آشنایی با ماهواره های مخابراتی (2)
اجزاي تشكيلدهنده ماهواره مخابراتي
زيرسامانه رديابي، تلهمتري و فرمان (تيتيسي)
زيرسامانه تأمين نيرو (پياِساِس)
آرايههاي خورشيدي هنگام پرتاب ماهواره و قراردهي در مدار، به شكل تا شده هستند و پس از پايداري كامل ماهواره باز ميشوند. از آن پس، بالهاي خورشيدي با قرارگيري در برابر خورشيد توان الكتريكي مورد نياز را توليد ميكنند.
زيرسامانه تعيين و كنترل وضعيت (اِيديسياِس)
وظايف شرح داده شده، توسط جتهاي گاز سرد يا گرم، عملگرهاي مغناطيسي، چرخهاي عكسالعملي و يا ژايروها انجام ميشود. فرمانهاي كنترلي با استفاده از دادههاي به دست آمده از حسگرهاي موقعيتياب، كه ميتوانند حسگرهاي اينرسي مانند ژايروها و يا حسگرهاي خورشيدي، ستارهاي و زميني باشند و مقايسه آنها با برنامه از قبل داده شده، به دست ميآيند. بنابراين حسگرها و عملگرها، زيرسامانه تعيين و كنترل وضعيت را در انجام عمليات لازم براي حفظ موقعيت و وضعيت ماهواره، در شرايط پايدار، ياري ميكنند.
هنگام قرارگيري ماهواره در موقعيتهاي نامطلوب يا خطرناك، زيرسامانه تعيين و كنترل وضعيت با انجام عملياتي خودكار، موقعيت و وضعيت ماهواره را تصحيح ميكند و ماهواره را در وضعيت عملياتي مطلوب قرار ميدهد. در اين حالت امكان اختلال در پوشش آنتن وجود دارد كه با حفظ ارتباطات تلهمتري و فرمان، ميتوان عمليات تصحيح پوشش آنتن را توسط مركز پشتيباني زميني ماهواره انجام داد.
زيرسامانه كنترل حرارت
محموله مخابراتي
در مخابرات ماهوارهاي، از باندهاي گوناگوني استفاده ميشود. اين باندها با توجه به محدوده فركانسي آنها در طيف الكترومغناطيس دستهبندي ميشوند. از اين رو، تعاريف گوناگوني براي دستهبندي محدوده باندهاي فركانسي وجود دارد. در اينجا، از تعاريف ارائه شده توسط جامعه مهندسين برق و الكترونيك استفاده ميشود. با توجه به اين دستهبندي، باند سي، بخشي از طيف الكترومغناطيس در محدوده مايكروويو با فركانس 4 تا 8 گيگاهرتز است. اين باند اولين باند فركانسي بود كه براي ارتباطات تجاري ايستگاه زميني به ماهواره اختصاص داده شد. معمولاً ماهوارههاي داراي ترنسپاندر باند سي، از محدوده فركانس 7/3 تا 2/4 گيگاهرتز براي ارتباط با ايستگاه زميني و از محدوده فركانس 925/5 تا 425/6 گيگاهرتز براي دريافت سيگنال از ايستگاه استفاده ميكنند. ارتباط بهينه باند سي نياز به بشقابهاي دريافتكننده بزرگ، معمولاً با قطر 5/2 تا 5/3 متر دارد و دريافتكنندههاي كوچك مانند بشقابهاي خانگي براي اين ارتباط مناسب نيست. از اين رو، باند سي براي مصارفي مثل شبكههاي تلويزيوني دولتي كاربرد دارد. باند سي خود برحسب محدوده فركانسي و نوع كاربرد، با نامهاي گوناگون از جمله باند سي گسترده يا باند سي روسي شناخته ميشود.
باند ايكس با محدوده فركانسي 7 تا 5/12 گيگاهرتز، بخشي از طيف الكترومغناطيس در محدوده مايكروويو است. خط ارسال ماهواره به زمين و بالعكس براي اين باند در حالت استاندارد، به ترتيب 25/7 تا 75/7 گيگاهرتز و 9/7 تا 4/8 گيگاهرتز تعيين شده است. آژانسهاي فضايي، ارگانهاي نظامي، زيردرياييها و هواپيماها از اين باند براي مخابرات ماهوارهاي و رادار استفاده ميكنند.
باند كِياِي، بخشي از طيف الكترومغناطيس در محدوده مايكروويو با فركانس تقريبي 18 تا 40 گيگاهرتز است. اين باند به طور گسترده در مخابرات ماهوارهاي و رادارهاي برد كوتاه هواپيماهاي نظامي كاربرد دارد.
باند كِييو، بخشي از طيف الكترومغناطيس در محدوده مايكروويو با فركانس حدود 12 تا 18 گيگاهرتز است. بايد توجه داشت كه در محدوده فركانس 7/10 تا 5/12 گيگاهرتز، تعريف محدوده كاري باند كِييو و باند ايكس با يكديگر همپوشاني دارند. كاربرد اصلي باند كِييو در مخابرات ماهوارهاي و بهويژه ارتباط ناسا با شاتل فضايي و ايستگاه فضايي بينالمللي است. پخش مستقيم راديو- تلويزيوني با استفاده از اين باند در بسياري از كشورها ارائه ميشود.
باند اِس، بخشي از طيف الكترومغناطيس در محدوده مايكروويو با فركانس 2 تا 4 گيگاهرتز است. اين باند معمولاً براي رادارهاي هواشناسي، برخي ماهوارههاي مخابراتي و ارتباطات ناسا با شاتل فضايي و ايستگاه فضايي بينالمللي كاربرد دارد. در برخي كشورها نيز از اين باند براي پخش ماهوارهاي به تلويزيونهاي خانگي استفاده ميشود، اگرچه در بيشتر كشورها، باند كِييو براي چنين مواردي به كار ميرود. اخيراً، باند اِس در محدوده فركانسي 2 تا 2/2 گيگاهرتز براي شبكههاي خدمات ماهوارهاي تلفن سيار استفاده ميشود.
باند اِل، بخشي از طيف الكترومغناطيس در محدوده مايكروويو با فركانس تقريبي 1 تا 2 گيگاهرتز است. از اين باند فركانسي معمولاً در مخابرات ماهوارهاي مانند پخش راديويي ديجيتال و همچنين سامانههاي مكانيابي جهاني مانند گاليلو و گلوناس استفاده ميشود.
هر ماهواره مخابراتي ممكن است يك يا چند ترنسپاندر را براي مقاصد گوناگون حمل كند كه اين ترنسپاندرها، در باندهاي ويژهاي ارسال و دريافت سيگنال را بر عهده دارند.
موتور اصلي ماهواره (اِيبياِم)
زيرسامانه سازه
ارتباط بين زيرسامانههاي ماهواره
شكل 6- اجزاهاي يك نمونه ماهواره مخابراتي
شكل 7- اجزاي يك نمونه ماهواره مخابراتي با باس اچاس- 376 هيوز
منابع مقاله :
[1] - Garner J. and Jones M., "Satellite operations: system approach to design and control", Ellis Hardwood Limited, 1990 .
[2] - www.wikipedia.org
[3] - www.astronautix.com
/س