การสื่อสารดาวเทียมขั้นสูง
4(4-0-12)
วิชาบังคับก่อน: ไม่มี
วิชานี้ครอบคลุมหัวข้อขั้นสูงในระบบการสื่อสารผ่านดาวเทียม ได้แก่ การศึกษาสถาปัตยกรรมของโครงข่ายดาวเทียม กลศาสตร์วงโคจร และการออกแบบฮาร์ดแวร์ที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบและการวิเคราะห์ระบบเชิงปฏิบัติ สายอากาศของดาวเทียมและของสถานีภาคพื้นดิน เช่น สายอากาศเส้นลวด สายอากาศแบบเกลียว สายอากาศแบบบ่วง สายอากาศแบบจานพาราโบลา และสายอากาศอาร์เรย์ลำคลื่นแบบหลายจุดจะถูกนำมาพิจารณาด้วย มีการศึกษาแบบจำลองการแพร่กระจายคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ได้แก่ การสะท้อน โพลาไรเซชัน การเลี้ยวเบน การหักเห และผลกระทบจากไอโอโนสเฟียร์ที่เป็นฟังก์ชันของความถี่ ศึกษาหลักการมอดูเลต การเข้ารหัส การทำมัลติเพล็กซ์ ความจุของช่องสัญญาณ วงจรกรอง สัญญาณรบกวน และการแก้ไขข้อผิดพลาดทั้งระบบอนาล็อกและดิจิตอล เรียนรู้ผลกระทบของสัมพัทธภาพพิเศษและทั่วไปที่ทำให้เกิดการเลื่อนของด็อปเปลอร์และข้อผิดพลาดของนาฬิกาบนวงโคจร ศึกษาวิธีคำนวณประสิทธิภาพการเชื่อมโยงสัญญาณดาวเทียม และการใช้งานดาวเทียมในปัจจุบันและอนาคตสำหรับระบบ GEO, MEO และ LEO
เชิงพาณิชย์
เค้าโครงรายวิชา
1. สถาปัตยกรรมโครงข่ายดาวเทียม (4 ชั่วโมง)
2. กฏของเคปเลอร์และกลไกวงโคจร (6 ชั่วโมง)
3. รูปแบบระบบของตัวดาวเทียมและสถานีภาคพื้นดิน (6 ชั่วโมง)
4. สายอากาศสำหรับตัวดาวเทียมและสถานีภาคพื้นดิน (4 ชั่วโมง)
5. การออกแบบฮาร์ดแวร์ที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบและวิเคราะห์เชิงปฏิบัติการ (4 ชั่วโมง)
6. การจำลองการแพร่กระจายคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (4 ชั่วโมง)
7. เทคนิคการมอดูเลตและการเข้าถึงหลายทาง (6 ชั่วโมง)
8. ปรากฏการณ์เลื่อนดอปเปลอร์และข้อผิดพลาดของนาฬิกาบนวงโคจร (4 ชั่วโมง)
9. การคำนวณประสิทธิภาพการเชื่อมโยงสัญญาณดาวเทียม (6 ชั่วโมง)
10. การใช้งานดาวเทียมในปัจจุบันและอนาคตสำหรับระบบ GEO, MEO และ LEO เชิงพาณิชย์ (4 ชั่วโมง)
ผลสัมฤทธิ์การเรียนรู้
ผู้เรียนสามารถเข้าใจวิธีการทำงานของระบบสื่อสารผ่านดาวเทียมเชิงลึกและข้อควรพิจารณาที่ซับซ้อนที่มีผลต่อการออกแบบ ออกแบบฮาร์ดแวร์บางส่วนแบบง่ายของตัวดาวเทียมและสถานีภาคพื้นดินจากความรู้ด้านสถาปัตยกรรมโครงข่ายดาวเทียมและคำนวณตำแหน่งของดาวเทียมที่โคจรในวงโคจรระดับต่าง ๆ จากความรู้เรื่องกลไกของวงโคจรทุกรูปแบบจากกฎของเคปเลอร์ มีความเข้าใจปรากฏการณ์จากธรรมชาติในอวกาศที่มีผลกระทบต่อการทำงานของระบบสื่อสารดาวเทียมและเข้าใจวิธีการเลือกใช้ความถี่ เทคนิคการมอดูเลตและรูปแบบการเข้ารหัสและการเข้าถึงดาวเทียมที่เหมาะสมกับภารกิจของระบบดาวเทียม
Advanced Satellite Communications
Prerequisite: None
This course covers advanced topics in satellite communications systems, including the studies of satellite network architectures, orbital mechanics, and hardware design relevant to practical system design and analysis. Satellite and ground station antennas, including wire, helical, loop antennas, parabolic dishes, and multiple spot beam phased arrays, are also
considered. Electromagnetic wave propagation models that include reflection, polarization, diffraction, refraction, and ionospheric effects are studied as functions of frequency. Concepts of modulation, coding, multiplexing, channel capacity, filtering, noise, and error correction, for both analog and digital systems. The effects of special and general relativity on Doppler shifts and on-orbit clock errors are introduced. Study of satellite link budget calculation; Current and future satellite applications for commercial GEO, MEO and LEO systems.
Course Outline
1. Satellite network architectures (4 hours)
2. Kepler’s laws and orbital mechanics (6 hours)
3. Spacecraft and earth station system configurations (6 hours)
4. Satellite and ground station antennas (4 hours)
5. Hardware design relevant to practical system design and analysis (4 hours)
6. Electromagnetic wave propagation models (4 hours)
7. Modulation and multiplexing techniques (6 hours)
8. Doppler shifts and on-orbit clock errors (4 hours)
9. Link budgets Calculation (6 hours)
10. Current and future satellite applications for commercial GEO, MEO, and LEO systems. (4 hours)
Learning Outcomes
Students are able to: understand how satellite communication systems work and the complex considerations that can affect their design; design simple hardware parts for satellites and
ground stations based on knowledge of satellite network architecture; calculate the position of satellites orbiting in each orbit based on the understanding of orbital mechanics from Kepler’s law; understand phenomena in space that have an impact on satellite communications; understand how to choose the frequencies, modulation techniques, and coding and access schemes appropriate to the mission of the satellite communication system.