Uydu Alıcısı
 

QUIZ (Uydu Teknik Bilginizi Yoklayınız)
15. Bir güç yükselticisinde kazancı belirleyen şey amfinin nominal gücü müdür?. Örneğin, bir HPA'nın yüksek nominal güç değerine sahip olması aynı zamanda yüksek kazanca sahip olduğunu da gösterir mi?

C 15. Bir yükselticinin(amfinin) kazancı deyince çıkış gücünün giriş gücüne oranı kasdedilmektedir. Yani sadece eğer giriş gücü düşük iken çıkış gücü yüksek oluyor ise bu durum kazancın yüksek olmasına işaret eder. Örneğin bir yer istasyonundaki TWTA'nın kazancı devredeki aktif dalga boylarının sayısına bağlı olarak 45dB'den 75dB'ye kadar olabilir. C bandında çalışan bir helis tip TWTA'nın çıkış gücü birkaç watt'tan 3kW'a kadar olabilmektedir. Öte yandan akuple oyuklu(coupled cavity) TWTA'lar ile 10kW kadar güç seviyeleri elde edilebilmektedir. Ku bandında çalışan Helis TWTA'lar daha düşük güce sahiptir. Maksimum güçleri yaklaşık 700W olur. Eğer karşılaştırma yapılacaksa TWTA, SSPA ve KPA ya da yer istasyonu HPA'ları için speklerin dikkatlice incelenmesi gerekir. Bir TWTA için nominal güç satürasyon(doyum) gücüdür, çünkü tek taşıyıcılı sinyallerle TWTA'lar bu güçte çalıştırılırlar. Öte yandan bir SSPA için nominal güç 1dB sıkıştırma noktasıdır. Ayrıca bir TWT'nin çıkış gücü ile TWTA'nın çıkış flanşındaki güç farklıdır. (Çünkü 0.5 - 0.7dB daha düşük olur)
Ku bandında çalışan tipik bir uydu TWTA 'sının kazancı 55 - 60 dB arasıdır. 60 dB kazanç demek giriş gücüne kıyasla çıkış gücünün bire bir milyon kat olması demektir. Çalışma sırasındaki kazancı saturasyonda (tek taşıyıcı) çalıştırılması veya lineer bölgesinde çalıştırılması(çok taşıyıcılı sinyal) durumlarına göre değişecektir.

14. Yörüngedeki uyduların tamirini ve yakıt yenilemesini yapabilecek bir robot sisteminin gerçekleşmesi ve ticari uydular için kullanılabilmesi ne zaman gerçekleşebilir?

C 14. Halen bu konuda "Ranger" adı verilen bir sistemin projesi Maryland Üniversitesi, College Park, Uzay Mühendisliği Bölümü tarafından yıllardan beri NASA desteğinde ve uzay sistemleri laboratuvarı başkanı, Dr. David Akin sorumluluğunda yürütülüyor.

13. Bir VSAT Terminalinde hem TDMA, hem de BOD sistemleri birarada olabilir mi ?

C 13. TDMA (time division multiple access – zaman paylaşımlı çoklu erişim) BOD(bandwidth on demand - isteğe göre bant genişliği)
Prensip olarak TDMA nın değişken bant genişliğiyle kullanılamaması için bir neden yoktur. Ancak, pratikte bir TDMA sisteminde kullanıcı kendisine verilen zaman diliminde o transponderin tüm bant genişliğini kullanır.
TDMA nın FDMA ya göre en önemli avantajı farklı taşıyıcılar arasında intermodülasyon enterferansına neden olmamak için gereken "backoff" un bunda gerekmemesidir. Tipik bir backoff değeri yaklaşık 6 dB, yani maksimum giriş gücünün dörtte biri kadardır, Yani bu şekilde çalışma noktası yükseltici çıkışına göre giriş gücü karakteristik eğrisinin yeterince doğrusal bir kısmında gerçekleşmektedir. O yüzden TDMA ile transponder tam güçte çalıştırılabilir ve maksimum veri hızı alınabilir. Eğer bir kulanıcıya bant genişliğinin sadece bir kısmı tahsis edilmişse o zaman TDMA/FDMA çoklu erişim metodu kullanılabilir. Bu mümkün olmakla beraber TDMAnın esas avantajının kullanılmaması olacaktır.
Ancak, bazen kullanılabilecek bir metot da bağımsız tüm taşıyıcıları br tek taşıyıcının üzerine çoklamak olabilir. Böylelikle intermodülasyon olmayacağı için yükseltici tam güçte çalıştırılabilir. O zaman tüm kullanıcılar taşıyıcının tümünü alır, ve kullanıcıların yerdeki uç cihazları sadece o terminale gönderilmiş olan verileri süzerek alır. Böyle bir durumda bir kullanıcıya tahsis edilen bant genişliğini dinamik olarak değiştirmek "statistical multiplexing" (istatistiksel çoklama) denilen bir yöntemle mümkündür. Örneğin DBS televizyon yayınında yapılan budur. 24 MHz lik bir transponder tek taşıyıcıyla yaklaşık 10 NTSC televizyon kanalını aktarır. Taşıyıcıda bulunan her kanalın veri hızı herhangi bir andaki resim içeriğinin gereklerine göre sürekli arttırılıp azaltılmaktadır. Bu bir TDM (time division multiplexing - zaman paylaşımlı çoklama) örneğidir ve TDMA (time division multiple access – zaman paylaşımlı çoklu erişim) den bu yönüyle farklıdır. .

12. Maliyet, etkinlik bakımından Ka-bandının, Ku-bandı ve C-bandı sistemlerle karşılaştırmasını yapabilir misiniz?

C 12. Bu sorunun yanıtı C 11. ile çok fazla benzemektedir. Ku-bandı, C-bandına kıyasla daha küçük çanak kullanımına izin vermektedir. Ancak, bu sadece Ku-bandındaki uydu EIRP değerinin tipik olarak C bandına göre 9.5 dB kadar daha yüksek olmasındandır.
Ka, bandı ve malzemeleri henüz yeni oldukları için temini güç ve fiyatları pahalıdır. Ka bandının en önemli avantajı frekans spektrumlarının şu anda büyük ölçüde boş durumda olmasındandır.

11.Ku-band, C-band ve Ka-band transponderlerin avantaj ve dezavantajları nelerdir??

C 11. Sanırım, sıkca duymuşsunuzdur, Ku bandı yayınlar için C bandı yayınlardan daha küçük çanaklar gerekir. Ku bandındaki uydu EIRP değerleri tipik olarak C bandındakinden 9.5 dB daha yüksek olur. Yani eşit kazanca sahip C-bandı ve Ku-bandı antenler ayni gücü alırlar. Ancak, Ku bandında eşit kazanç için C bandındakinden daha küçük çanak yeterlidir.
Bunun esas nedeni, Ku – bandındaki daha yüksek uydu EIRP değerinin C-bandına kıyasla daha yüksek olan boş alan kaybını telafi etmektedir. C-bandında, 20 log(12 GHz/4 GHz) = 9.5 dB olmaktadır. Eşit kazancı olan iki çanağın uydudan alabilecekleri güç aynı olmasına karşın, kazanç frekansın karesiyle doğru orantılı olduğundan, Ku bandında daha küçük çanak kullanılarak aynı kazanç elde edilebilmektedir.
Ku-bandında EIRP değerinin daha yüksek olabilmesi biraz da yersel sistemlerle enterferans olasılığının daha düşük olmasındandır. C-bandı ise uydu haberleşmelerinin dışında yersel mikrodalga linkleri için de yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu iki uygulama türünün bir arada varolabilmeleri dar hüzme antenlerinin farklı yönlere bakması nedeniyledir.
Ku-bandı yayınların başlıca dezavantajı ise C bandına göre yağmur kaybı zayıflatmasının ve G/T kötüleşmesinin yüksek olmasındandır.
Ka-bandında ise yağmur zayıflaması daha yüksektir. C-bandı yayının günün, vaktinin %99.95 inde mevcut durumda olmasına karşın Ka bandında bu oran 98e düşmektedir. Ayrıca, altyapı unsurları ve gerekli donanımların C veya Ku bandına göre temini güç durumdadır. Ka-bandını halen cazip yapan en önemli husus, bu spektrumun henüz tümüyle tahsis edilmiş durumda olmayışıdır
Bir ara, 18 GHz den 40 GHze kadar kısaca "K band" ifadesi kullanılmaktaydı. Atmosferde 22GHz dolayında bir su buharı rezonans frekansı keşfedilmişti. Bu frekansın altındaki frekansa kısaca Ku-bandı, üstündekine ise Ka-bandı denirdi. Bugün hala Ku-bandı terimi 11 GHz ile 20 GHz aralığı, 20GHz ile 30GHz frekansları arasına Ka-bandı için kullanılmaktadır. Bant tanımlamalarına gelişigüzel verilmiş isimler olarak bakılması, ve harf anlamları aranmaması daha uygun olur.

10. Bir uydudaki (GEO veya LEO) bir transpondere düşen toplam bant genişliği ne kadardır?

C 10. Jeosenkron(GEO) yörüngede bulunan(yerden bakınca sabit duran) uydulardaki FSS sabit uydu yayınlarının iki frekans bandı bulunur. Birincisi C-band (6/4 GHz)'dir ve bu banttaki standart bant genişliği 36 MHz'dir. Bu bant genişliği bir FM video kanalını taşımakta yeterli olması bakımından standart hale geldi. İkincisi, Ku-bandı (14/12 GHz) 'dir ve bu bant için de 27 MHz ve 54 MHz olmak üzere tipik iki bant genişliği bulunmaktadır. Heriki bantta da uyduya doğru ve uydudan aşağı doğru heriki yöndeki toplam uydu bant genişliği 500 MHz'dir. İki tane lineer polarizasyon (V,H) için bu bant genişliği C bandında 24 tane, 36'şar MHz transponder için, Ku bandında ise tipik olarak yirmi-dört tane 27 MHz ve dört tane 54 MHz transponder kullanabilmeye yeterlidir. DBS (17/12 GHz) yayınlarda, her transponderin bant genişliği 24 MHz 'dir. İki tane sirküler (L,R) polarizasyondan her birinde 16 transponder olabilir (uydu yeri başına 32 transponder). Ka-bandındaki (30/20 GHz) önerilen genişbant uydularında ise, tipik uydu bantgenişliği yine 500 MHz olmaktadır. Ancak bu spektrum tipik olarak frekans yeniden kullandırma hücrelerine bölünmüştür. Örneğin, şu anda fonksiyon dışı kalmş olan Astrolink sisteminde spektrumun küme başına dört hücreye bölünmesi öngörülmüştü. Her hücre 125 MHz olacaktı ve bir derecelik tek hüzmeden oluşacaktı.
Jeosenkron olmayan yörüngeler için tipik transponder bant genişlikleri belirlenmiş değildir. Ancak toplam bant genişlikleri genelde GEO 'dakilerden çok daha küçük olur. Örneğin bir Iridium uydusu FDMA/TDMA kullanarak 5.15 MHz bir spektrum işgal eder. Bir Globalstar uydusu ise kanallaştırılmış CDMA kullanarak 10 MHz bir spektrum kullanır. Bu sistemler uydu üzerinden telefon hizmeti vermektedir. Heriki sistem de sahibi olan şirketleri batırmıştı, ancak yeniden organizasyonla (sahip değiştirerek) halen çalışmaktalar.

9. Bir uydunun EIRP değerleri tüm ömrü boyunca aynı mı kalır?, Değilse her yıl ne kadar azalır?

C 9. Bir uydunun ömrü süresi içinde transponder performansında küçük ölçüde de olsa bir zayıflama olabilir. Ancak EIRP prensip olarak sabit kabul edilir. Link tasarımı ön çalışmaları sırasında matbu EIRP ayak izleri kullanılabilir. İnce ayrıntılar hassas şekilde hesaplandıktan sonra ise müşteri, uydu işletmecsi ile görüşerek tasarıma son şeklini verilebilir. Çünkü transponderlerin performansları arasında küçük farklar bulunur. Transponder yaşlanmasının etkileri de işletmeci ile görüşülebilir. Ancak, bu etkiler genelde çok küçüktür. Çoğu zaman link bütçe hesabında bu küçük etkilerin olsun, yağmur kaybı, vs diğer etkilerin olsun giderilebilmesine yetecek marj bulunur.
Güneş enerji panellerinin verimi zamanla güneşten gelen küçük partiküllerin etkisi sonucu biraz düşebilir. Ancak panelin boyutları gerekli gücü en kötü durumda bile sağlayabilmesine yetecek şekilde düşünülmüştür. Örneğin dünyanın güneşten en uzak olduğu, dolayısıyla güneşin gücünün en az olduğu 23.5 derece durumu ve panelerin verim zayıflamasının en fazla olduğu durumlar (uydunun ömür sonu = EOL) da hesaba katılmıştır.