دانلود مقاله مخابرات ماهواره ای لیزری

word قابل ویرایش
8 صفحه
9700 تومان
97,000 ریال – خرید و دانلود

چکیده : با توجه به مزیت های گوناگون مخابرات ماهواره ای لیزری در مقابل مخابرات ماهواره ای RF می توان از آن به

عنوان تحولی جدید در سیستم های مخابرات ماهواره ای نام برد، که روز به روز در حال پیشرفت وتکامل می باشد . در این مقاله بحث کامل مخابرات ماهواره ای لیزری آورده شده است ودید عمومی نسبت به این موضوع در آن بررسی شده

است . هدف بیان کلی این نوع از مخابرات ماهواره ای بوده است .

کلمات کلیدی : لیزر – مخابرات ماھواره ای – لینک نوری – مدوالسیون شدت مستقیم

مقدمه

مخابرات ماهواره ای لیزری ، ارسال در فرکانس هایی از حوزه ی ۱۰۱۴

هرتز (نوری ) را در بر می گیرد کـه حـدود هفـت تـا هشـت مرتبـه از

سیستم های فرکانس رادیویی ( RF) بـالاتر اسـت. ارسـال در چنـین

فرکانس هایی سه مزیت اصـلی دارد ، یعنـی پهنـای بانـد بـزرگ تـر ،

زوایای کوچک تـر از نظـر واگرایـی اشـعه و آنـتن هـای کـوچکتر . در

حقیقت ارتباط با لیزر هوایی ، ارتباط فیبر نوری و رایانه هـای نـوری .

در ارتباطات اشعه ی لیزر هوایی ، داده ها و تصاویر ، از طریـق جـو بـا

استفاده از اشعه های لیزری توان پایین ، ارسال می شوند. مزیتـی کـه

این روش دارد این است که پارازیت کردنش توسط طرق شناخته شده

، تقریبا غیر ممکن است . به علاوه به علت وجود پنهای باند فوق العاده

وسیع در تشعشع لیزری ، تا ۱۰ تبدیل مجزا می تواند به طور همزمان

اجرا شود. با وجود این ، چنین ارتباطات اشعه ی لیزری هوایی ، کـاملا وابسته به آب و هوا هستند. در یک روز صاف ، یک اشعه ی لیـزر مـی

تواند چندین کیلومتر ارسال شود ، اما وقتی جوی مه آلود ، غبار آلود و

بارانی باشد ، ارسال به فواصل کوتاهتر محدود می شـود. در ارتباطـات

فیبر نوری ، ارسال لیزر توسط رسانهی هدایت شده از فیبرهـای نـوری

انجام می شود. این سیستم قادر است چهار گیگا بیت اطلاعـات ر ا در

هر ثانیه به فاصله ی حـدود ۱۲۰ کیلـومتر ی ارسـال کنـد ، رایانـه ی

نوری مسایل کندی و گرمایی ساختمان هـای مـرتبط بـا رایانـه هـای

الکترونیکی را حل می کند. این به خاطرآن است که در این جابجـایی

جریان الکترونیکی ، نور به کار گرفته می شود. به علاوه نـور در سـمت

بالاتر طیف الکترو مغناطیسی قرار دارد و با اطلاعـات خیلـی بیشـتری

می تواند کد شود همچنین یک مدار نوری برای جریـان نـور مقاومـت

صفر دارد و از این رو قادر به حمل اطلاعات خیلی بیشتری نسـبت بـه

مدار الکترونیکی هم انـدازه ی خـودش مـی باشـد بـرای بکـار گیـری

سیگنال های نوری در کانال های موازی ، مسئله ای وجود ندارد.

۱

بنابراین با توجه به وابستگی جوی ، مخابرات لیزری نمـی توانـد بـرای ارتباط بین ایستگاه زمینی و یک ماهواره ی ایستور استفاده قرار گیرد.

با وجود این ، برا ی ارتباط بین ماهواره ها یا ارتباط عمق فضا ۱ کـاملا مناسب است. یک مثال معمول برای یک چنـین ارتبـاط لیـزری بـین
ماهواره ای ، در شکل((۱ نشـان داده مـی شـود. در ایـن جـا GS هـا

ماهواره های ایستور هستند در حالی که ES ها ماهواره

شکل :۱ مثال از مخابرات ماهواره ای لیزری

های دیگری می باشند (مثلا ماهواره های مشاهده ی زمینی یـا هـدف

ویژه ) این ES ها با GS ها به صورت مخابرات لیـزری ارتبـاط برقـرار

می کنند و سرانجام GS ها توسط ارتباط مایکروویوی RF با ایسـتگاه زمینی ارتباط بر قرار می سازند. بسـته هـای (تجهیـزات ) فرسـتنده و گیرنــده ی نــوری ، کوچــک تــر و ســبک تــر از زیــر سیســتم هــای

مایکروویوی RF مشابه هستند . این موضوع به کـاهش هزینـه و وزن فضا پیما کمک می کند. بـرای ارتبـاط عمـق فضـا کـه در آن ارتبـاط سیارات با زمین مورد نظر است و کاملا دور هستند ، سینگال هـای در
یافتی خیلی ضعیف می باشند و در نتیجه ارتباط لیزری بـین مـاهواره

ای مسئله را حل می کند . این جا »عمق فضا پیما۲« با یک ماهواره ی

ایستور ، خط ارتباط نوری عمق فضا را خواهد داشت که خـط ارتبـاط

۱ Dccp Space Communication 2 DeepSpace – Craft

اولین همایش ملی و چهارمین همایش مؤسسه آموزش عالی خاوران

مایکروویوی با ایستگاه زمینی را فراهم می سازد. بنابراین به طور قطـع ، مخابرات ماهوارهای لیزری برای ارتباط بین مـاهواره ای خـدمت مـی

کند و این جا تجزیه و تحلیل بین خطوط ارتباطی نوری لازم است.

تجزیه و تحلیل خط ارتباطی

(الف) اثرات جوی : زمانی که تجزیه و تحلیل بـین خطـوط ارتبـاطی

ماهواره ای انجام می شود ، اثـرات جـو زمـین بـر روی سـیگنال هـای لیزری بایستی به دقت مطالعه شوند. جو زمین سیگنال هـای نـوری را به انحای مختلف از قبیل تضعیف ناشی از جذب انرژی ، پخش ناشی از تفرق امواج نوری ، خمش اشعه ی ناشی از متمرکز شدن مجدد اشـعه
های نوری و خرد شدن اشعه در اثر تلف چسبندگی ۳ میدان در جبهـه

اشعه ۴ تحت تاثیر قرار می دهد. تضعیف جـوی همـان طـوری کـه در شکل الف (۲) نشـان داده مـی شـود ، وابسـته بـه طـول مـوج اسـت.
همچنین ، همان طوری که در شکل ب (۲)نشان داده می شود.

شکل:۲تاثیر اثرات جوی در تجزیه وتحلل خط ارتباطی

وابسته به زاوایه ی ارتفاع ، به خصوص برای خط ارتباطی پایین نـوری

۵ ماهواره است . پخش اشعه ی ناشی از تفرق جوی ، منتج به تضـعیف

۳ Coherencc 4 Bcamfront 5 Optical Down Link

۲

توان دریافتی در گیرنده ی نوری می شود. در حقیقـت اشـعه ی خـط ارتباطی پایین دریافتی حدود ۱۰ میکرو رادیان باشد. در روزهای صاف ، مخلوط شدن لایه های گرم و سرد جوی ، تلاطم به وجـود مـی آورد که ممکن است با دسته اشعه نوری تعامل پیدا کنـد و موجـب تمرکـز مجدد و موقعیت گیری مجدد دسته اشعه گردد. این مسئله باعث مـی
شود دسته اشعه به نقطه ی غیر پیش بینی شده جابه جا شود (هدایت

اشعه ) و مسایلی را برای نشانه گیری نوری ایجاد کند. به طور مشابه ،

جو نیز در چسبندگی (به هم پیوستگی ) جبهه اشعه ، تلف بـه وجـود

می آورد که در نتیجه دو نقطه بر جبهه ی اشعه هم فاز نخواهند بـود.

این مسئله ، سیستم های آشـکار سـاز نـوری مسـتقیم و هتـروداین را

تحت تاثیر قرار می دهد.

(ب)تجزیه و تحلیل کامل خط ارتبـاطی: تجزیـه و تحلیـل »بـین

خطوط ارتباطی«۶ نوری ماهواره که در زیر ارائه می شود. برای حـالتی

مناسب است که اثرات جوی در بـین خطـوط ارتبـاطی مـاهواره قابـل

اغماض فرض می شوند(یعنی فضای بین دو ماهواره). در این جا فـرض

می شود که خط ارتباطی RF برای خطوط ارتباطی بالا و پایین جهت

ارتباط با ماهواره استفاده می شود و خـط ارتبـاطی بـین در مـاهواره ،

خط نوری است که از سیستم آشکارسازی مستقیم استفاده مـی کنـد.

بنابراین وقتی که ماهواره خط ارتباطی بالا را دریافت می کند ، به طور

مستقیم پهنای باند حامل خط ارتباطی بالا را روی حامل نـوری بـرای

خط ارتباطی بین ماهواره ای ، مدوله می کند برای ایـن کـار ضـروری

است که حد بالایی از باند فرکانسی خط ارتباطی بـالا در پهنـای بانـد

آشکار ساز نوری دریافتی قرار گیرد و در غیر این صورت ، پهنـای بانـد

۶ Cross Links

اولین همایش ملی و چهارمین همایش مؤسسه آموزش عالی خاوران

خط ارتباطی بالا قبل از این که مدولاسـیون لیـزری انجـام شـود ، بـه فرکانس پایین تبدیل می شود. بدین ترتیب ، شکل موج خط ارتبـاطی

RF ماهواره ممکن است به صورت زیر نمایش داده شود:

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 9700 تومان در 8 صفحه
97,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد