How Do Satellites Arbeits
How Do Satellites Arbeit?
Satellite Communication Basics
Die Grundelemente eines Satellitenkommunikationssystems sind in 1 unten gezeigt. Der Prozess beginnt bei einer Erdstation - eine Installation konzipierte Signale von einem Satelliten in der Umlaufbahn um die Erde zu übertragen und zu empfangen. Erdstationen senden Informationen in Form von hohen Leistung, hoher Frequenz (GHz-Bereich) Signalen zu den Satelliten, die die Signale zurück zur Erde empfangen und erneut übertragen, wo sie von anderen Erdstationen in dem Abdeckungsbereich des Satelliten empfangen werden. Der Bereich, der ein Signal von nützlicher Festigkeit von dem Satelliten empfängt, wird als Satelliten Fußabdruck bekannt ist. Das Übertragungssystem von der Erdstation zu dem Satelliten wird die Uplink und das System von dem Satelliten zu der Bodenstation wird der Downlink genannt genannt.
Abbildung 1: Satellite Communication Basics
C-Band-Satellitenübertragungen belegen den 4 bis 8 GHz Frequenzbereich. Diese relativ niedrigen Frequenzen zu größeren Wellenlängen als Ku-Band oder Ka-Band übertragen. Diese größeren Wellenlängen des C-Bandes bedeuten, daß eine größere Satellitenantenne erforderlich, um die minimale Signalstärke zu erfassen und damit die minimale Größe einer durchschnittlichen C-Band-Antenne beträgt ungefähr 2-3 Meter im Durchmesser, wie in Abbildung 2 dargestellt.
Abbildung 2: C-Band-Satelliten-Antenne
Ku-Band-Satellitenübertragungen besetzen den 11 bis 17 GHz Frequenzbereich. Diese relativ hohen Frequenzübertragungen entsprechen, zu kürzeren Wellenlängen und somit eine kleinere Antenne verwendet werden kann, die minimale Signalstärke zu empfangen. Ku-Band-Antennen können so klein wie 18 Zoll im Durchmesser sein, wie sie üblicherweise in den RCA DSS und Sony DSS-Systemen gesehen. Abbildung 3 zeigt die Ku-Band-Antenne des Sony DSS-Systems.
Abbildung 3: Ku-Band-Satelliten-Antenne
Ka-Band-Satellitenübertragungen besetzen den 20 bis 30 GHz Frequenzbereich. Diese sehr hohen Frequenzübertragungen bedeuten sehr kleine Wellenlängen und mit sehr kleinen Durchmesser Empfangsantennen.
Geostationären Erdumlaufbahn (GEO) Satelliten
Heute ist die überwiegende Mehrheit der Satelliten in der Umlaufbahn um die Erde an einem Punkt positioniert sind 22.238 Meilen über dem Äquator der Erde in einer speziellen Art von geostationären Erdumlaufbahn (GSO), bekannt als geostationäre Erdumlaufbahn (GEO), oder was manchmal Clarke Orbit genannt . Dies ist zu Ehren von Arthur C. Clarke. der Mann, der zuerst im Jahr 1945 vorgeschlagen, die Satelliten in einer geostationären Umlaufbahnen für Kommunikationszwecke verwendet werden könnten. Wie in 4 gezeigt ist, es an der genauen Entfernung von 22.238 Meilen, die ein Satellit eine Umlaufbahn mit einer Periode der Rotation um die Erde genau gleich zu 24 Stunden aufrechterhalten. Da die Satelliten mit der gleichen Drehgeschwindigkeit der Erde umlaufen, werden diese von der Erdoberfläche stationär. Deshalb sind die meisten Erdfunkstelle Antennen (Parabolantennen) nicht bewegen müssen, wenn sie ordnungsgemäß in einem Zielsatelliten in den Himmel gerichtet worden. Die mathematische Ableitung des Clarke Orbits ist ein Straight-Forward-Kalkül Problem. (1)
Abbildung 4: Der Clarke Orbit
Low Earth Orbit (LEO) Satelliten
Vorgeschlagene LEO-Satelliten sind in drei Kategorien unterteilt: kleinen Leo, großen Leo und Mega-Leo. Leo wird in einem Abstand von nur 500 bis 1000 Meilen über der Erde umkreise. Diese relativ kurze Strecke verringert die Übertragungsverzögerung auf nur 0,05 Sekunden und reduziert weiter die Notwendigkeit für empfindliche und sperrige Empfangsausrüstung. Kleiner Leo wird arbeitet im 800 MHz (0,8 GHz) Bereich, wird großer Leo im 2 GHz oder höher Bereich arbeitet, und Mega-Leo wird im 20-30 GHz-Bereich arbeiten. Die höheren Frequenzen, die mit Mega-Leo führt zu mehr Informationsübertragungskapazität und die Fähigkeit, in Echtzeit, niedrige Verzögerung Videoübertragung. Microsoft Corporation und McCaw Cellular (jetzt bekannt als ATT Wireless Services) haben sich zusammen 840 Satelliten bereitstellen Teledesic zu bilden, eine vorgeschlagene Mega-LEO Satelliten-Netzwerk.
High Altitude Long Endurance (HALE) Plattformen
Experimentelle HALE-Plattformen sind im Wesentlichen hocheffiziente und leichte Flugzeuge Kommunikations-Ausrüstung tragen, die als sehr niedrige Erdumlaufbahn geostationären Satelliten fungieren. Dieses Handwerk wird durch eine hohes Wirkungsgrad Turbinenmotoren oder eine Kombination von Batterie und Solarenergie betrieben werden. Auf einer Höhe von nur 70.000 Fuß, HALE-Plattformen bieten Übertragungsverzögerungen von weniger als 0,001 Sekunden und eine noch bessere Signalstärke für sehr leichte Handheld-Empfangsgeräte. (2)
Orbital Slots
Mit mehr als 200 Satelliten da oben in einem geostationären Umlaufbahn, wie halten wir sie vom Laufen ineinander oder von dem Versuch, die gleiche Position im Raum zu benutzen? Um dieses Problem zu, internationale Regulierungsbehörde wie die Internationalen Fernmeldeunion (ITU) und nationalen Regierungsorganisationen wie die Federal Communications Commission (FCC) angehen bezeichnen die Stellen auf der geostationären Umlaufbahn, wo Kommunikationssatelliten befinden können. Diese Orte werden in Längengraden angegeben und werden als Orbitalpositionen bekannt. Als Reaktion auf die große Nachfrage nach Orbitalpositionen haben die FCC und ITU progressiv verringern den erforderlichen Abstand auf nur 2 Grad für die C-Band und Ku-Band-Satelliten.