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1. 개요

2. 고도와 궤도에 따른 위성의 분류

  2.1 저궤도 위성(Low Earth Orbit)

  2.2 중궤도 위성(Medium Earth Orbit)

  2.3 타원형 고궤도 위성(High Elliptical Orbit)

  2.4 정지궤도 위성(Geostationary Earth Orbit)

  2.5 극궤도 위성

3. 궤도별 비교

4. 위성을 용도에 따른 분류

   4.1 통신 위성

   4.2 기상 위성

   4.3 GPS 위성

   4.4 과학탐사 위성

   4.5 방송위성과 통신위성 비교

1. 개요

  - 위성통신은 위성을 중계국으로하여 지구국간 상호 통신을 하는 것

  - 위성통신은 지상지구국에서 높은 전력으로 위성을 향해 전파를 송신하고, 위성에서는 받은 전파 신호를 중계기(Transponder)로 증폭한 후 지상을 향해 송신하는 것

http://stbiho.daegu.ac.kr/~reforest/s4-3.htm

  - 위성의 고도에 따라 저궤도 위성, 중궤도 위성, 타원형 고궤도 위성, 정지궤도 위성 및 극궤도 위성등으로 구분함

http://stbiho.daegu.ac.kr/~reforest/s4-3.htm

2. 고도와 궤도에 따른 위성의 분류

  2.1 저궤도 위성(Low Earth Orbit)

       - 지구궤도 약 1000~2000km 상에 위치하며 주로 측위, 이동통신, 원격탐사에 이용되는 위성

       - 위성은 1~2시간에 한 번씩 지구의 주위를 돌기 때문에 적어도 수십기의 위성을 쏘아올려 항상 어느 곳에서도 볼 수 있어야 한다.

       - 저궤도 위성 종류: 소형 저궤도 위성(Little LEO), 대형 저궤도 위성(Big LEO)

  2.2 중궤도 위성(Medium Earth Orbit)

       - 지구궤도 약 10,000~20,000km 상에 위치

       - 수기 내지 수십 기의 위성으로 전 세계를 커버할 수 있다.

       - 저궤도와 정지궤도 위성의 중간에 해당하는데  ICO와 오딧세이(Odyssey) 등이 있음

       - 도플러 편이에 의한 주파수 보상 필요

  2.3 타원형 고궤도 위성(High Elliptical Orbit)

       - 원지점의 고도가 약 4만 km, 근지점의 고도가 1,000km 정도의 가늘고 긴 타원형 궤도

       - 원지점 부근에서는 위성이 천천히 움직이므로 지상에서 보이는 시간이 길어, 2~3기의 위성을 교차해서 사용 

       - 소요 위성 수: 3~6개

  2.4 정지궤도 위성(Geostationary Earth Orbit)

      - 적도 상공에서 지구의 자전주기와 같은 속도로 움직이는 인공위성은 지구상에서 볼 때 정지하고 있는 것처럼 보이므로 정지위성이라 부름

      - 정지 위성은 지구상의 넓은 지역에 걸쳐 장애물의 영향없이 전파를 받고 보낼 수 있음

      - 정지 위성을 이용하여 텔레비젼 중계를 하면 동시에 여러 나라에 같은 내용을 볼 수 있음

      - 통신, 기상관측, 방송등에 주로 이용됨

      - 주기:24시간 주기, 24시간 관측

      - 소요 위성 수:1~3개

  2.5 극궤도 위성
      - 극궤도 위성은 저궤도 위성의 특별한 형태로서 양극을 통과하는 궤도를 돔

      - 극궤도 위성은 북-남의 방향이고 지구는 동-서의 방향으로 자전하기 때문에 극궤도 위성은 지구표면 전체를 관측할 수 있음

      - 주로 기상, 군사용 전세계 1개 위성 서비스

3. 궤도별 비교

4. 위성을 용도에 따른 분류

 4.1 통신 위성

    - 우리 나라의 무궁화 1, 2, 3호와 같은 위성들은 TV신호나 위성 전화등의 통신서비스에 활용됨

    - 현재 약 100기 이상의 통신 위성들이 정지 궤도를 돌며 활동 중에 있음

    - 이러한 통신위성들은 우주공간에서 중계국의 역할도 함

  4.2 기상 위성

     - 기상 위성은 하루하루 변하는 기상 변화를 관측하는 임무 수행

     - 많은 나라에서 기상예보, 태풍추적, 일기 변화 등에 활용함

  4.3 GPS 위성

      - 자동차, 배, 비행기 등 정확한 위치를 요구하는 곳에 사용됨

      - 처음에는 군사적인 목적으로 만들어 졌지만  현재는 누구라도 GPS 수신기만 이용하면 자신의 위치를 알아낼 수 있음

  4.4 과학탐사 위성
      - 과학 연구에 필요한 자료를 수집함

   4.5 방송위성과 통신위성 비교

1. 위성통신의 종류

2. 지구국 안테나

 2.1 Parabola Antenna

     가. 구조

     나. 원리

     다. 특징

 2.2 Cassegrain Antenna

     가. 원리

     나. 구조

     다. 특징    

 2.3 Horn Reflector Antenna

     가. 원리

     나. 구조

     다. 특징

1. 위성통신의 종류

  - 용도별: 통신위성, 방송위성, 기상위성, 자원탐사위성, 군사위성 등

  - 고도별: 저궤도 위성, 중궤도 위성, 고궤도 위성

  - 궤도별: 극궤도 위성(북극과 남극을 잇는 궤도), 정지궤도 위성(지구의 자전 주기와 동일한 공전주기), 타원궤도 위성(계란모양의 타원궤도, 지구로부터의 고도가 일정하지 않아서 고도가 높은 지점과 낮은 지점이 생김)

  - 사용주파수 대역

http://stbiho.daegu.ac.kr/~reforest/s4-3.htm

2. 지구국 안테나

  - 지국국 안테나로는 파라볼라 안테나, 카세그레인 안테나, 혼리플렉터 안테나 등이 주로 쓰임

  - 그 중에 가장 많이 사용되는 지구국 안테나는 카세그레인 안테나임

 2.1. 파라볼라 안테나

     가. 구조

        - 포물면형 반사경과 그 초점에 있는 안테나소자로 이루어짐

     나. 원리

        - 포물면형 반사경의 초점에 설치된 1차 복사기에서 나온 전파가 포물면경에서 반사되면 평면파가 되어 예민한 지향성을 얻을 수 있도록 구성

        - 파라볼라의 초점에 1차 복사기로서 전자나팔, 반파장 다이폴 등을 설치하여 여진함

        - FA=FB+BB'=FC+CC' 관계가 성립하므로 평면파가 방사됨

      다. 특징

         - 구조가 간단하고 소형임

         - 지향성이 예민하고 이득이 큼

         - 부엽이 많음

         - 광대역의 임피던스 정합이 어렵고 대역폭이 좁음

         - 반사파로 인한 임피던스 부정합, 급전선에 의한 손실, 대지반사파의 인입현상 발생--->Cassegrain 안테나로 연결

   - feed 방식에 따라 center feed 방식과 offset feed 방식이 있음 

  2.2 카세그레인 안테나

     가. 원리

        - 파라볼라 안테나의 단점인 임피던스 부정합, 급전선에 의한 손실, 대지 반사파 인입 현상등을 보완한 입체 개구면 안테나로 2개의 반사기를 이용하여 예민한 평면파 빔을 생성함

      나. 구조

        - 반사기(주:파라볼라, 부:곡면) 2개, 1차 복사기(Dipole 또는 전자혼) 1개로 구성됨

        - 1차 복사기는 주 반사기 쪽에 설치하고, 부반사기는 초점보다 조금 앞에 볼록 쌍곡면을 설치함

        - 부반사기를 오목쌍곡면을 사용하면 그레고리안(Gregorian) 안테나임

        - 주반사결과 부반사경이 동일한 허초점을 갖고 반사시키므로 평행하게 반사됨

    다. 특징

       - 1차 복사기와 송수신기가 직결되어 급전선의 손실이 작음

       - 대지 반사파 영향이 작아 저잡음용 안테나로 사용

       - 부엽이 적음

       - 초점거리가 짧고 반사기에서 높은 이득이 얻어짐

       - 제작이 용이함

 2.3 혼리플렉터(Horn Reflector) 안테나

     가. 원리

        - 나팔에 전송된 구면파를 반사기에서 평면파로 바꾸어 자유공간에 방사함

     나. 구조

        - 원추형 혹은 각추형 나팔과 파라볼라 반사기를 조합한 구조의 안테나로 1차 복사기의 정점과 반사기의 초점을 일치시킴

   다. 특성

     - offset feed type으로 반사파가 급전점으로 돌아오는 양이 적어 임피던스 부정합이 일어나지 않음

     - 초광대역 특성을 가짐

     - 개구효율이 좋고 이득도 45dB 이상으로 매우 높음

     - 저잡음 특성이 있음

     - 부엽이 적어 전후방비, 전측방비가 좋음

     - 수평/수직 편파 모두 사용할 수 있음

     - 구조가 크고 기계적 강도가 약한 단점이 있음