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電源およびアンテナサブシステム

この章では、衛星のさまざまなサブシステムが電力を得る*電力システム*および*アンテナサブシステム*を1つずつ説明します。

電力システム

軌道上に存在する衛星は、その寿命の間に継続的に動作する必要があることを知っています。 そのため、衛星は、その中に存在するさまざまな電子システムと通信ペイロードを動作させるために内部電源を必要とします。

• 電源システム*は重要なサブシステムであり、衛星の動作に必要な電力を提供します。 これらのシステムでは、主に太陽電池（またはパネル）と充電式バッテリーが使用されます。

太陽電池

基本的に、*太陽電池*は入射日光から電力（電流）を生成します。 したがって、太陽電池は主に衛星の他のサブシステムに電力を供給するために使用されます。

個々の太陽電池の発電量は非常に少ないことがわかっています。 そのため、より多くの電力を生成するために、配列形式で存在するセルのグループを使用できます。

ソーラーアレイ

衛星で使用されるソーラーアレイには2つのタイプがあります。 それらは、円筒形のソーラーアレイと長方形のソーラーアレイまたはソーラーセイルです。

• *円筒形の太陽電池アレイ*は、回転する衛星で使用されます。 円筒形アレイの一部のみが、常に日光の下で覆われます。 このため、部分的な太陽電池アレイから電力が生成されます。 これがこのタイプの欠点です。
• 円筒形ソーラーアレイの欠点は、*ソーラーセイル*で克服されます。 ソーラーセイルのすべての太陽電池は太陽光にさらされるため、これはより多くの電力を生成します。

充電式電池

日食の期間中、太陽光から電力を得るのは困難です。 そのため、その状況では、他のサブシステムは*充電式バッテリー*から電力を取得します。 これらのバッテリーは、衛星の打ち上げ中にも他のサブシステムに電力を生成します。

一般に、これらのバッテリーは、太陽光の存在下で太陽電池によって生成される過電流により充電されます。

アンテナサブシステム

アンテナは衛星と地球局の両方にあります。 次に、衛星アンテナについて説明しましょう。

衛星アンテナは、* 2種類*の機能を実行します。 これらは、地上局からの信号を受信し、要件に基づいて1つ以上の地上局に信号を送信しています。 つまり、衛星アンテナはアップリンク信号を受信し、ダウンリンク信号を送信します。

衛星アンテナの長さは動作周波数に反比例することがわかっています。 衛星アンテナの長さを短くするには、動作周波数を上げる必要があります。 したがって、衛星アンテナは GHz 周波数のオーダーで動作します。

衛星アンテナ

衛星で使用されるアンテナは、衛星アンテナとして知られています。 主に4つの*タイプのアンテナ*があります。 彼らです：

• ワイヤーアンテナ
• ホーンアンテナ
• アレイアンテナ *反射アンテナ

次に、これらのアンテナについて1つずつ説明します。

ワイヤーアンテナ

ワイヤーアンテナ

ワイヤーアンテナは基本的なアンテナです。* モノポール*と*ダイポールアンテナ*はこのカテゴリーに属します。 これらは、TTCMサブシステムに通信を提供するために、非常に高い周波数で使用されます。

ダイポールとして使用されているワイヤ全体の長さは、波長の半分に等しい場合（つまり、l =λ/2）、そのようなアンテナは「半波ダイポールアンテナ」と呼ばれます。

• ワイヤーアンテナ*は、そのアクセス範囲をカバーし、すべての方向に信号強度を提供するのに適しています。 つまり、ワイヤーアンテナは全方向性アンテナです。

ホーンアンテナ

ホーンアンテナ

端に開口部​​があるアンテナは、*開口部アンテナ*と呼ばれます。 伝送線の端は、開口部で終端すると、エネルギーを放射します。 開口であるこの開口部は、開口アンテナとしてそれを作ります。

• ホーンアンテナ*は、開口アンテナの例です。 地球上のより多くの地域をカバーするために衛星で使用されています。

ホーンアンテナは、*マイクロ波*周波数範囲で使用されます。 同じフィードホーンは、信号の送信と受信の両方に使用できます。 これらの2つの信号を分離する、デュプレクサという名前のデバイス。

アレイアンテナ

アンテナは、個別に特定の方向に一定量のエネルギーを放射できるため、より効率的な出力を生成するために、要素を追加しなかった場合の伝送が改善されます。 それがまさにこの考えであり、*アレイアンテナ*またはアンテナアレイの発明につながります。 アレイアンテナは、単一の開口部から複数のビームを形成するために衛星で使用されます。

アレイアンテナ

反射アンテナ

リフレクターアンテナ

リフレクターアンテナは、特定の方向に信号強度が強いビームを生成するのに適しています。 つまり、これらは指向性の高いアンテナです。 したがって、*放物面反射器*は、衛星通信システムのアンテナのゲインを増加させます。 したがって、これらは通信および放送で使用されます。

放物面反射器アンテナが信号の*送信*に使用される場合、フィードからの信号はダイポールまたはホーンアンテナから出て、放物線に波の焦点を合わせます。 つまり、波は焦点から出て放物面反射鏡に当たります。 この波は、平行な波面として反射されます。

同じアンテナが*受信機*として使用されている場合、電磁波は放物線の形状に当たると、その波は給電点に反射されます。 ダイポールまたはホーンアンテナは、フィードで受信機アンテナとして機能し、この信号を受信して​​電気信号に変換し、受信機回路に転送します。