بخشی از مقاله
انواع ماهواره ها
ماهواره ها رامي توان باتوجه به نوع کاربرد, مداري که درآن مستقرهستند يانوع سيستم طبقه بندي
کرد.ماهواره هااز ديدگاه کاربردي به دوگروه نظامي وغيرنظامي تقسيم مي شوند.درهريک ازاين دو
. گروه , کاربردهاي متعددي وجود داردکه درشکل صفحه بعد به تعدادي ازآنها اشاره شده است
همانطورکه ملاحظه مي شود,ماهواره هابيشتربراي مقاصد نظامي به کارگرفته مي شوند.ماهواره هاي
نظامي از تنوع بيشتري نيز برخوردار هستند. ضمن اينکه با سرمايه گذاريهاي بسيار کلان کشورهاي
.صنعتي , ماهواره هاي نظامي از تکنولوژي پيشرفته تري نيزاستفاده مي کنند
سيرتحولات ماهواره هاي مخابراتي
تااوايل سال 1960ميلادي غيراز چندارتباط محدود که توسط دستگاه بي سيم برقرارشده بود, مساله
انتخاب وجود نداشت . به علت ظرفيت کم و تقاضا براي ارتباطات , انباشته بودن طيفهاي فرکانس و
.ضعف سيستم انتقال صوتي , تنها وسيله ارتباطي بين قاره اي , کابل تلفن زير دريايي بود
در سال 1960 ميلادي يعني تقريبا سه سال بعد از پرتاب اولين سفينه شوروي , امريکاييها نخستين
قمرمصنوعي مخابراتي رادرمدارزمين قراردادند.قطراين قمربزرگ 30 متربودودرارتفاع1500کيلومتري
زمين گردش مي کرد.اين قمر, مجهز به نوعي آيينه بود که امواج راازايستگاههاي فرستنده مي گرفت
و به ايستگاههاي گيرنده که به علت کروي بودن زمين نمي توانستند آنها را به طور مستقيم دريافت
کنند , منعکس مي کرد. به اين ترتيب اولين ارتباط آزمايشي به وسيله ماهواره بين دو نقطه دور دست
امريکايعني ازکاليفرنيا تا نيوجرسي برقرارشد. قسمت اعظم انرژي اشعه اي که ازايستگاه فرستنده
ارسال مي شد,درفضاپخش وتنها قسمت کوچکي ازآن توسط ماهواره منعکس مي شد.براي اينکه اشعه
منعکس شده قابل استفاده شود , لازم بود به وسيله ايستگاه عظيم و پرقدرتي تقويت که نتيجه کار
مطلوب نبود, به خاطر همين , امريکاييها شروع به ساختن قمرمصنوعي مخابراتي جديدي کردند که
امواج رابه وسيله آنتنهايي اززمين دريافت وپس ازتقويت به سوي ايستگاههاي گيرنده زميني ارسال
کنند. انديشه استفاده از ماهواره ها به صورت رله براي ارتباطات راه دور ابتدا از سوي
نويسنده معروف داستانهاي تخيلي -عمومي ويکي ازبنيانگذاران (Arthur.c.Clarke) آرتو.سي .کلارک ( انجمن انگليسي بين ستاره هامطرح شدودرمقاله اي درشماره اکتبرسال 1945ميلادي مجله ( جهان بي سيم چاپ شد. اين مقاله سرآغازي براي شروع فعاليتهاي جدي ارتباطات ماهواره اي شد.آقاي کلارک با درنظرگرفتن سه ماهواره درارتفاع 36000 کيلومتري ازسطح زمين وروي محيط مدار دايره اي شکل . دورکره زمين به فواصل مساوي ازهم , پوشش ارتباط ماهواره اي تمام سطح زمين راميسرمي دانست بعد از چاپ مقاله کلارک , طي ده سال , سه اختراع مهم انجام شد که مورد استفاده آنهادرساخت
. ماهواره هااست .اولي , سلولهاي خورشيدي است که تبديل کننده نورخورشيد به الکتريسيته هستند
دوم , ترانزيستور درانواع مختلف وسوم لامپ تقويت موج راديويي است .اين نوع تقويت کننده هابا
طيف وسيع فرکانس و بازدهي حدود 20 الي 40 درصد , از معمولي ترين نوع تقويت کننده در
. مخابرات ماهواره اي است
درسال 1962 ميلادي , تاريخ ارتباطات ورق خوردونخستين ماهواره از نوع رله وتقويت کننده به
نام ( تله استار ) در دهم ژوييه همين سال از سوي امريکا در مدار قرار گرفت و براي اولين بار
برنامه اي ازتلويزيون امريکا توسط اين قمرمصنوعي که بربالاي اقيانوس اطلس قرارداشت منعکس
. وبراي مردم نمايش داده شدوبه دنبال آن , دومين ماهواره ازهمين نوع چندماه بعد پرتاب گرديد
ماهواره تله استاردرمداري که بين 900 تا5500 کيلومترازسطح درياارتفاع داشت , تقريبا هر دو
ساعت ونيم يک بارکره زمين رادورمي زد
.چون زمين درهر24ساعت يک باربه دورخود مي چرخد
ارتباط بين دو نقطه از زمين فقط چند بار در شبانه روز امکان پذير بود و اين ماهواره تنها مدت
کوتاهي دريک نقطه قابل رويت مي ماندکه اين مدت متناسب باارتفاع مدارقمرمصنوعي ازسطح دريا
بود.براي برقراري ارتباط دايمي , فقط يک راه به نظر مي رسيدوآن اينکه ماهواره بايددربالاي يک
نقطه اززمين درارتفاع معيني ثابت بماند که ظاهرا خيلي مشکل بود, ولي عملا وقتي زمان گردش
ماهواره به دور زمين 24 ساعت باشد , همزمان با کره زمين به دور آن خواهد گشت و از نظرما
آسمان بي حرکت خواهدماند. چون هر قمر مصنوعي دريک مداردايره اي حرکت مي کندکه مرکز آن
منطبق بر مرکز کره زمين وصفحه اين دايره نيز عمود برمحورزمين است .مدار دايره اي ماهواره به
موازات خط استواخواهد بودوهمين طورچون سرعت قمرمصنوعي ازمقدار معيني نمي تواند کمتر
باشد, براي اينکه با همان سرعت در 24 ساعت يک باربه دورزمين بچرخد, بايد محيط دايره اي
. مسيرقمر مصنوعي ودرنتيجه ارتفاع مدارآن رابيشترکرد
محاسبات و تجربه هاي عملي نشان داده که براي اين منظور , بايد ارتفاع ماهواره از سطح
( .دريا 36000 کيلومتر باشد. ( فاصله اي که در آن از طرف زمين نيروي جاذبه به ماهواره وارد نمي شود
اين مدار را اصطلاحا مدار ژئوسنکرون مي نامند. وقتي که ماهواره به ارتفاع 36000 کيلومتري
از سطح دريا رسيد, آن را به آرامي منحرف مي کنند که در بالاي نقاط انتخاب شده باقي بماند
ولي درصورت انحراف ازمسيراصلي ودورشدن ازنقطه دلخواه توسط راکتهاي عکس العملي کوچکي
که در آنها تعبيه شده و از ايستگا ههاي کنترل زمين هدايت مي شوند , آن را دوباره به وضعيت
. مطلوب درمي آورند
بدين ترتيب , سيرتحولات ماهواره هاي مخابراتي ادامه پيداکرد تا به امروزکه شاهد به کارگيري
. تکنيکهاي بسيار پيشرفته دراين سيستم جهت ارتقاي سطح کيفيت وافزايش ظرفيت آن هستيم
ماهواره هاي مخابراتي
گسترش ارتباطات درسطح جهان استفاده ازسيستمهاي مخابراتي راباظرفيت وسيعترپوشش بيشتر
وکيفيت بهترايجاب مي کند.يکي ازروشهايي که مي تواند به طورمناسب جوابگوي نيازهاي فعلي
وآتي بشردراين زمينه باشد,استفاده ازماهواره هاي مخابراتي است ماهواره مخابراتي سفينه اي
است که سيگنالهاي الکتريکي را از فرستنده اي بر روي زمين دريافت مي کند و آنها را بعد از
تقويت و تغيير فرکانس هاي حامل , به سمت ايستگاههاي زميني در نقاط ديگر مي فرستد.
چون
ماهواره هاي مخابراتي سيگنالهاراتقويت مي کنندوبازگشت مي دهند بيشتربه عنوان تکرارکننده
و رله شناخته مي شوند . ماهواره هاي مخابراتي معمولا در مدارهاي خاصي از کره زمين قرار
مي گيرندکه به نظر فرستنده هاوگيرنده هاي روي زمين ثابت مي آيند. به کمک فرستنده اي برروي
زمين ويک ماهواره برروي مدار, مي توان سيگنالهارا به گيرنده هايي مستقر در بخشي از زمين
فرستاد که حدود يک سوم سطح زمين را بپوشاند . اولين ماهواره مخابراتي بين المللي از سري
اينتلست با ظرفيت 240 کانال تلفني درسال 1965 ميلادي به فضا پرتاب شد و سرآغازي براي
پوشش ارتباطات ماهواره اي در سطح بين المللي گرديد.
موارداستفاده ماهواره هاي مخابراتي
وتاثيرفراوان آن برزندگي بشرباعث شده که روزبه روز توجه انسان به اين وسيله ارتباطي افزايش
, يابد.کاربردهاي وسيع آن درپزشکي , آموزش وپرورش , کشاورزي , انتقال اطلاعات کامپيوتري
برنامه هاي تلويزيوني وغيره باعث شده که وجوديک ماهواره مخابراتي مستقل براي هرکشوري
امري ضروري باشد . داشتن ماهواره مخابراتي مستقل باعث ايجاد تسهيلات در امر انتقال
اطلاعات کامپيوتري از دانشگاهها به مراکز تحقيقات وبالعکس , هرچه سريعترانجام شدن امور
اقتصادي , پوشش کليه نقاط کشورازنظربرنامه هاي تلويزيوني , راديويي وتلفني بانصب سريع
آنتنهاي گيرنده زميني درنقاط مختلف کشور, آموزش کشاورزي وپزشکي از راه دور وکاربردهاي
.
وسيع ومتنوع ديگري خواهد بود
ماهواره هاي مخابراتي درمدارخاصي مستقرمي شوند که حدود 35788 کيلومترازخط استوافاصله
, دارند. هر ماهواره باسرعت و جهتي همسان با کره زمين در حال حرکت است . در اين شرايط
ماهواره در مکاني بالاي خط استوا نسبت به زمين ثابت مي شود.ماهواره هاي مخابراتي ابتدا
براي ارتباطات تلفني طراحي شده اند ولي امروزه شاهد ارايه سرويسهاي گوناگوني از قبيل
کاربردهاي تلويزيوني , تجاري و کنفرانس از راه دور ازطريق ماهواره هستيم اما هنوزسرويس
. تلفني بالاترين حجم را در بين ديگرسرويسها حفظ کرده است
درحال حاضرازنوزده ماهواره مخابراتي بين المللي ازسري اينتلست ده ماهواره بالاي اقيانوس
اطلس , چهارماهواره برروي اقيانوس آرام وپنج ماهواره ديگربالاي اقيانوس هند قرار داردواين
ماهواره ها , يک ارتباط ماهواره اي بين المللي با زير پوشش قرار دادن تقريبا کليه نقاط دنيا
: به وجود آورده اند.ماهواره براي ارايه سرويس تلفني بيشتردرموارد زيربه کارگرفته مي شود
, ارتباطات بين المللي ,ارتباطات بين شهري ,درمناطق کم جمعيت روستايي ,درنقاط دورافتاده
... درشرايط اضطراري , درارتباطات سيارويک ماهواره مخابراتي که در واقع نوعي تکرار کننده فرکانسهاي راديويي است ,
درساده ترين
.شکل خود عمليات زير راانجام مي دهد
همان طورکه ملاحظه مي شود, سيگنالهاي دريافت شده توسط آنتن ماهواره ابتدا به علت افت بسيار
زيادي که براثرطي مسير طولاني داشته , تقويت وسپس با فرکانس نوسان سازمحلي مخلوط مي شود
و تغيير فرکانس مي دهد و بالاخره پس از تقويت مجدد آنتن فرستنده ماهواره داده مي شود تا به
طرف ايستگاههاي مورد نظر و زيرپوشش فرستاده شود.ماهواره هاي مخابراتي معمولا بين 8 تا12
سال عمرمي کنند. ميزان سوختي که موردنيازسيستم فرعي براي حفظ موقعيت ماهواره است , يکي
از عواملي است که عمر ماهواره را محدود مي کند. ازکارافتادن تدريجي سلولهاي خورشيدي که در
.سيستم فرعي تغذيه قدرت الکتريکي قراردارند نيزعمر ماهواره را محدود مي سازد
ويژگيهاي ماهواره هاي مخابرات
: ماهواره مخابراتي داراي ويژگيهايي است که به تعدادي ازآنهااشاره مي شود
گسترش منطقه تحت پوشش *
ارتباط بين نقاط مختلفي که درپوشش يک ماهواره قراردارند, به آساني امکان پذيراست .وسعت
,زير پوشش بستگي به نوع آنتن ماهواره دارد که مي تواند محلي نسبتا کوچک , يک کشور
. منطقه اي متشکل ازچندين کشوريا يک نيمکره باشد
انعطاف پذيري *
هر جا يک پايانه ( ترمينال ) ماهواره اي وجود داشته باشد , امکان استفاده از سيستم ماهواره اي
فراهم خواهدبود. مي توان اين پايانه ها را بر روي سکوي کشتي , هواپيما و واحدهاي متحرک
.زميني قرار داد و از راه ارتباط را با نقاط ديگر برقرار کرد
پهناي باند زياد *
باتوجه به اينکه درفرکانسهاي بالا مثل 14 و 11 گيگاهرتز, پهناي با بيشتري درارختيار است
مي توان از برنامه هاي تلويزيوني با کيفيت بالا , کانالهاي زياد تلفني و انتقال اطلاعات با
. سرعت بالا برخوردار بود
هزينه کم *
, باتوجه به اينکه ايجادارتباط بين دونقطه توسط ماهواره , مستقل ازفاصله بين اين نقاط است
اين نقاط مي تواننددرهرفاصله اي ازيکديگردرمنطقه زيرپوشش واقع شده باشند لذا هزينه هاي
مربوطه , به بعد مسافت بستگي ندارد وبراي بسياري ازموارد, ازهزينه ايجاد يک شبکه زميني
. کمترخواهد بود
ضريب اطمينان *
ارتباط بين دونقطه درشبکه ماهواره اي مخابرات داراي ضريب اطميناني برابريا بهتراز ارتباط
. از مسيرهاي زميني است
اخير در دريافت *
( به علت مسافت زياد ( بين 72000 تا 82000 کيلومتر بين دو پايانه يا ايستگاه ماهواره اي زميني
سيگنال فرستاده شده که با سرعت نور حرکت مي کند , حداقل 300 ميلي ثانيه بعد به ترمينال
. ديگر مي رسد
ايجاد اکو *
براثر تبديل خطوط انتقال ازدو سيم به چهارسيم درقسمتي ازمسير شبکه زميني , سيگنال با
پديده اکو روبرو شده , بخشي ازآن بازگشت داده مي شود.براي کاهش اين سيگنال ناخواسته
. ومزاحم , تجهيزاتي به نام حذف کننده اکو به سيستم اضافه شده است
در زمينه مزيتهاي بيشتر ماهواره مخابراتي مي توان گفت که سيگنال راديويي منتشرشده از
ماهواره مخابراتي به طورهمزمان مي تواند توسط چندين ايستگاه زميني زيرپوشش دريافت
شود. همزماني دريافت سيگنال فقط از راه ماهواره هاي مخابراتي امکان پذيراست و از راه
. کابل ياديگر وسايل ارتباطي ميسر نيست
