Direct to Dean

Advanced Satellite Communications

การสื่อสารดาวเทียมขั้นสูง

4(4-0-12)

วิชาบังคับก่อน : ไม่มี

วิชานี้ครอบคลุมหัวข้อขั้นสูงในระบบการสื่อสารผ่านดาวเทียม ได้แก่ การศึกษาสถาปัตยกรรมของโครงข่ายดาวเทียม กลศาสตร์วงโคจร และการออกแบบฮาร์ดแวร์ที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบและการวิเคราะห์ระบบเชิงปฏิบัติ สายอากาศของดาวเทียมและของสถานีภาคพื้นดิน เช่น สายอากาศเส้นลวด สายอากาศแบบเกลียว สายอากาศแบบบ่วง สายอากาศแบบจานพาราโบลา และสายอากาศอาร์เรย์ลำคลื่นแบบหลายจุดจะถูกนำมาพิจารณาด้วย มีการศึกษาแบบจำลองการแพร่กระจายคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ได้แก่ การสะท้อน โพลาไรเซชันการเลี้ยวเบน การหักเห และผลกระทบจากไอโอโนสเฟียร์ที่เป็นฟังก์ชันของความถี่ ศึกษาหลักการมอดูเลตการเข้ารหัส การทำมัลติเพล็กซ์ ความจุของช่องสัญญาณ วงจรกรอง สัญญาณรบกวน และการแก้ไขข้อผิดพลาดทั้งระบบอนาล็อกและดิจิตอล เรียนรู้ผลกระทบของสัมพัทธภาพพิเศษและทั่วไปที่ทำให้เกิดการเลื่อนของด็อปเปลอร์และข้อผิดพลาดของนาฬิกาบนวงโคจร ศึกษาวิธีคำนวณประสิทธิภาพการเชื่อมโยงสัญญาณดาวเทียม และการใช้งานดาวเทียมในปัจจุบันและอนาคตสำหรับระบบ GEO, MEO และ LEO เชิงพาณิชย์

เค้าโครงรายวิชา

  1. สถาปัตยกรรมโครงข่ายดาวเทียม (4 ชม.)
  2. กฎของเคปเลอร์และกลไกวงโคจร (6 ชม.)
  3. รูปแบบระบบของตัวดาวเทียมและสถานีภาคพื้นดิน (6 ชม.)
  4. สายอากาศสำหรับตัวดาวเทียมและสถานีภาคพื้นดิน (4 ชม.)
  5. การออกแบบฮาร์ดแวร์ที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบและวิเคราะห์เชิงปฏิบัติการ (4 ชม.)
  6. การจำลองการแพร่กระจายคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (4 ชม.)
  7. เทคนิคการมอดูเลตและการเข้าถึงหลายทาง (6 ชม.)
  8. ปรากฏการณ์เลื่อนดอปเปลอร์และข้อผิดพลาดของนาฬิกาบนวงโคจร (4 ชม.)
  9. การคำนวณประสิทธิภาพการเชื่อมโยงสัญญาณดาวเทียม (6 ชม.)

ผลสัมฤทธิ์การเรียนรู้

  1. เข้าใจการทำงานของระบบการสื่อสารผ่านดาวเทียมและปัจจัยที่ซับซ้อนที่มีผลต่อการออกแบบระบบ เช่น สถาปัตยกรรมเครือข่ายดาวเทียม ส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ และปรากฏการณ์ในอวกาศที่มีผลต่อการสื่อสารผ่านดาวเทียม
  2. ออกแบบส่วนประกอบฮาร์ดแวร์พื้นฐานสำหรับดาวเทียมและสถานีภาคพื้นดิน โดยใช้ความรู้เกี่ยวกับสถาปัตยกรรมเครือข่ายดาวเทียมและกลศาสตร์วงโคจร รวมถึงการใช้กฎของเคปเลอร์ในการคำนวณตำแหน่งของดาวเทียม
  3. วิเคราะห์และเลือกความถี่ เทคนิคการมอดูเลต การเข้ารหัส และวิธีการเข้าถึงที่เหมาะสมสำหรับระบบการสื่อสารผ่านดาวเทียมตามความต้องการของภารกิจ และเข้าใจผลกระทบจากการแพร่กระจายของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงของโดปเปลอร์ และผลกระทบจากวงโคจร

 

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 hr.)
  2. Kepler’s laws and orbital mechanics. (6 hr.)
  3. Spacecraft and earth station system configurations. (6 hr.)
  4. Satellite and ground station antennas. (4 hr.)
  5. Hardware design relevant to practical system design and analysis. (4 hr.)
  6. Electromagnetic wave propagation models. (4 hr.)
  7. Modulation and multiplexing techniques. (6 hr.)
  8. Doppler shifts and on-orbit clock errors. (4 hr.)
  9. Link budgets Calculation. (6 hr.)
  10. Current and future satellite applications for commercial GEO, MEO and LEO. (4 hr.)

Learning Outcomes

  1. Understand the operation of satellite communication systems and the complex factors that influence their design, including satellite network architecture, hardware components, and
    space-related phenomena.
  2. Design basic hardware components for satellites and ground stations, utilizing knowledge of satellite network architecture and orbital mechanics, including the application of Kepler’s laws to calculate satellite positions.
  3. Analyze and select appropriate frequencies, modulation techniques, coding schemes, and access methods for satellite communication systems based on mission requirements and understand the impact of electromagnetic wave propagation, Doppler shifts, and orbital effects.