بسم الله الرحمن الرحيم





اتصالات الأقمار الصناعية .. نظرة تقنية









القمر الصناعي Satellite هو عبارة عن جهاز يدور حول الأرض في مدارات معينة ، لتقديم خدمات مختلفة ، مثل الاتصالات ، الاستشعار عن بعد ، تحديد المواقع ، الاستخدمات العسكرية ، و غيرها.


بدأت تقنية اتصالات الأقمار الصناعية عندما نجح الروس بعد الحرب العالمية الثانية بإطلاق قمر Sputnik 1 عام ١٩٥٧ م






في هذه المقالة سأوضح كيفية الاتصال مع القمر الصناعي ، و ماهي الأدوات و التقنيات التي تستخدم في هذه العملية بشكل مجمل دول الدخول في تفاصيل تقنية ..





نظام الاتصال الفضائي:





يتكون نظام الاتصال الفضائي من ثلاث وحدات ، محطة البث الأرضي Earth Station ، و القمر الصناعي ، و هوائيات الاستقبال ..


محطة البث الأرضي




تقوم محطة البث الأرضي بتوليد موجات كهرومغناطيسية بتردد معين و ترسل تلك الموجات للقمر ، و يقوم القمر بدوره بتقوية تلك الموجات ثم اعادة بثها للأرض من جديد ، الهدف من هذه العملية ايصال الارسال لمناطق بعيدة جدا عن مكان المحطة الأرضية ،، تقوم هوائيات الاستقبال بالتقاط الموجات ثم تحولها إلى بيانات تقرأ ..




محطة البث من الممكن أن تكون مركز مخصص للإرسال مثل محطات بث القنوات الفضائية ، و ممكن كذلك أن تكون عبارة عن جهاز صغير مثل المستخدم في أجهزة تحديد المواقع ، فكلمة محطة لا تعني بالضرورة مبنى ، إنما مصدر الإرسال.



للأقمار الصناعية تقاسيم عدة ، فمن الممكن أن تقسم حسب طبيعة الإستخدام ( عسكري ، اتصالات ، الخ ) و من الممكن أن تقسم حسب ارتفعاها عن الأرض إلى ثلاثة أقسام :



١- أقمار ارتفاعها أكثر من ٣٥،٠٠٠ كيلو متر و تسمى Geostationary Earth Orbit و اختصارا تسمى GEO.







٢- أقمار ارتفاعها بين ٨٠٠٠ إلى ١٨،٠٠٠ كيلو متر و تسمى Medium Earth Orbit )MEO) .











٣- أقمار ارتفاعها بين ٥٠٠ - ١٥٠٠ كيلو متر و تسمى Low Earth Orbit (LEO) .










كل واحد منها لها ايجابيات و سلبيات ، و كذلك تغطية و استخدامات تختلف عن الآخر ،، الجدول التالي يقارن بينها من ناحية تقنية










نظرا لوجود طبقة الآينوسفير في الغلاف الجوي و التي تسبب بعكس الموجات الكهرومغناطيسية الأقل من ٣٠ ميجاهرتز ، لذا فإن اتصالات القمر الصناعي جميعها تتم بترددات تبدأ من ١ جيجاهرتز ،، النطاق الرسمي المستخدم هو ما يعرف بنطاق سي C Band و الذي له التردد من ٤ - ٨ جيجا هرتز ..













استخدمات الأقمار الصناعية

للأقمار الصناعية كما أسلفنا استخدمات كثيرة ، فمن الممكن أن تستخدم للبث التلفزيوني ، للاتصالات الهاتفية ، لتحديد المواقع ، لتصوير الأرض ( جوجل ايرث ) ، و لربط أكثر من موقع ببعضها البعض ( أجهزة الصراف الآلي للبنوك ) ، و غيرها

لربط موقعين ببعض










لربط أكثر من موقع ببعض







من الممكن أن تتصل أكثر من محطة أرضية واحدة بقمر صناعي واحد في نفس الوقت ، و في هذه الحالة يخصص لكل منها زمن معين للإرسال






إضغط على الصورة لعرضها بحجمها الطبيعي في صفحة جديدة






أما في حال البث من القمر الصناعي فإنه يبث لجميع المحطات الأرضية في نفس الوقت ، و كل محطة ينبغي لها معرفة الوقت المخصص لها للاستقبال




عوائق الاتصال بالقمر الصناعي

هي نفس عوائق الاتصالات اللاسلكية عموما من تشويش و حرارة و العوامل الجوية بأنواعها ، لكن يضاف لها طبقة الآيونوسفير و كذلك زاوية هوائي المحطة الأرضية ..


المرجع الرئيسي كتاب :




Wireless Communications & Networks
William Stallings



hjwhghj hgHrlhv hgwkhudm >> k/vm jrkdm hgwkhudm hjwhghj jrkdm