Historia w skrócie

Powszechnie uważa się, iż koncepcję komunikacji poprzez satelitę zaprezentował jako pierwszy fizyk i powieściopisarz science-fiction, Arthur C. Clarke, który w 1945 roku opublikował artykuł przedstawiający podstawy zastosowania sztucznych, zbudowanych przez człowieka satelitów wokołoziemskich. Pomimo ówczesnych startów małych rakiet V2, Clarke nie spodziewał się, iż jakikolwiek sztuczny satelita pojawi się na orbicie okołoziemskiej za jego życia. Jednak zaledwie w 22 lata później, w 1957 roku, Związek Radziecki umieścił na orbicie pierwszego satelitę telekomunikacyjnego „Sputnik". W rok później, w 1958 roku, Stany Zjednoczone wystrzeliły swojego pierwszego satelitę „Score".
W 1961 roku Jurij Gagarin jako pierwszy człowiek odbył podróż kosmiczną.
W 1965, po ośmiu latach eksperymentów z satelitami, na orbicie pojawił się pierwszy komercyjny satelita „Early Bird" amerykańskiej firmy Intelsat.
W 1969 roku człowiek wylądował na księżycu. Pierwszą historyczną rozmowę telefoniczną poprzez satelitę Intelsat 3 odbył prezydent Nixon z załogą statku kosmicznego Apollo.
Od czasu powstania firmy Intelsat powstało wiele innych organizacji i firm w różnych krajach, które opracowały własne programy rozwoju telekomunikacji i telewizji satelitarnej.
W 1989 roku powstała pierwsza komercyjna organizacja ASTRA świadcząca usługi nadawania telewizyjnych programów satelitarnych bezpośrednio do domów. ASTRA jest własnością luksemburskiej firmy SES. W 1990 roku prywatna polska stacja POLSAT rozpoczęła nadawanie poprzez satelitę z terenu Holandii do Polski.

Bezpośredni odbiór z Satelity
W Polsce poprzez satelitę odbieranych jest kilka tysięcy rozmaitych programów. Programy te można odbierać z ponad 40 satelitów natomiast najpopularniejsze z nich to ASTRA i HOTBIRD.
Cyfrowy system nadawania programów zapewnia znakomitą jakość obrazu i dźwięku. Do odbioru jednego wybranego satelity  wystarczy zestaw składający się z:

- Anteny ofsetowej 60-70 cm
- Konwertera  szerokopasmowego
- Cyfrowego odbiornika satelitarnego

Cały zestaw wystarczy dołączyć do dowolnego telewizora z systemem PAL.

Przegląd pasm częstotliwości

Mikrofale i ich właściwości

Na początek omówimy w skrócie właściwości fal używanych do transmisji programów z satelity. Pomoże to nam zrozumieć jakiego rodzaju sygnały odbieramy i dlaczego musimy bardzo uważnie przeprowadzać instalacje. Pasmo częstotliwości radiowych obejmuje wszystkie rodzaje transmisji: radiofonię, telewizję i telekomunikację. Pasmo częstotliwości wykorzystywanych do satelitarnych transmisji telewizyjnych mieści się w zakresie SHF (Super High Frequency), tzn. od 3 GHz do 30 GHz. 1 GHz oznacza 1 milion cykli na sekundę. Przy częstotliwościach tego rzędu fale rozchodzą się po liniach prostych podobnie do fali świetlnych. Częstotliwości najczęściej używane do transmisji w telewizji satelitarnej mieszczą się w pasmach C oraz Ku. Częstotliwość fal z satelitów ASTRA — które będą nadawały programy Wizja TV — to zakres 10 — 14 GHz. Fale o tych częstotliwościach będą odbierane przez konwerter szerokopasmowy pracujący w zakresie 10,70 GHz do 12,75 GHz. Dzięki dostatecznej mocy sygnałów z satelitów ASTRA możliwy jest doskonałej jakości odbiór za pomocą anteny o średnicy 60 cm.

  Odbiór z satelity

Podstawową zasadą odbioru sygnałów z satelity jest zapewnienie „widoczności" satelity w prostej linii wzroku z miejsca, w którym mamy odbierać sygnał. Wynika ona z faktu, iż fale o częstotliwościach mikrofalowych stosowanych w telewizji satelitarnej rozchodzą się po liniach prostych i nie przenikają przez obiekty znajdujące się na ich drodze. Dotyczy to również drzew, gdzie dodatkowo ich wilgotność powoduje tłumienie mocy sygnałów mikrofalowych.

  Orbity

Orbita Kołowo Polarna Orbita, której tor przebiega nad biegunami Ziemi. Tego typu orbity wykorzystywane są przez satelity nawigacyjne, meteorologiczne i badawcze.

Orbita Eliptyczna

Stosowana przez pierwsze satelity komunikacyjne, lecz do ich pracy potrzebne są naziemne stacje kontrolne śledzące ich ruch. Obecnie rozważa się wykorzystanie orbit tego typu do umieszczenia na nich grup satelitów telekomunikacyjnych. 

Orbita Kołowo RównikowaW telekomunikacji oraz telewizji satelitarnej najczęściej wykorzystywane są orbity znajdujące się 36000 km ponad równikiem. Satelity znajdujące się na tej orbicie okrążają Ziemię w ciągu 24 godzin, a ich okrążenia są zsynchronizowane z obrotem Ziemi. Dla obserwatora znajdującego się na Ziemi satelita wydaje się być zawieszony nad Ziemią. Orbitę tego typu nazywa się dlatego geostacjonarną. 

Satelity i orbita geostacjonarna

Rodzaje satelitów

W telewizji satelitarnej wykorzystywane są orbity znajdujące się 36000 km ponad równikiem. Satelity znajdujące się na tej orbicie okrążają Ziemię wciągu 24 godzin, a ich okrążenia są zsynchronizowane z obrotem Ziemi. Dla obserwatora znajdującego się na Ziemi satelita wydaje się być zawieszony na niebie ponad Ziemią. Na tej wysokości siła grawitacji jest równoważona przez siłę odśrodkową wynikającą z ruchu obrotowego satelity wokół Ziemi. Tak więc satelita krąży nad Ziemią po orbicie geostacjonarnej.

 

Istnieją dwa podstawowe rodzaje satelitów: o stabilizacji obrotowej i stabilizacji 3-osiowej. Satelity o stabilizacji obrotowej mają nieruchomą antenę, lecz cylindryczny korpus satelity obraca się wokół własnej osi. Korpus satelity pokryty jest panelami z bateriami słonecznymi zapewniającymi energię zasilania. Dzięki obrotowi korpusu i wytworzonemu w ten sposób efektowi żyroskopowemu, satelita może utrzymać swoją pozycję. Wadą satelitów tego typu jest to, iż tylko 1/3 baterii słonecznych skierowanych jest ku słońcu w danym czasie tak, że ilość wytworzonej w ten sposób energii zasilania jest ograniczona.

Istnieją również satelity ze stabilizacją trójosiową wyposażone w panele baterii słonecznych w postaci skrzydeł. Satelity tego typu pozostają nieruchome względem danego punktu na powierzchni Ziemi. Ich pozycja jest utrzymywana przy pomocy wewnętrznych stabilizatorów obrotowych. Dzięki potężnym bateriom słonecznym skierowanym cały czas na słońce satelity tego typu mogą zgromadzić dużo energii, lecz kontrola ich położenia jest skomplikowana.

Wszelkie długoterminowe odchyłki położenia satelity są korygowane przy pomocy silniczków korekcyjnych rozmieszczonych na powierzchni jego korpusu. Manewry korygujące położenie określa się mianem pozycjonowania. Nieznaczne odchyłki od pierwotnego położenia satelity spowodowane są oddziaływaniem grawitacyjnym słońca, księżyca oraz wiatrów słonecznych.Czas działania satelity wynosi typowo 10 do 15 lat i jest uwarunkowany ilością gazu służącego jako paliwo dla silników korekcyjnych.

Satelity
Satelity są pojazdami kosmicznymi umieszczonymi na orbicie okołoziemskiej, które odbierają i przesyłają sygnały mikrofalowe poprzez urządzenia nadawczo-odbiorcze zwane transponderami. Satelity zapewniają w ekonomiczny sposób łączność na obszarach o małym natężeniu ruchu telekomunikacyjnego.

Ponieważ różne satelity promieniują sygnały o rozmaicie ukształtowanych strumieniach mocy, musi istnieć unormowany sposób porównywania poziomów mocy, aby można było obliczyć średnicę talerza anteny do odbioru z różnych satelitów.  Moc skoncentrowana w strumieniu z satelity odnoszona jest do wartości jaką teoretycznie wypromieniowałaby antena promieniująca jednakowo we wszystkich kierunkach – antena izotropowa.
Innym sposobem zobrazowania pojęcia odpowiednika mocy izotropowej może być porównanie ze światłem promieniowanym z żarówki:

Sama żarówka małej mocy świeci słabo we wszystkich kierunkach. Jednak po skoncentrowaniu wiązki światła w jednym kierunku przy pomocy reflektora efektywna moc światła jest duża. Na tej samej zasadzie kształtowane są wiązki sygnałów nadawanych z satelity.