م/ محمد أحمد زكي
16-05-2005, 04:00 PM
Components For Communications Satellites
3
Basic Communications Satellite Components
Every communications satellite in its simplest form (whether low earth or geosynchronous) involves the transmission of information from an originating ground station to the satellite (the uplink), followed by a retransmission of the information from the satellite back to the ground (the downlink). The downlink may either be to a select number of ground stations or it may be broadcast to everyone in a large area. Hence the satellite must have a receiver and a receive antenna, a transmitter and a transmit antenna, some method for connecting the uplink to the downlink for retransmission, and prime electrical power to run all of the electronics. every communications satellite must have these basic components.
العناصر الأساسية لقمر الاتصالات
إن كل قمر اتصالات بشكله المبسط (سواء كان قريباً من الأرض أو متواقتاً) يتضمن إرسال المعلومات من محطة البدء الأرضية إلى القمر الصناعي ( و هو ما يسمى uplink الربط العلوي ) ، يُتبع بإرسال للمعلومات من القمر الصناعي ثانية للأرض ( و هو ما يسمى downlink الربط السفلي ) . الربط السفلي يمكن أن يكون لعدد محدد من المحطات الأرضية أو يمكن أن يبث لكل فرد ضمن مساحة شاسعة. لذلك القمر الصناعي يجب أن يحوي مستقبل ( أي جهاز استقبال ) و هوائي استقبال ، مرسل و هوائي إرسال ، و بعض الأنظمة من أجل الربط بين الـ uplink و الـ downlink من أجل عملية إعادة الإرسال، و طاقة كهربائية أولية من أجل تشغيل جميع الأدوات الإلكترونية. إن كل قمر اتصالات يجب أن يحوي هذه المكونات الأساسية.
Transmitters
The amount of power which a satellite transmitter needs to send out depends a great deal on whether it is in low earth orbit or in geosynchronous orbit. This is a result of the fact that the geosynchronous satellite is at an altitude of 22,300 miles, while the low earth satellite is only a few hundred miles. The geosynchronous satellite is nearly 100 times as far away as the low earth satellite. We can show fairly easily that this means the higher satellite would need almost 10,000 times as much power as the low-orbiting one, if everything else were the same. (Fortunately, of course, we change some other things so that we don't need 10,000 times as much power.)
تعتمد كمية الطاقة التي يحتاجها مرسل القمر الصناعي للإرسال بشكل كبير على فيما إذا كان على مدار قريب من الأرض أم على مدار متواقت مع الأرض. هذا نتيجة لحقيقة أن الأقمار الصناعية المتواقتة مع الأرض تكون على ارتفاع 22300 ميل بينما الأقمار الصناعية القريبة من الأرض تكون فقط على ارتفاع بضعة مئات من الأميال. القمر الصناعي المتواقت أرضياً يكون تقريباً أبعد بمائة مرة تقريباً من القمر القريب من الأرض. و بشكل واضح إلى حد ما نرى أن هذا يعني بأن القمر الأعلى يحتاج تقريباً إلى 10000 ضعف من الطاقة التي يحتاجها القمر ذو المدار المنخفض، هذا لو كانت كل الأمور الأخرى متطابقة ( لحسن الحظ طبعاً غيرنا بعض الأمور الأخرى بحيث لا نحتاج 10000 ضعف من الطاقة).
OPTIONAL FOR THE MATHEMATICALLY INCLINED
خاص بأصحاب الميول الرياضي
In looking at the relative power requirements of satellites at different distances, it is
لدى النظر إلى الطاقة النسبية التي يحتاجها القمر الصناعي عند مسافات مختلفة ، فإنه من
useful to think of the total power (P0) radiated as spreading out and striking the
المفيد أن نفكر بالطاقة الكلية المنطلقة عند الانتشار و اختراق
surface of a sphere which is centered on the transmitter and has a radius equal to
سطح الكرة المتمركزة على المرسل و التي تملك نصف قطر يعادل
the distance between the transmitter and receiver.
المسافة بين المرسل و المستقبل
We know that the surface area of a sphere of radius R is given by
نعلم أن مساحة سطح كرة بنصف قطر R يعطى بـ:
A = 4(pi)R2
This means that if the power is emitted uniformly in all directions (isotropically)
هذا يعني بأنه لو أصدرت الطاقة بشكل منتظم في جميع الاتجاهات ( بشكل متناظر )
then the amount of power which strikes every square centimeter of the sphere is
فإن كمية الطاقة التي ستخترق كل سنتمتر مربع من الكرة يعطى بـ:
given by
P = P0 / 4(pi)R2
If our receiver has an area of Ar square centimeters, then it will detect an amount of إذا كان المستقبل يملك مساحة Ar سنتمتر مربع فإنه سيكشف كمية من الطاقة تساوي:
power
Pr = Ar P0 / 4(pi)R2
If then R= 223 miles (it makes the arithmetic easier),
لو كانت R=223 ميلاً ( مما يجعل الحساب أسهل )
Pr = Ar P0 / 4(pi)(223 miles)2
On the other hand, if R = 22,300 miles,
و من جهة أخرى لو كانت R=22,300 ميل
Pr = Ar P0 / 4(pi)(22,300 miles)2
Which is 10,000 times smaller, so that in order to have the receiver detect the same
و هي أصغر بـ 10000 مرة ، لذلك من أجل امتلاك مستقبل يكشف نفس
amount of power, the transmitter power P0 must be 10,000 times larger for the
الكمية من الطاقة ، فإن طاقة المرسل يجب أن تكون أكبر بـ 10000 مرة من أجل النظام المتواقت أرضياً.
المصدر (http://www.nawatt.com)
3
Basic Communications Satellite Components
Every communications satellite in its simplest form (whether low earth or geosynchronous) involves the transmission of information from an originating ground station to the satellite (the uplink), followed by a retransmission of the information from the satellite back to the ground (the downlink). The downlink may either be to a select number of ground stations or it may be broadcast to everyone in a large area. Hence the satellite must have a receiver and a receive antenna, a transmitter and a transmit antenna, some method for connecting the uplink to the downlink for retransmission, and prime electrical power to run all of the electronics. every communications satellite must have these basic components.
العناصر الأساسية لقمر الاتصالات
إن كل قمر اتصالات بشكله المبسط (سواء كان قريباً من الأرض أو متواقتاً) يتضمن إرسال المعلومات من محطة البدء الأرضية إلى القمر الصناعي ( و هو ما يسمى uplink الربط العلوي ) ، يُتبع بإرسال للمعلومات من القمر الصناعي ثانية للأرض ( و هو ما يسمى downlink الربط السفلي ) . الربط السفلي يمكن أن يكون لعدد محدد من المحطات الأرضية أو يمكن أن يبث لكل فرد ضمن مساحة شاسعة. لذلك القمر الصناعي يجب أن يحوي مستقبل ( أي جهاز استقبال ) و هوائي استقبال ، مرسل و هوائي إرسال ، و بعض الأنظمة من أجل الربط بين الـ uplink و الـ downlink من أجل عملية إعادة الإرسال، و طاقة كهربائية أولية من أجل تشغيل جميع الأدوات الإلكترونية. إن كل قمر اتصالات يجب أن يحوي هذه المكونات الأساسية.
Transmitters
The amount of power which a satellite transmitter needs to send out depends a great deal on whether it is in low earth orbit or in geosynchronous orbit. This is a result of the fact that the geosynchronous satellite is at an altitude of 22,300 miles, while the low earth satellite is only a few hundred miles. The geosynchronous satellite is nearly 100 times as far away as the low earth satellite. We can show fairly easily that this means the higher satellite would need almost 10,000 times as much power as the low-orbiting one, if everything else were the same. (Fortunately, of course, we change some other things so that we don't need 10,000 times as much power.)
تعتمد كمية الطاقة التي يحتاجها مرسل القمر الصناعي للإرسال بشكل كبير على فيما إذا كان على مدار قريب من الأرض أم على مدار متواقت مع الأرض. هذا نتيجة لحقيقة أن الأقمار الصناعية المتواقتة مع الأرض تكون على ارتفاع 22300 ميل بينما الأقمار الصناعية القريبة من الأرض تكون فقط على ارتفاع بضعة مئات من الأميال. القمر الصناعي المتواقت أرضياً يكون تقريباً أبعد بمائة مرة تقريباً من القمر القريب من الأرض. و بشكل واضح إلى حد ما نرى أن هذا يعني بأن القمر الأعلى يحتاج تقريباً إلى 10000 ضعف من الطاقة التي يحتاجها القمر ذو المدار المنخفض، هذا لو كانت كل الأمور الأخرى متطابقة ( لحسن الحظ طبعاً غيرنا بعض الأمور الأخرى بحيث لا نحتاج 10000 ضعف من الطاقة).
OPTIONAL FOR THE MATHEMATICALLY INCLINED
خاص بأصحاب الميول الرياضي
In looking at the relative power requirements of satellites at different distances, it is
لدى النظر إلى الطاقة النسبية التي يحتاجها القمر الصناعي عند مسافات مختلفة ، فإنه من
useful to think of the total power (P0) radiated as spreading out and striking the
المفيد أن نفكر بالطاقة الكلية المنطلقة عند الانتشار و اختراق
surface of a sphere which is centered on the transmitter and has a radius equal to
سطح الكرة المتمركزة على المرسل و التي تملك نصف قطر يعادل
the distance between the transmitter and receiver.
المسافة بين المرسل و المستقبل
We know that the surface area of a sphere of radius R is given by
نعلم أن مساحة سطح كرة بنصف قطر R يعطى بـ:
A = 4(pi)R2
This means that if the power is emitted uniformly in all directions (isotropically)
هذا يعني بأنه لو أصدرت الطاقة بشكل منتظم في جميع الاتجاهات ( بشكل متناظر )
then the amount of power which strikes every square centimeter of the sphere is
فإن كمية الطاقة التي ستخترق كل سنتمتر مربع من الكرة يعطى بـ:
given by
P = P0 / 4(pi)R2
If our receiver has an area of Ar square centimeters, then it will detect an amount of إذا كان المستقبل يملك مساحة Ar سنتمتر مربع فإنه سيكشف كمية من الطاقة تساوي:
power
Pr = Ar P0 / 4(pi)R2
If then R= 223 miles (it makes the arithmetic easier),
لو كانت R=223 ميلاً ( مما يجعل الحساب أسهل )
Pr = Ar P0 / 4(pi)(223 miles)2
On the other hand, if R = 22,300 miles,
و من جهة أخرى لو كانت R=22,300 ميل
Pr = Ar P0 / 4(pi)(22,300 miles)2
Which is 10,000 times smaller, so that in order to have the receiver detect the same
و هي أصغر بـ 10000 مرة ، لذلك من أجل امتلاك مستقبل يكشف نفس
amount of power, the transmitter power P0 must be 10,000 times larger for the
الكمية من الطاقة ، فإن طاقة المرسل يجب أن تكون أكبر بـ 10000 مرة من أجل النظام المتواقت أرضياً.
المصدر (http://www.nawatt.com)