UYDU HABERLEŞME SİSTEMİ

UYDU HABERLEŞME PRENSİBİ

Uydu Haberleşme sistemi bir veya daha fazla uydu linki içerir. Bu linklerin her biri bir çift yer istasyonu ve bir uydudan oluşmaktadır. Bu linklerin her biri, mikrodalga sinyalini uyduya gönderen bir verici yer istasyonu (up-link), bu sinyali uydudan alan bir alıcı yer istasyonu(down-link) ve uygun frekans ve güce sahip bir uydu sisteminden oluşmaktadır.

Mikro dalga sinyalleri uyduya ve yer istasyonuna atmosferik yol kayıplarından dolayı zayıflayarak ulaşır, çünkü uydu yörüngesi dünyadan 35.780 km uzaklıktadır. Uydu haberleşmesinde yer istasyonlarının uyduya yeterli güçte ulaşabilmeleri için geniş açıklıklı antenlere ve yüksek güçlü mikrodalga sinyalleri kullanma ihtiyaçları vardır. Aynı zamanda yer istasyonlarının, uydudan gelen zayıf işaretleri almaları için yine geniş açıklıklı parabolik antenler kullanılır. Antenler; aşırı termal gürültülerden veya diğer mikrodalga sistemlerin interferanslarından kaçınmak için düşük gürültülü ve düşük yan lobe şeklinde olmalıdır. Bir düşük gürültülü yükseltici uydudan alınan çok zayıf sinyali kuvvetlendirmek için gereklidir. Uydu haberleşme devrelerinde C/N (işaret gürültü oranı) haberleşme kalitesinde ITU kriterlerine göre kabul edilebilir bir seviyede olmalıdır.

ALICI YER İSTASYONU ( DOWN-LINK )

Uyduya gönderilen bir mikrodalga sinyalinin yer istasyonu tarafından alınması işlemine "down-link" denir. Bir yer isyasyonu alıcı sistemi, anten, feed, alıcı ve demodülatör kartlarından oluşur.

Anten ve feed ikilisinden gelen RF sinyalinin, düşük gürültülü bir yükselteç (amplifier ) veya düşük gürültülü blok çeviriciden geçerek, atmosferik yol alma sırasında sinyalin gürültü gücünü artıran gürültü bileşenleri bastırılır. RF sinyali alt çevirici (=down converter) biriminde daha düşük frekanslı IF (=intermediate frequency) sinyaline dönüştürülür. Uygun bir demodülatör ile demodüle edilen taşıyıcı sinyalden asıl bilgiyi ( ses, görüntü ve data ) içeren "Baseband" sinyali elde edilir. Uydu ile yer arasındaki mesafenin uzak olmasından dolayı, uyduya gelen sinyal zayıflar. Bu zayıflama veya kayıp "uzay kaybı" olarak adlandırılır. Çünkü bu uzayın sebep olduğu bir kayıptır.

VERİŞ YER İSTASYONU (UP-LINK)

Yer istasyonundan uyduya erişim işlemine temel olarak up-link denir. Bir yer istasyonunun verici sistemi anten, modülatör, verici, feed ve anten elemanlarında oluşmaktadır

Verici katı, modülatör katından gelen modüleli işareti iletim ortamına uygun olan frekansa çeviren bir up-converter (üst çevirici) birimi ve uyduya çıkış için gerekli gücü sağlayan güç kuvvetlendirici birimlerinden oluşur.


Uyduya veriş ve uydudan alışta anten kazancının da büyük etkisi vardır. Genellikle parabolik antenlerin modifiye edilmiş bir şekli olan Cassegrain antenler kullanılır. Feed sisteminin özelliğine göre bir anten hem uyduya veriş hem uydudan alış yapabilir.

UYDU YÖRÜNGELERİ

Uzaydaki yörüngeleri tanımlayan Kepler yasasına göre dünyanın etrafında dönen bir cisim dünyanın uydusu olur. Bu uydunun yörünge sayısı sonsuzdur. Genel olarak bozucu ek etkenler bulunmadığı sürece uzaydaki tüm yörüngeler daire, elips, hiperbol, parabol gibi konik şekillerde olabilir. Çok genel olarak uydu yörüngeleri; dünyaya olan uzaklıklarına, kullanım amaçlarına ve yörünge düzlemlerine göre adlandırılır.

1.1 LEO: Dünyaya 2000 km'den daha yakın olan uyduların bulunduğu yörüngelerdir. Bunlar elips veya daireseldir. Bu yörüngedeki bir uydu dünyayı 3000km - 4000km bir yarı çaplık bir alanla görür. Değişik açıda bir çok uydu kullanılarak küresel haberleşme sağlanır. Bu yörüngeye sahip uydulara örnek olarak GLOBALSTAR uydularını verebiliriz.01
1.2 1.2 MEO: Dünyadan yaklaşık 10 000 km uzaklıkta dairesel yörünge düzlemidir. Bir tam yörüngeyi 6 saatte tamamlar. Küresel haberleşmeyi 2 veye 3 yörünge düzlemi kullanarak sağlarlar.Bunlara örnek olarak ICO ve ODYSSEY uydularını verebiliriz.
1.3 POLAR YÖRÜNGE: Bunlar LEO'nun dünyaya en yakın uydularıdır.Ekvator yörünge düzleminden 90 derece eğimlendirilmiş yörünge düzlemine sahiptirler. Bu uydular dünya ile aynı yönde dönmediklerinden, bir uydu değişik zamanlar içinde dünyadan değişik bölgeler görmektedir. Böylecede bu yörüngeye yerleştirilmiş bir uydu ile belli bir zaman aralığı sonunda bütün dünya izlenmiş olur. Bu uydulara örnek olarak CROSPAS-SARSAT Maritime Search and Rescue System uydularını verebiliriz.
1.4 SUN SYNCHRONOUS YÖRÜNGE: Bu yörüngede yörünge düzlemi ile güneş arasındaki açı sürekli sabittir.
1.5 HEO: Dünya'ya en yakın noktası 500 km ve dünya'ya en uzak noktası 50 000 km 63.4 derece eğimlendirilmiş eliptik yörünge düzlemidir. Bu yörüngedeki uydu sistemlerine örnek olarak Rusya'nın MOLINIYA sistemi ile TUNDRA Sistemini verilebilir.
I.6 JEOSENKRON YÖRÜNGE ( YERE EŞZAMANLI YÖRÜNGE): Uyduların sonsuz sayıdaki yörüngelerinden ancak bir tanesinin yeryüzündeki herhangi bir noktaya göre pozisyonu sürekli sabit kalmaktadır. Bu yörünge ekvator düzlemi üzerinde dairesel ve üzerindeki uydu hızının, dünyanın kendi ekseni etrafındaki açısal hızına eşit olduğu özel ve tek bir yörüngedir. Bu yörünge JEOSENKRON (YERE EŞZAMANLI) UYDU YÖRÜNGESİ veya CLARKE YÖRÜNGESİ olarak adlandırılır ve yeryüzüne olan mesafesi 35.784 km dir. Yerdeki antenin sabit kalabilmesi için bu uyduların dünyaya göre konumlarının da sabit olması gerekir. Bu sebeple uydular dünya ile eş zamanlı yörüngelere yerleştirilir. Uydunun böyle bir yörüngede dünyaya göre sabit kalması üç koşulla belirlenir:
1- Uydunun dünya ile aynı yönde dönmesi,
2- Ekvator enleminde bulunması,
3- Uydunun 23.94 saatte tam bir dönme yapması.
Yörüngede bulunan uydular yerçekimi ve merkezkaç kuvvetleri etkisi altındadır. Yerçekimi ivmesi uyduyu dünyaya doğru çekmekte, merkezkaç kuvveti ise dünyadan uzaklaştırmaktadır. Yerçekimi kuvveti dünyanın ve uydunun ağırlığına, merkezkaç kuvveti ise uydunun ağırlığının yanısıra, hızına da bağlıdır. Yerçekimi kuvveti merkezkaç kuvvetinden büyükse, uydu dünyaya doğru yaklaşır. Merkezkaç kuvveti yerçekimi kuvvetinden büyükse uydu yörüngeden çıkar ve yerküreden uzaklaşır. Ancak ve ancak, yerçekimi kuvveti merkezkaç kuvvetine eşit olduğunda uydu yörüngede sabit kalır.
Uydu yörüngesinin dünya yüzeyine olan uzaklığı, uydunun hızına bağlı olarak belirlenir. Uydunun dünyaya olan mesafesi azaldıkça o uyduyu yörüngesinde sabit tutan hız artar. Bir uydu yörüngesine yerleştirildikten sonra, yerçekimi ve merkezkaç kuvvetleri arasında denge bozulmadığı sürece yörüngesi de değişmemektedir. Yerçekimi kuvvetinde meydana gelen bir değişiklik veya diğer dış etkiler uydunun konumunu bozar.

KULLANIM AMAÇLARINA GÖRE UYDULAR


1. Haberleşme Uyduları
2. Askeri Amaçlı Uydular
3. Meteoroloji Uyduları
4. Uzay Araştırma Uyduları
1.Haberleşme Uyduları: Global haberleşme amaçlı uydular, yere göre sabit noktada bulunmaları ve döngüsünü 24 saatte (23.94 saat) yapmaları zorunluluğu nedeniyle, yaklaşık 35,784 Km.’deki yere eş zamanlı (jeosenkron) yörüngeye yerleştirilmektedirler.
Bu amaca yönelik olarak kullanılan uydular, yeryüzünde bulunan bir verici yer sisteminden gönderilen elektromagnetik dalga (RF) sinyallerini alan ve sinyallerin taşıyıcı frekanslarını değiştirip kuvvetlendirerek tekrar yeryüzünün bir başka noktasındaki (kapsama alanı içinde) alıcı sisteme ileten bir çesit uzay aracıdır. Geometrik avantajları nedeniyle, noktadan noktaya, bir noktadan çok noktaya, çok noktadan çok noktaya ve çoklu noktadan tek noktaya, her türlü telefon, data, teleks, faks haberleşmesi, veri toplanması ve televizyon iletimi uygulamaları için en uygun uzak iletişim araçlarıdır. Bu özelliği nedeniyle, Internet ağları için yoğun olarak tercih edilen iletişim şekli uydu haberleşmedir.
Bu uydular için tahsis edilmiş frekans bandları:
HF-band 1.8 - 30 MHz
VHF-band 50 - 146 MHz
P-band 0.230 - 1.000 GHz
UHF-band 430 - 1300 MHz
L-band 1.530 - 2.700
FCC's digital radio 2.310 - 2.360
S-band 2.700 - 3.500
C-band Downlink: 3.700 - 4.200Uplink: 5.925 - 6.425Standard US chart (horizontal) Standard US chart (vertical)
X-band Downlink: 7.250 - 7.745Uplink: 7.900 - 8.395
Ku-band (Europe) Downlink: FSS: 10.700 - 11.700 DBS: 11.700 - 12.500 Telecom: 12.500 - 12.750 Uplink: FSS&Telecom:14.000 - 14.800 DBS: 17.300 - 18.100
Ku-band (America) Downlink: FSS:11.700-12.200 DBS: 12.200 - 12.700 Uplink:FSS: 14.000 - 14.500 DBS: 17.300 - 17.800
Ka-band has multiple acceptations...roughly: 18 - 31 GHz
V-band 36 - 51.4 GHz
2 Askeri Amaçlı Uydular: Askeri amaçlı uydular belirlenen noktaların fotoğrafını çekmekte, denizcilik ve havacılık için kesin konum sağlamakta, Silahlı Kuvvetlerin kendi içinde bilgi alış-verişine olanak sağlamaktadır. Bu uydular, değişik amaçlar doğrultusunda sınıflandırılırken yörüngeleri de amaçlarına uygun bir şekilde değişmektedir. Genel olarak yörüngeler 150-400 km arasındadır. Bunun yanısıra 7.000-36.000 km arasında erken uyarı uyduları, jeosenkron yörüngedeki haber alma uyduları, 250.000 km yükseklikteki konumlandırma uyduları, jeosenkron yörüngedeki haber alma uyduları, 110.000 km’de nükleer patlamalar, saptama uyduları mevcuttur.
3 Meteoroloji Uydu Sistemleri: Askeri ve sivil amaçlarla hava koşullarının önceden ve doğru olarak bilinmesi gerekir. Bu nedenle kesin ve güvenilir bir şekilde hava koşullarının sağlanabilmesi için meteoroloji uydu sistemleri kullanılmaya başlanmıştır.
a)Yeryüzüne göre sabit konumlu yörüngelerdeki jeosenkron uydular,
b)Yakın kutupsal yörüngeli uydular seklinde ikiye ayrılmaktadır.
Kutupsal yörüngeli uyduların yüksekliğinin (650km-1500km) geniş bir aralıkla değişebilir olmasına karşılık, sabit uydular ekvator düzlemindeki jeosenkron yörüngeye yerleştirilmiştir.
Bölgesel Meteoroloji verileri daha kesin elde edilebilmesi için çoğunlukla yakın kutupsal yörüngeler, bu amaçla kullanılmaktadır.
4 Uzay Araştırma Uyduları
Uzay araştırma araçlarının tamamı dünya etrafında parabolik yörüngelerle dönerler. Bu parobolik yörüngelerin dünyaya olan uzaklıkları iki farklı noktada tanımlanır; Uydunun dünya etrafında dönerken en yakın olduğu noktaya Perigee, en uzak olduğu noktaya Apogee’dir. Parobolia diğer iki tanımlayıcıları, yörüngenin eğimi ve dakikadaki tur sayısıdır.
Bu uydular amaçlarına göre değişik parobolik yörüngeye, ağırlığa ve donanıma sahip olmaktadır. Amaçlarına göre şöyle sınıflandırılabilir:
Astronomi Uyduları
Jeodezi Uyduları
İyonosfer Gözlem Uyduları
Atmosfer Gözlem Uyduları
Magnetosfer Gözlem Uyduları
Meteor Gözlem Uyduları
Güneş Sistemi Gözlem Uyduları


ENERJİ SİSTEMLERİ


Ülkemizde özellikle sanayi iş kolunda iş kayıplarının büyük bir çoğunluğu enerji kesintilerinden dolayı meydana gelmektedir. Haberleşme sektörünün destekleyicisi pozisyonundaki enerjinin kesintiye uğramasını asla göze almayan uydu yer istasyonu için enerji, hayati bir önem taşımaktadır. Uydu yer istasyonlarımız için haberleşmenin kesintisiz ve güvenilir bir biçimde sunulması öteden beri disiplinli bir hizmet anlayışını ortaya koymaktadır. Öte yandan müşteriler ve aboneler de böyle bir kesintiden dolayı hizmetlerin durmasını göze almazlar. Ayrıca bu kesintiler para ve zaman kayıplarını da beraberinde getirir.
Uydu sistemlerinin herhangi bir enerji kesintisine rağmen çalışmaya devam ettirilmesi, böyle durumlar için kesintisiz enerji sistemlerinin aktif olarak kullanılması ile mümkündür. HPA ve LNA gibi çok önemli techizatlarin enerji kesintilerinden etkilenmemesi amaçlanmaktadir. Aynı zamanda bu tür enerji kayıplarında jeneratör devreye girinceye kadar aküler besleme yapmaktadir.(UPS sistemleri)
Şirketimiz Uydu Haberleşme Merkezi'nde kurulu bulunan bütün haberleşme ve TV sistemleri yukarıda bahsedildiği gibi kesintisiz güç kaynaklarından beslenmektedir.
Aşağıdaki şekilde, kesintisiz güç kaynağının çalışma prensibi görülmektedir.



haberlesme.8m.com, http://www.haberlesme.8m.com/teknik_...r/uydu_hab.htm