Sesimizi duyan sevgili okuyucular merhaba. Geçen sayımız ile bu sayımız arasındaki en önemli olaylar Suriye de içinde bulunduğumuz savaş çok üzücü bir durumda, Trump’ın başkanlığı kesinleşti, Anayasa değişikliği ve başkanlık sistemi için referandum halk oylamasının 16 Nisan da yapılacak olmasını önemli olaylar olarak sıralayabiliriz. Hollanda’da bakanımızın sınır dışı edilmesi de tarihte yerini aldı. Hayırlısı olsun diyelim. Bu sayımız da geçen sayımızın devamı olacak. Konumuz, İletişim de TV ve yayınları. Sesimiz uydulardan gelsin. Makalem de T.C. Milli Eğitim Bakanlığı 2013 yılında yayınlanmış ve ücretsiz olarak verilen bir materyalden alıntılar vardır. TV konusunu bu sayı da bitirmeye çalışacağım ilaveler gerekir ise bir sonra ki dergi de sizlere devamını iletmeye çalışacağım, umarım ilginizi çeker ve severek okursunuz.
Bölüm-2-Uydu Haberleşme Sistemlerinin Temel Blokları
Uydu Haberleşme sistemi bir veya daha fazla uydu linki içerir. Bu linklerin her biri bir çift yer istasyonu ve bir uydudan oluşur. Bu linklerin her biri, mikrodalga sinyalini uydu ya 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.
Uydu haberleşmesinde temel bloklar
Mikrodalga sinyalleri uyduya ve yer istasyonuna atmosferik yol kayıplarından dolayı zayıflayarak ulaşır çünkü uydu yörüngesi dünyadan 36.000 km uzaklıktadır. Uydu haberleşmesinde yer istasyonlarının uyduya yeterli güçte ulaşabilmeleri için geniş açılı 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 interferansların dan 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. 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.
Basit uydu uplink istasyonu blok diyagramı
Uyduya gönderilen bir mikrodalga sinyalinin yer istasyonu tarafından alınması işlemine “downlink” denir. Bir yer istasyonu alıcı sistemi, anten, feed, alıcı, down-converter (alt çevirici) ve demodülatör kartlarından oluşur.
Basit uydu downlink istasyonu blok diyagramı
Uydu içerisinde bulunan transponder (aktarıcı ), alış işareti hatasız geldiğinde otomatik olarak tepki veren ve gönderme yapan alıcı verici cihazdır. Yer istasyonu uplink sinyali uydu transponderi tarafından alınan ve downlink istasyonuna geri gönderilir. Bileşenleri ve alt sistemleri, çok güvenilir küçük, hafif olması gerekir. Ayrıca mümkün olduğunca da verimli bir şekilde çalışması gerekmektedir.
Uyduları Tanıyalım
Uyduların tanımak için öncelikle atmosfer ve uzayın bir tanımını yapmak gerekir. Hava vasıtaları açısından bakıldığında, atmosfer denince, vasıtanın aerodinamik kuralları açısından uçabileceği en yüksek irtifa akla gelmektedir. Bu yükseklik 100.000–120.000 ft’tir (yaklaşık 40 km). Atmosferi oluşturan hava kütlesinin %99’u bu irtifanın altındadır. Bir uydunun uçabileceği en alçak irtifa ise, 150 km’dir. Bu uzayın başladığı en alçak irtifa olarak kabul edilmekle birlikte, uluslararası belgelerde açık olarak ifade edilmemektedir. Eliptik yörüngeli bir uydunun yere en alçak (perigee) geçebileceği yükseklik ise 129 km’dir. Bugün artık birçok kişi tarafından hava ve uzay birbirinden ayrılmaz bir bütün olarak kabul edildiğinden, bu ortam hava-uzay (aerospace) olarak adlandırılmaktadır.
Yörünge Tipleri, Leo, Meo, Heo, Geo, Geosenkron Yörüngeler ve Bu Yörüngelerde Çalışan Uydular
Uyduların, gezegen etrafında dönerken izledikleri yola yörünge denir. Yörünge yükseldikçe uydunun ömrü artar. Uyduların ana yapıları planlanırken, kullanma alanları, uzaydaki ömrü, üzerindeki cihazlar ve bunların ömürleri, güç sistemleri ve diğer yardımcı sistemler göz önüne alınarak tasarlanır. Genel görünümleri simetrik küre ve silindir seklindedir. Yerden 36.750 km yükseklikteki bir yörüngede bulunan bir uydu ile yaklaşık yerkürenin yarısı görülebilir.
Uydu fırlatıldıktan sonra, yeryüzünün çevresinde dönmesinden oluşan merkezkaç kuvvet ile yeryüzünün çekim kuvvetinin dengelenmesinden dolayı yörüngesinde kalır. Dünyaya yakın
yörüngelerde, uydu daha fazla yer çekimi kuvvetine maruz kalacağından bu kuvveti dengelemek için uydunun daha hızlı dönmesi gerekir. Bu nedenle, dünyaya yakın olan uydular hızlı, uzak olan uydular ise yavaş döner.
Yapay uydu yörüngeleri
Bugün uydular, özellikle haberleşme, uzaktan algılama ve seyrüsefer sistemleri olmak üzere çok geniş alanlarda faaliyet göstermektedir. Bu görevleri icra eden uyduların yerleştirildiği yörüngeler, icra edecekleri görevin özelliklerine bağlı olarak, farklılıklar göstermektedir.
| Alçak yörünge (LEO Low Earth Orbit) Yeryüzünden 200-3000 km yükseklikte konumlanmıştır. Kapsama alanları dardır. Bu nedenle evrensel hizmet sağlanabilmesi için çok sayıda LEO uydu kullanılmaktadır. (Iridium 66, Teledesic 288 uydu içerir.). Atmosfer etkilerine maruz kaldıklarından ömürleri kısadır. Yörüngede kalabilmek oldukça hızlı hareket ederler, bu nedenle kapsama alanları 10-15 dakika içinde değişir |
| Orta yörünge (MEO Medium Earth Orbit) Orta yörünge uyduları 5000-13000 km yükseklikte bulunan uydulardır. Alçak Yörünge Uyduları (LEO) ile Yer durağan Yörünge Uyduları (GEO) arasında bulunan yörüngede hareketlerini sürdürür. Bu yörüngede bulunan uydular GPS hizmetleri gibi yer konum belirleme için kullanılır. |
| Yüksek yörünge (HEO High Eliptical Orbit) Yüksek yörünge uyduları (HEO), dünyaya uzaklıkları en fazla değişen uydulardır. Yörüngesel hareketi sırasında bir kutup bölgesi üzerinde dünyaya çok yaklaşırken diğer bir kutup bölgesinde ise dünyadan çok uzak bir noktadan geçer. Bu tip uydular, diğer uyduların erişemediği kutup bölgelerinde etkilidir. Daha çok bilimsel çalışmalar ve bölgede bulunan iş istasyonlarının iletişimi için kullanılır. |
| Yere durağan yörünge (GEO Geostationary Earth Orbit) İletişim amacıyla kullanılan uyduları çok yüksek alıcı-verici anten kulelerine benzetebiliriz. İletişim amaçlı uyduların hemen hepsi (Geosynchronous Equatorial Orbit – GEO) Jeosenkron Ekvatoral Yörünge üzerinde bulunan uydulardır. Yeryüzünden yaklaşık 36000 km yükseklikte Ekvator düzleminde olan uydulardır. Dönme periyodları Dünya’nın dönüş periyoduna eşittir ve dolayısı ile yeryüzündeki bir gözlemciye göre durağan görünmektedir. Kapsama alanları neredeyse tüm dünyanın %40’ı olmak üzere oldukça geniştir. Yere göre sabit olmaları nedeni ile çeşitli hizmetler için oldukça elverişlidir. Kutup bölgeleri GEO uydular tarafından kapsanmaz ancak bu kısımda nüfusun yok denecek kadar az olduğu düşünüldüğünde çok da büyük bir dezavantaj değildir. Ayrıca sadece 3 GEO uydu ile dünyanın büyük çoğunluğu kapsanabilmektedir. Ancak 36000 km gibi bir yükseklik söz konusu olduğundan sinyaller yüksek gecikme ve yol kaybına uğrar. Yüksek gecikme değerleri, gecikmeye duyarlı uygulamalar için GEO uyduları elverişsiz kılar. |
Uydu Tipi Yeryüzüne Uzaklık Dönme Periyodu İletişim Süresi
LEO Uydusu 2.000 km’ye kadar 1,5–2 saat 5–20 dk.
MEO Uydusu 2.500–19.000 km 5–12 saat 2–4 saat
GEO Uydusu 35.786 km 23 saat 56 dk 4 sn. Devamlı
Uydu yörüngeleri altı elemandan oluşan iki farklı veri seti ile tanımlanmaktadır. Bunlar, Kepler elemanları ya da diğer ismi ile yörünge elemanları ve uydu konum / hız bilgilerini içeren durum vektörleridir. Genel olarak odaklarından birinde dünyanın bulunduğu eliptik bir yörüngede seyreden bir uydunun yörüngesinin hesaplanması ve benzetimlerinin gerçekleştirilmesi için üç boyutlu uzayda anlık konum ve hız bilgisini içeren toplam altı bileşenin biliniyor olması yeterlidir. Ancak uzun yıllardır astrodinamik ile uğraşan bilim insanları, gök cisimlerinin yörüngelerini Kepler elemanları kullanarak
Sınıflandırmakta dır. Bu sebeple, uyduların yörüngelerini tanımlayan tüm veri tabanları Kepler elemanları esas alınarak oluşturulmaktadır.
Dünyamız ve uydular kendi görevleri için belirlenmiş bir ritm ile devamlı olarak dönüyorlar, böylece her biri bizim için bir anlam ifade ediyor. Umarım onlar bizim için dönmeye devam ederken sizler de hedeflerinize ulaşmak için keyif ile dönmeden hızlıca devam edersiniz. Dönme işini uydularımıza bırakalım. Herkese sağlıklı keyifli günler diliyorum. Her şey istediğiniz gibi olsun.
