دانلود مقاله ماهواره با فرمت ورد ودر 14 صفحه قابل ویرایش

قسمتی از متن مقاله

امروزه ارتباطات به یکی از ابزار مهم و اولیه در پیشبرد اهداف تجاری و نظامی در دنیا به شمار می رود. این مهم سبب شده است تا صنعت ICT به یکی از مهمترین صنایع دنیا بدل شده و روزبه روز دستخوش تغییرات و پیشرفت ها شود. یکی از عناصر مهم ارتباطی بستر انتقال اطلاعات می باشد که می تواند به صورت زمینی و یا هوایی باشد.

در این میان ماهواره به عنوان یکی از بسترهای پیچیده ارتباطی نقش مهمی را ایفا می کند. نیاز روز افزون به ماهواره با توجه به مزایای آن به ویژه برای استفادهای خاص و نقاط دورافتاده موجب رونق این صنعت شده است. برای این منظورشرکت های مختلف مرتبط با این صنعت مانند: سازندگان ماهواره ،Satellite Operator ها ، Teleport ها و سازندگان تجهیزات ایستگاه های زمینی درسرتاسرجهان شکل گرفته اندتا نیازاین بازار راتأمین کنند و باتکنولوژی های مختلف خود به رقابت با دیگران بپردازند.

متأسفانه کشور ایران در بازار ماهواره فقط یک مصرف کننده است و صرفاً از ماهواره های کشورهای دیگر استفاده می کند و تنها فعالیت تجاری آن محدود به Teleport های کوچک می شود. اما خوشبختانه با توجه به قرار گرفتن در منطقه خاور میانه از پوشش مناسب ماهواره های مختلف برخوردار است و می تواند از ماهواره های زیادی برای ارتباطات خود استفاده کند.

واژه‌ي انگليسي Satellite از کلمه‌ي لاتين Satelles به معني همراه، دنباله‌رو يا محافظ شخصي گرفته شده است.

ماهواره هم محفظه‌اي فلزي به شکل کره، استوانه يا مخروط است. پوشش فلزي ماهواره‌ها بايد بسيارمقاوم باشد، زيرا اين وسيله نوسانات حرارتي شديدي را بايد تحمل کند. اگر ماهواره درسايه‌ي زمين قرار گيرد، چنان سرد مي‌شود که قطعاتش به صدا در مي‌آيند و بر عکس، دربرابر خورشيد، بدنه‌ي فلزي آن به شدت گرم مي‌شود. بنابر اين، هميشه اين خطر وجوددارد که ابزارهاي موجود در ماهواره بيش از حد گرم يا چنان سرد شوند که از کاربيفتند. چون در فضا هوا وجود ندارد، تنظیم دما به شيوه‌ي تبادل حرارتي با محيط ممکن نيست، اما به شيوه‌ي تابشي مي‌توان مقدار دما را تغيير داد. به همين دليل،ماهواره‌ها را با موادي مي‌پوشانند که عايق حرارتي باشند و پرتوهاي رسيده را منعکس کنند.

هر چه ارتفاع مدار حرکت ماهواره از زمين بيش‌تر باشد، ماهواره تا مدت طولاني‌تري در مدار باقي مي‌ماند. اما عوامل گوناگوني سبب مي‌شوند که ماهواره به تدريج متوقف شود و در نهايت، بر اثر عبور از لايه‌هاي ضخيم‌تر جو و اصطکاک با آنها،کاملاً بسوزد و از ميان برود.

براي آنکه بتوان ماهواره را در مدار ثابتي نگهداشت و در صورت لزوم، محل آن را تغيير داد ، تجهيزاتي ويژه‌ي اصلاح جهت و مکان‌يابي ماهواره‌ها ساخته شده است. به علاوه، در ماهواره‌هاي جديد يک دستگاه تأمين‌کننده‌يانرژي وجود دارد که به وسيله‌ي يک فرستنده‌ي راديويي از روي زمين هدايت مي‌شود وهميشه فعال است. قسمت اعظم اين دستگاه از باتري‌ها و مولدهاي خورشيدي تشکيل شده است که انرژي لازم را از نور خورشيد مي‌گيرند. سلول‌هاي خورشيدي روي بال‌هايي قرارمي‌گيرند که در طرفين ماهواره نصب شده‌اند. به اين بال‌ها، پانل‌هاي خورشيدي مي‌گويند. هر چه اين پانل‌ها بزرگ‌تر باشند، انرژي الکتريکي بيش‌تري فراهم مي‌شود. براي بعضي از مأموريت‌هاي دراز مدت که محل انجام آنها از زمين بسيار دور است،باتري‌هاي کوچک اتمي نيز در نظر گرفته مي‌شود.

سرعت حرکت ماهواره‌ها به فاصله‌ي آنها از زمين بستگي دارد. هر چه ارتفاع مداري که ماهواره بر آن حرکت مي‌کندبيشتر باشد، سرعت آن نيز بيشتر است. سريع‌ترين ماهواره تقريباً هر 90 دقيقه يک بارزمين را دور مي‌زند. سرعت اين ماهواره حدود 9/7 کيلومتر بر ثانيه است. اين نمونه‌ي فوق‌العاده روي مداري در ارتفاع 36000 کيلومتري و بر فراز استوا حرکت مي‌کند. ما به ماهواره‌هايي نيز نياز داريم که هر 24 ساعت يک بار زمين را دور بزنند. يعني همان زماني که زمين نيز يک بار دور خود مي‌گردد. کسي که از زمين به آسمان نگاه مي‌کند،اين گونه ماهواره‌ها را هميشه در جاي ثابتي مي‌بيند .

نیروی خود را بوسیله سلولهای خورشیدی از خورشید می‌گیرد. نیروی جاذبه زمین شتاب زاویه شی قرار گرفته در مدار را دقیقا بی اثر می‌سازد. در این فاصله دور چرخش ماهواره‌ها با حرکت دورانی زمین کاملا همزمان و برابر است و باعث می‌شود ماهواره نسبت به نقطه مفروض روی زمین ثابت بماند.

ایستگاه زمینی در کشور اطلاعات را با فرکانس 6 گیگاهرتز ارسال می‌کند. این فرکانس فرکانس UPLINK نامیده می‌شود. سپس ماهواره امواج تابیده شده را گرفته و با ارسال آن به نقطه دیگر که بر روی فرکانس حامل متفاوت DownLink برابر 4 گیگا هرتز است عمل انتقال اطلاعات از فرستنده به گیرنده را انجام می‌دهد. در واقع ماهواره اطلاعات گرفته شده را به سمت مقصد تقویت و رله می‌کند. آنتن ماهواره ، ترانسپوندر نام دارد. از مدار همزمان با زمین هر نقطه از زمین بجز قطبین در Line of sight است و هر ماهواره می‌تواند تقریبا 40 % از سطح زمین را بپوشاند.

آنتن ماهواره‌ها را طوری می‌شود طراحی کرد که علائم پیام رسانی ضعیف تر به تمام این ناحیه فرستاده شود و یا علائم قویتر را در نواحی کوچکتری متمرکز کند. بر حسب مورد این امکان وجود دارد که از ایستگاه زمینی در کشوری فرضی به چندین ایستگاه زمینی دیگر واقع در کشورهای گوناگون علائم ارسال کرد. بطور مثال: وقتی برنامه‌ای تلویزیونی در تمام شهرها و دهکده‌های یک یا چند کشور پخش شود، در این حالت ماهواره ، ماهواره پخش برنامه است. ولی وقتی علائم ارسال ماهواره در سطح گسترده‌ای از زمین انتشار یابد، ایستگاههای زمینی باید آنتن های بسیار بزرگ و پیچیده‌ای داشته باشند. هنگامی که علائم ارسالی ماهواره در محدوده کوچکترین متمرکز می‌شوند و به حد کافی قوی هستند، می توان از ایستگاههای زمینی کوچکتر ساده‌تر و ارزانتر استفاده کرد.

یک ماهواره ارتباطی یک نقطه رله رادیویی در مدار بالای زمین است که سیگنال های آنالوگ و دیجیتال موجود روی یک فرکانس رادیویی را دریافت کرده ، قدرت آن را افزایش می دهد و سپس به سوی زمین روانه می کند. ماهواره توسط موشک به سوی فضا پرتاب می شود و در مدار مخصوص خود قرار می گیرد. مزایای ماهواره سبب شده تا ماهواره به عنوان مناسب ترین بستر ارتباطی در نقاط خاص و یا دورافتاده که دسترسی به بسترهای زمینی سخت و یا غیر ممکن است تبدیل شود. در زیر مزایای مخابرات ماهواره ای را ذکر می کنیم:

مزایای کلیدی ماهواره

پوشش گسترده:

ارتباطات ماهواره ای با توجه به طبیعت ماهواره که نقاط وسیعی از سطح زمین را پوشش می دهد به راحتی نیاز ارتباطی تا سطح بین قاره ای را برطرف می کند. در نتیجه مسافت هیچ گونه تأثیری در هزینه نخواهد داشت و به طور مثال هزینه ارتباط بین دو نقطه در تهران با ارتباط ایران و کشورهای دیگر برابر است.

پرکاربرد:

با توجه به انعطاف پذیری این تکنولوژی نوین کلیه نیازهای ارتباطی را می توان با استفاده از این بستر برطرف کرد. DATA (از قبیل اطلاعات اقتصادی ، بانک های اطلاعاتی ، ....) ، VOICE (انتقال مکالمات ، ایجاد شبکه داخلی تلفنی ، ...) ، VIDEO ) video conference ، SNG ، IPTV ، شبکه های تلویزیونی ، ...)

امنیت و پایداری:

ارتباطات ماهواره ای بر خلاف ارتباطات زمینی که معمولاً با گذر از چندین شبکه در طول مسیر به مقصد می رسند ، به طور مستقیم و بدون هیچگونه واسط به محل و شبکه مورد نظر متصل می شوند. این مسئله باعث افزایش ضریب امنیت اطلاعات می شود. پایداری این نوع ارتباطات 9/99% می باشد.

قابل گسترش:

در شبکه های ماهواره ای به راحتی و به سرعت می توان پهنای باند را افزایش داد و به این صورت نیازهای جدید به بستر ارتباطی را فراهم می کند.

قابل انعطاف:

شبکه های ماهواره ای را می توان به راحتی با شبکه های زمینی پیوند داد. این بدان معنی است که ماهواره می تواند در کنار یک شبکه های Fiber ، Wireless ، WiMax ، XDSL ، Microwave ، ... قرار گیرد و به عنوان پشتیبان و یا پوشش دهنده نقاط خاص و یا نیازهای موقت به راحتی عمل کند.