkom sisteminin ilk senkron uydusu yörünge parametreleriyle fırlatıldı: apoje yüksekliği 37.022 km, perigee yüksekliği 34185, yörünge süresi 1426.6 dakika. Dünyadan uyduya bağlantıdaki çalışma frekansı 7360 MHz ve uydudan Dünyaya bağlantıda 1820 MHz'dir. Uyduda birincil güç kaynağı olarak 27.5 volt gerilimde toplam 28 W güce sahip 3.840 adet güneş pili kullanıldı. Uydu ile iletişim sadece 20.077 saniye sürdürüldü ve ardından astronomik yöntemlerle gözlemler yapıldı.

23 Nisan 1965'te ilk iletişim uydusu Molniya-1 SSCB'de fırlatıldı. 14 Ekim 1965'te ikinci iletişim uydusu "Molniya-2" nin piyasaya sürülmesiyle, uzun mesafeli iletişim hattının uydu üzerinden düzenli çalışması başladı. Daha sonra Orbita uzun menzilli uzay iletişim sistemi oluşturuldu. Bir yer istasyonları ağından ve "Molniya", "Raduga", "Horizon" yapay dünya uydularından oluşuyordu. Aşağıda, Bölüm 7'de Horizon uydularının modifikasyonlarının 21. yüzyılda da işlevini sürdürdüğü gösterilecektir. Bu, yerli ekipmanın yabancılara kıyasla yüksek güvenilirliğini gösterir.

İlk uydu iletişim istasyonları Moskova yakınlarındaki Shchelkovo kasabasında ve Ussuriisk'te inşa edildi, test edildi ve faaliyete geçti. Moskova ve Vladivostok'taki televizyon merkezleri ve şehirlerarası telefon istasyonları ile sırasıyla kablo ve röle iletişim hatları ile bağlandılar.

Uydu sisteminin yer istasyonlarının ekipmanı için en uygun olanı, bilindiği gibi, yüksek güçlü vericilerin ve düşük gürültülü parametrik yükselticilere sahip oldukça hassas alıcıların kullanıldığı TR-60/120 troposferik iletişim ekipmanı olduğu ortaya çıktı. . Temelde, Moskova ve Vladivostok arasındaki ilk uydu iletişim hattının yer istasyonlarına kurulan bir alıcı ve verici kompleksi "Horizon" geliştiriliyor.

İletişim ve komuta ve ölçüm hatları için özel olarak geliştirilmiş vericiler, ayna kabininin altındaki antene kurulum için 120 K gürültü sıcaklığına sahip parametrik amplifikatörler ve ayrıca yerel televizyon merkezleri ve uzun mesafeli telefon santralleri ile bağlantı sağlayan tamamen yeni ekipman.

O yıllarda, güçlü vericilerin alıcılar üzerindeki etkisinden korkan yer istasyonu tasarımcıları, onları farklı antenlere ve farklı binalara (alma ve iletme) kurdular. Bununla birlikte, troposferik iletişim hatlarında elde edilen alma ve iletme için ortak bir anten kullanma deneyimi, gelecekte alıcı ekipmanın verici antene aktarılmasını mümkün kıldı, bu da uydu iletişim istasyonlarının işletim maliyetini büyük ölçüde basitleştirdi ve azalttı.

1967'de, Molniya-1 iletişim uydusu aracılığıyla, Moskova yakınlarındaki merkezi bir verici istasyonu olan Orbita yer istasyonlarından oluşan geniş bir televizyon ağı oluşturuldu. Bu, Moskova ile Uzak Doğu, Sibirya, Orta Asya arasındaki ilk iletişim kanallarını düzenlemeyi, Merkezi Televizyon programını Anavatanımızın uzak bölgelerine iletmeyi ve ayrıca 30 milyondan fazla TV izleyicisine ulaşmayı mümkün kıldı.

Bununla birlikte, Molniya uyduları, uzun eliptik yörüngelerde Dünya'nın etrafında dönüyordu. Onları takip etmek için, yer alıcı istasyonların antenleri sürekli dönmelidir. Ekvator düzleminde 36.000 km yükseklikte bulunan sabit bir dairesel yörüngede dönen uydularla bu sorunu çözmek çok daha kolaydır. 24 saatte Dünya çevresinde bir tur atarlar ve bu nedenle gezegenimizin bir noktasında hareketsiz asılı duran bir karasal gözlemciye görünürler. Bu tür üç uydu, tüm Dünya için iletişim sağlamak için yeterlidir.

Geçen yüzyılın 80'lerinde, iletişim uyduları "Raduga" ve televizyon uyduları "Ekran" sabit yörüngelerde etkin bir şekilde çalıştı. Sinyallerini almak için gelişmiş yer istasyonlarına ihtiyaç yoktu. Bu tür uydulardan gelen televizyon yayınları doğrudan basit toplu ve hatta bireysel antenler üzerinden alınır.

1980'lerde kişisel uydu iletişiminin gelişimi başladı. Bu bağlantıda, uydu telefonu, düşük dünya yörüngesindeki bir uyduya doğrudan bağlanır. Uydudan sinyal, normal telefon şebekesine iletildiği yer istasyonuna girer. Gezegenin herhangi bir yerinde istikrarlı iletişim için gereken uydu sayısı, belirli bir uydu sisteminin yörünge yarıçapına bağlıdır.

Kişisel uydu iletişiminin ana dezavantajı, hücresel iletişime kıyasla nispeten yüksek maliyetidir. Ayrıca, uydu telefonlarına yüksek güçlü vericiler yerleştirilmiştir. Bu nedenle, kullanıcıların sağlığı için güvensiz olarak kabul edilirler.

En güvenilir uydu telefonları, 20 yılı aşkın bir süre önce kurulan Inmarsat ağında çalışır. Inmarsat sisteminin uydu telefonları, birincisinin boyutunda menteşeli kapaklı bir bavuldur. dizüstü bilgisayarlar... Uydu telefonu kapağı aynı zamanda uyduya doğru çevrilmesi gereken bir antendir (sinyal gücü telefon ekranında görüntülenir). Bu telefonların çoğu gemilerde, trenlerde veya ağır araçlarda kullanılıyor. Birinin aramasını yapmanız veya cevaplamanız gerektiğinde, uydu telefonunu düz bir yüzeye kurmanız, kapağı açmanız ve döndürmeniz ve maksimum sinyalin yönünü belirlemeniz gerekir.

Şu anda uydu sistemleri, genel iletişim dengesinde dünya trafiğinin yaklaşık %3'ünü oluşturuyor. Ancak 800 km'den fazla menzile sahip uydu kanalları diğer uzun mesafeli iletişim türlerine kıyasla ekonomik olarak daha karlı hale geldiğinden, uydu hatlarına olan talep artmaya devam ediyor.