งานน�าเสนอหน่�วยการเรยน่ร� �ที่� 5 เที่คโน่โลยอวกาศ

เร��อง ดาวเที่ยมสื่��อสื่ารจัดทำ�าโดย

น่างสื่าว น่ล�ณี แซ่�ฟุ้� งชั้"#น่ม"ธยมศ%กษาปี(ที่� 6

เสนอคร� อรอน่งค) เอยดเอก

โรงเรยน่ว"ดถ้ำ+#าปีลาว�ที่ยาคมอ+าเภอ แม�สื่าย จั"งหว"ด เชั้ยงราย

สื่+าน่"กงาน่เขตพื้�#น่ที่�ม"ธยมศ%กษา เชั้ยงราย เขต 36

โครงสร�างการส��อสารดาวเทำ�ยมโดยที่"�วไปีม"กจัะปีระกอบด�วย สื่ายอากาศ

สื่+าหร"บร"บสื่�งสื่"ญญาณี ต"วแยกสื่"ญญาณีร"บสื่�ง ชั้�ดขยายก+าล"ง ชั้�ดขยายสื่"ญญาณีแบบสื่"ญญาณีรบกวน่ต+�า ชั้�ดแปีลงความถ้ำ� สื่ายสื่�งสื่"ญญาณี ที่�อน่+าสื่"ญญาณี เคร��องร"บสื่�งสื่"ญญาณีว�ที่ย� โมเด5ม ชั้�ดเข�ารห"สื่สื่"ญญาณี ชั้�ดควบค�มที่�ศที่างของจัาน่สื่ายอากาศ ม"ลต�เพื้ล5กเซ่อร)

ร�ปทำ�� 3 ระบบส��อสารของดาวเทำ�ยมโทำรคมนาคมโดยทำ�วไป

สายอากาศ (antenna)

เปี6น่อ�ปีกรณี)ที่�เห5น่เด�น่ชั้"ดที่�สื่�ดของสื่ถ้ำาน่ฐาน่ และ มความสื่+าค"ญมากเพื้ราะเปี6น่ต"วก+าหน่ดความสื่ามารถ้ำใน่การร"บสื่�งสื่"ญญาณีของระบบร"บสื่�งสื่"ญญาณี โดยที่"�วไปีแล�วสื่ายอากาศที่�มขน่าดใหญ�จัะมก+าล"งการขยายดเพื้ราะมพื้�#น่ที่�ใน่การร"บสื่�งสื่"ญญาณีกว�าง สื่ายอากาศมหลายชั้น่�ด มหน่�าที่�โฟุ้ก"สื่สื่"ญญาณีให�มที่�ศที่างเพื้��อที่�จัะเพื้��มความเข�มของสื่"ญญาณีใน่ที่�ศที่างที่�ต�องการสื่��อสื่าร (คล�ายๆก"บเลน่ซ่)น่�น่ที่�ที่+าหน่�าที่�รวมแสื่งให�มความเข�มข%#น่) ความเข�มของสื่"ญญาณีที่�เพื้��มข%#น่ก5ค�อสื่"ญญาณีมความแรงข%#น่น่"�น่เอง และเม��อเราเปีรยบเที่ยบความเข�มของสื่"ญญาณีที่�ได�จัากสื่ายอากาศที่�ใชั้�ก"บสื่ายอากาศแบบรอบที่�ศที่าง( isotropic antenna) เราก5จัะได�อ"ตราขยายก+าล"งของสื่ายอากาศที่�ใชั้� ด"งน่"#น่สื่ายอากาศจั%งมสื่�วน่ชั้�วยใน่การเพื้��มก+าล"งของสื่"ญญาณีใน่การร"บสื่�งสื่"ญญาณีใน่ที่�ศที่างที่�ต�องการ

ร�ปทำ�� 4 ภาพจั�าลองร�ปแบบการกระจัายคล��นของสายอากาศแบบสามม#ติ#ของ

สายอากาศแบบยาก#

สื่ายอากาศที่�น่�ยมใชั้�ใน่การร"บสื่�งสื่"ญญาณีดาวเที่ยมได�แก� สื่ายอากาศแบบจัาน่ (Dish antenna) ซ่%�งที่+าหน่�าที่�สื่ะที่�อน่สื่"ญญาณีที่�ตกกระที่บผิ�วจัาน่สื่ายอากาศไปีย"งต"วปี อน่สื่"ญญาณีซ่%�งที่+าหน่�าที่�แปีลงคล��น่แม�เหล5กไฟุ้ฟุ้ าให�เปี6น่สื่"ญญาณีไฟุ้ฟุ้ า(กรณีร"บสื่"ญญาณี) หร�อใน่ที่างกล"บก"น่ ต"วปี อน่สื่"ญญาณีจัะแปีลงสื่"ญญาณีไฟุ้ฟุ้ าที่�ต�องการสื่�งให�เปี6น่คล��น่แม�เหล5กไฟุ้ฟุ้ าที่�เคล��อน่ที่�ไปีย"งผิ�วของจัาน่สื่ายอากาศเพื้��อสื่ะที่�อน่ไปีย"งที่�ศที่างที่�ต�องการสื่��อสื่าร สื่ายอากาศแบบยาก�(Yagi antenna) สื่ายอากาศแบบเกลยวที่�ม"กใชั้�ใน่ดาวเที่ยมสื่+าหร"บน่"กว�ที่ย�สื่ม"ครเล�น่ สื่ายอากาศแบบแพื้ที่ซ่) (Patch antenna)ซ่%�งม"กจัะพื้บใน่เคร��องร"บ GPS เปี6น่ต�น่ ด"งแสื่ดงใน่ร�ปีที่� 5

ร�ปทำ�� 5 ติวอย%างสายอากาศแบบจัานสะทำ�อน สายอากาศ GPS และสายอากาศส�าหรบดาวเทำ�ยมของ

นกว#ทำย'สมครเล%น ติามล�าดบ

ชุ'ดขยายสญญาณแบบสญญาณรบกวนติ��า (Low Noise Amplifier - LNA)

LNA ม"กจัะต�อไว�ใกล�ก"บต"วสื่ายอากาศ เปี6น่อ�ปีกรณี)ที่�ก+าหน่ดค�ณีสื่มบ"ต�ความสื่ามารถ้ำใน่การร"บสื่"ญญาณี ชั้�ดขยายสื่"ญญาณีน่#มหน่�าที่�ขยายสื่"ญญาณีว�ที่ย�หร�อไมโครเวฟุ้ที่�ร"บมาได�จัากสื่ายอากาศให�มความแรงเพื้��มข%#น่ โดยให�ก+าเน่�ดสื่"ญญาณีรบกวน่ออกมาต+�ามาก สื่"ญญาณีที่�เด�น่ที่างมาจัากระยะไกลหลายร�อยก�โลเมตรจัะมขน่าดลดลงอย�างมาก และอาจัจัะมค�าใกล�เคยงก"บสื่"ญญาณีรบกวน่ที่�มอย��หร�อที่�วงจัรขยายสื่ร�างข%#น่ ด"งน่"#น่การขยายสื่"ญญาณีโดยไม�สื่ร�างสื่"ญญาณีรบกวน่เพื้��มข%#น่มาจั%งมความสื่+าค"ญมากๆ และใน่กรณีที่�ต�องการให�สื่"ญญาณีรบกวน่ต+�ามากอาจัจั+าเปี6น่ต�องควบค�มอ�ณีหภ�ม�ของวงจัรขยายและเคร��องร"บ ให�มค�าต+�าๆ โดยใชั้�เคร��องปีร"บอากาศ หร�อการหล�อเย5น่

ชั้�ดขยายสื่"ญญาณีน่#อาจัจัะรวมชั้�ดแปีลงความถ้ำ�ของสื่"ญญาณีเอาไว�ใน่ต"วด�วยซ่%�งจัะเรยกว�า LNB (Low noise block) ที่+าหน่�าที่�ขยายสื่"ญญาณีและแปีลงความถ้ำ�ให�ต+�าลงที่+าให�สื่ามารถ้ำใชั้�ระบบสื่ายสื่�งสื่"ญญาณีที่�มราคาถ้ำ�กลงและมการสื่�ญเสื่ยของสื่"ญญาณีใน่สื่ายสื่�งน่�อยลงเพื้��อน่+าสื่"ญญาณีจัากสื่ายอากาศมาย"งชั้�ดเคร��องร"บสื่"ญญาณีที่�อย��ใน่ห�องภายใน่อาคาร

ทำ%อน�าคล��น(Wave Guide)

เปี6น่อ�ปีกรณี)ที่�น่+าสื่"ญญาณีไมโครเวฟุ้จัากจัาน่สื่ายอากาศมาย"งอาคารที่�เคร��องร"บสื่�งว�ที่ย�ต�ดต"#งอย�� ที่�อน่+าคล��น่โดยที่"�วไปีสื่ร�างจัากแผิ�น่โลหะและมร�ปีที่รงเปี6น่สื่�เหล�ยมผิ�น่ผิ�า และมขน่าดที่�เหมาะสื่มก"บค�าความถ้ำ�ของสื่"ญญาณีที่�ต�องการล+าเลยง ซ่%�งควรจัะมการสื่�ญเสื่ยใน่ที่�อน่+าคล��น่ไม�มาก เพื้ราะการลดที่อน่ของสื่"ญญาณีใน่ที่�อน่+าคล%�น่จัะที่+าให�สื่"ญญาณีที่�เข�าสื่��เคร��องร"บต+�าลง ใน่กรณีที่�ความถ้ำ�ที่�ต�องการร"บไม�สื่�งก5จัะใชั้�สื่ายสื่�งแบบโคเอ5กเชั้ยลแที่น่เพื้ราะมราคาถ้ำ�กกว�าและใชั้�งาน่สื่ะดวกกว�ามาก

เคร��องรบว#ทำย'

จัะที่+าหน่�าที่�แยกข�อม�ลข�าวสื่ารหร�อสื่"ญญาณีที่�สื่�งมาก"บสื่"ญญาณีดาวเที่ยม ใน่กรณีที่�เปี6น่ข�อม�ลด�จั�ที่"ลก5จัะมโมเด5มที่+าการแปีลงสื่"ญญาณีให�เปี6น่ข�อม�ลด�จั�ที่"ล

เคร��องสื่�งว�ที่ย�

ที่+าหน่�าที่�ตรงข�ามก"บเคร��องร"บว�ที่ย� ใน่กรณีที่�เปี6น่ข�อม�ลด�จั�ที่"ล โมเด5มจัะที่+าการเข�ารห"สื่สื่"ญญาณีและปีร"บแต�งสื่"ญญาณีก�อน่ที่�เข�ามาย"งเคร��องสื่�ง ข�อม�ลข�าวสื่ารที่�จัะสื่�งออกไปีจัะถ้ำ�กผิสื่มก"บความถ้ำ�ว�ที่ย�หร�อไมโครเวฟุ้ ก�อน่ที่�จัะถ้ำ�กขยายด�วยวงจัรขยายก+าล"งและผิ�าน่ไปีย"งสื่ายอากาศต�อไปี

ระบบส��อสารดาวเทำ�ยมหล"งจัากที่�ดาวเที่ยมถ้ำ�กสื่�งข%#น่สื่��อวกาศแล�ว

การสื่��อสื่ารต�ดต�อก"บดาวเที่ยมจัะถ้ำ�กจั+าก"ดเพื้ยงการใชั้�สื่"ญญาณีคล��น่ว�ที่ย�เพื้ยงอย�างเดยว เน่��องจัากดาวเที่ยมโคจัรอย��บน่อวกาศเหน่�อพื้�#น่โลกหลายร�อยก�โลเมตร ระบบสื่��อสื่ารดาวเที่ยมของดาวเที่ยมแต�ละดวงจัะมความซ่"บซ่�อน่แตกต�างก"น่ โดยข%#น่อย��ก"บจั�ดปีระสื่งค)การใชั้�งาน่ของดาวเที่ยมดวงน่"#น่ๆ

ใน่ย�คแรกเร��มก�อน่ที่�จัะมการสื่�งดาวเที่ยมข%#น่สื่��อวกาศน่"#น่ ได�มการที่ดลองสื่�งชั้�#น่โลหะขน่าดเล5กหลายๆชั้�#น่ข%#น่ไปีสื่��อวกาศเพื้��อเปี6น่ต"วสื่ะที่�อน่คล��น่ความถ้ำ�ว�ที่ย�ที่�สื่�งจัากสื่ถ้ำาน่บน่พื้�#น่โลกกล"บมาย"งอกจั�ดหน่%�งบน่พื้�#น่โลกซ่%�งต�องการสื่��อสื่ารไปีถ้ำ%ง ต�อมาภายหล"งดาวเที่ยมหลายต�อหลายดวงได�ถ้ำ�กสื่�งข%#น่สื่��ห�วงอวกาศเพื้��อที่+าหน่�าที่�ที่วน่สื่"ญญาณีที่�สื่�งข%#น่ไปีกล"บมาย"งอกจั�ดหน่%�งบน่โลก การที่วน่สื่"ญญาณีน่#จัะมการเปีล�ยน่ชั้�องความถ้ำ�ไปีจัากเด�มด�วยเพื้��อไม�ให�เก�ดการรบกวน่ก"น่ก"บสื่"ญญาณีความถ้ำ�ขาข%#น่ และย"งที่+าให�สื่ามารถ้ำที่+าการร"บและสื่�งสื่"ญญาณีได�อย�างต�อเน่��องตลอดเวลา

ร�ปทำ�� 1 INTELSAT I (Early Bird) เป+นดาวเทำ�ยมเพ��อการส��อสารดวงแรกของโลกได�ถู�กส%งข-.นส�%วงโคจัร เม��อ 6 เมษายน 2508 ส�งจัากพ�.นโลก 22300 ไมล0 เหน�อ

ทำะเลแอติแลนติ#กและได�ให�บร#การระบบโทำรศพทำ0 240 ชุ%องสญญาณ และระบบโทำรทำศน0ระหว%าง

ย'โรปและอเมร#กาเหน�อ

ต"วอย�างของดาวเที่ยมที่�ใชั้�ใน่การร"บสื่�งสื่"ญญาณีโที่รที่"ศน่)เชั้�น่ INTELSAT I หร�อEarly Bird ซ่%�งมวงจัรสื่��อสื่ารเพื้ยงหน่%�งที่ราน่สื่ปีอน่เดอร) และ ไที่ยคม 1A ซ่%�งมวงจัรสื่��อสื่าร 15 ที่ราน่สื่ปีอน่เดอร) ดาวเที่ยมที่"#งสื่องดวงน่#มอาย�ต�างก"น่เก�อบสื่ามสื่�บปี( จั%งมระบบสื่��อสื่ารที่�ซ่"บซ่�อน่แตกต�างก"น่ แต�ก5ที่+าหน่�าที่�เดยวก"น่ค�อ ที่วน่สื่"ญญาณีกล"บมาย"งพื้�#น่โลก โดยอาศ"ยระบบสื่��อสื่ารคล�ายๆก"น่

ร�ปทำ�� 2 ดาวเทำ�ยมไทำยคม 1A ถู�กส%งข-.นส�%วงโคจัรเม��อวนทำ�� 17 ธันวาคม 2536 เป+นดาวเทำ�ยมดวงแรกของไทำยม�ชุ%องการส��อสารส�าหรบย%านความถู�� C-Band 12 ทำรานสปอนเดอร0 และ Ku-band 3

ทำรานสปอนเดอร0

องค0ประกอบของระบบส��อสารดาวเทำ�ยมโดยทำ�วไป

ปีระกอบด�วยสื่องสื่�วน่หล"ก ได�แก� สื่ถ้ำาน่ฐาน่ และ ดาวเที่ยม การต�ดต�อสื่��อสื่ารระหว�างดาวเที่ยมก"บสื่ถ้ำาน่ต�างๆ อาจัจัะเปี6น่ไปีได�ที่"#งการสื่��อสื่ารแบบที่างเดยว(ร"บสื่"ญญาณีเพื้ยงอย�างเดยว) และการสื่��อสื่ารแบบสื่องที่าง(ที่"#งร"บและสื่�งสื่"ญญาณี) โดยสื่��อกลางที่�เปี6น่คล��น่ความถ้ำ�ว�ที่ย� แต�การต�ดต�อสื่��อสื่ารระหว�างสื่ถ้ำาน่ฐาน่ก"บเคร�อข�ายของผิ��ใชั้�งาน่อาจัเปี6น่ได�ที่"#งผิ�าน่คล��น่ว�ที่ย�และสื่ายเคเบ�ล

ข�อม�ลหร�อข�าวสื่ารที่�ต�องการสื่��อสื่ารผิ�าน่ดาวเที่ยมมที่"#งข�อม�ลที่�เปี6น่แอน่าลอก และ ข�อม�ลที่�เปี6น่ด�จั�ที่"ล ต"วอย�างข�อม�ลที่�เปี6น่แอน่าลอก เชั้�น่ภาพื้และเสื่ยงของสื่"ญญาณีโที่รที่"ศน่)ว�ที่ย� สื่�วน่ต"วอย�างข�อม�ลที่�เปี6น่ด�จั�ที่"ลเชั้�น่ ไฟุ้ล)ข�อม�ลด�จั�ที่"ล ภาพื้ถ้ำ�ายจัากดาวเที่ยม เปี6น่ต�น่ ข�อม�ลที่�ต�องการสื่��อสื่ารเหล�าน่"#น่อาจัจัะถ้ำ�กสื่�งจัากสื่ถ้ำาณีภาคพื้�#น่ด�น่ไปีย"งดาวเที่ยมโดยผิ�าน่ที่างชั้�องความถ้ำ�ว�ที่ย�ขาข%#น่ (Uplink) ดาวเที่ยมจัะที่+าหน่�าที่�คล�ายๆก"บต"วสื่ะที่�อน่สื่"ญญาณีกล"บมาย"งอกจั�ดหน่%�งบน่พื้�#น่โลก แต�จัะเปีล�ยน่ชั้�องความถ้ำ�ว�ที่ย�ไปีเปี6น่ความถ้ำ�ว�ที่ย�ขาลง (Downlink) ชั้�องความถ้ำ�สื่+าหร"บใชั้�งาน่ใน่การสื่��อสื่ารดาวเที่ยมน่#สื่ามารถ้ำแบ�งชั้�วงความถ้ำ�ใชั้�งาน่ได�หลายชั้�วงค�อ

ติารางความถู��แถูบความถู�� ชุ%วงความถู��-L band 1 ถ้ำ%ง 2 GHz -S band 2 ถ้ำ%ง 4 GHz-C band 4 ถ้ำ%ง 8 GHz-X band 8 ถ้ำ%ง 12 GHz-Ku band 12 ถ้ำ%ง 18 GHz -K band 18 ถ้ำ%ง 26.5 GHz-Ka band 26.5 ถ้ำ%ง 40 GHz -Q band 30 ถ้ำ%ง 50 GHz -U band 40 ถ้ำ%ง 60 GHz -V band 50 ถ้ำ%ง 75 GHz -E band 60 ถ้ำ%ง 90 GHz -W band 75 ถ้ำ%ง 110 GHz -F band 90 ถ้ำ%ง 140 GHzD band 110 ถ้ำ%ง 170 GHz

ที่�มา-http://www.space.mict.go.th/knowledge.php?

id=satcomm-http://ns.dkt.ac.th/webkru/apchart/dara/

daratest3.html

แบบทำดสอบก%อนเร�ยน-หลงเร�ยนข�อทำ�� 1)

มน'ษย0ได�ส%งดาวเทำ�ยมหร�อยานอวกาศไปโคจัรรอบโลกได�โดยอาศยพาหนะใด   1.จัรวด   2.กระสวยอวกาศ   3.ยานขนส%งอวกาศ   4.ยานขนส%งดาวเทำ�ยม

ข�อทำ�� 2)ระบบขนส%งอวกาศป4จัจั'บนได�พฒนาและออกแบบไว�อย%างไร   1.เคล��อนทำ��ได�เร6ว   2.น�ามาใชุ�ใหม%    3.น�.าหนกเบา   4.ประหยดพลงงาน

ข�อทำ�� 3)ข�อใดไม%ใชุ%ส%วนประกอบของระบบขนส%งอวกาศ   1.ถูงเชุ�.อเพล#งภายนอก   2.ยานขนส%งอวกาศ   3.จัรวดเชุ�.อเพล#งแข6ง    4.ยานขนส%งดาวเทำ�ยม

ข�อทำ�� 4)ผลของร%างกายในข�อใดทำ��ไม%ได�เก#ดจัากการด�ารงชุ�ว#ติในอวกาศ    1.โลห#ติจัาง   2.หวใจัทำ�างานชุ�าลง   3.กล�ามเน�.อม�ขนาดเล6กลง   4.กระด�กเปาะและแติกหกง%าย

ข�อทำ�� 5)มน'ษย0อวกาศจัะติ�องเติร�ยมติวอย%างไร ในการด�ารงชุ�ว#ติในอวกาศ    1.น�งสมาธั#เป+นประจั�า   2.ออกก�าลงอย%างหนก    3.นอนพกผ%อนให�มาก    4.รบประทำานอาหารเสร#มพ#เศษ

เฉลย1.ตอบ ข�อ 12. ตอบ ข�อ 2 3. ตอบ ข�อ 44. ตอบ ข�อ 15. ตอบ ข�อ 2