Satellite Communication

วัตถุประสงค์         

1. เพื่อให้เข้าใจวิธีการและรู้จักอุปกรณ์ในการรับสัญญาณจากดาวเทียม 

2. เพื่อให้ทราบวิธีคำนวณมุม look angle 

3. เพื่อฝึกการใช้งานและอ่านค่าจากเครื่องวิเคราะห์แถบความถี่ 

เครื่องมือและอุปกรณ์     

1. จาน 120 cm. Parabolic และ จาน 90cm. offset parabolic

2. Ku band Feed & LNB

3. RG 6 A/U Transmission Line

4. Spectrum Analyzer 

5. Bias Tee network

6. Inclinometer

7. Magnetic Compass 

วิธีการทดลอง 

1. ต่ออุปกรณ์ตามรูป

     ความถี่ขาลงที่สามารถรับได้จากดาวเทียม THAICOM5 มีค่าในช่วง 12.25 – 12.75 GHz ถูกแปลงค่าลดลงโดยการทำงานของ Ku band LNB ซึ่งมีออสซิเลเตอร์ แบบ DRO ความถี่ 11.30000 GHz. เมื่อความถี่ขาเข้าผสมกับความถี่ออสซิเลเตอร์ เราจะได้ความถี่ ผลต่าง ในช่วง 950 - 1450 MHz

2. ตั้งค่าในเครื่องวิเคราะห์แถบความถี่ดังนี้: 

    - Center frequency                      1200 MHz. 

    - Span                                          500 MHz 

    - Reference level                        -60 dBm 

    - Vertical scale                            2 dB/div. 

    - Resolution bandwidth               1 MHz. 

    - Video filter                                10 KHz. 

3. จ่ายแรงดันไบอัส LNB ที่18 V dc.จำกัดกระแสที่ 0.3 แอมป์ 

4. ถ้าหากตั้งมุมเงยและมุมกวาดถูกต้องจะสามารถสังเกตุว่ามีสัญญาณคลื่นพาห์( C ) เข้าเครื่องวิเคราะห์แถบความถี่ ในช่วง 950 - 1450 MHz. โดยมีระดับสัญญาณสูงกว่าระดับน้อยส์ ( N) ซึ่งสามารถปรับให้อัตราส่วน C/N สูงขึ้นอีกโดยการขยับมุมกวาด และมุม เงยเล็กน้อย 

5. ปรับให้สามารถอ่านค่า C/N สูงสุด โดยการค่อยๆ หมุน LNB ให้การวางตัวของ LNB ตรงกับระนาบคลื่นที่เข้ามา 

6. อ่านค่าความถี่ตรงกึ่งกลางของแต่ละคลื่นพาห์ ซึ่งเท่ากับผลต่างระหว่างความถี่ส่งขาลงลบด้วยความถี่ออสซิเลเตอร์ 11300 MHz และวาดรูปสเปคตรัมที่สังเกตได้ทั้งสองระนาบคลื่น

7. ทดลองปรับระยะโฟกัสของจาน เมื่อทำการปรับ focal point จะเห็นว่า ระดับสัญญาณที่อ่านได้จาก spectrum analyzer มีระดับ ลดลงถ้า sub reflector ไม่ได้อยู่ที่ focal point ของจานดาวเทียมทำให้รับสัญญาณที่สะท้อนมาจากreflectorได้น้อยลง 

8. ทดลองเปลี่ยน Polarizationโดยการหมุน LNB ทำการหมุนปรับ polarization ของ LNB ไป 90 องศา ทำให้สายอากาศไปรับสัญญาณอีกระนาบหนึ่งแทนโดยสังเกตความแตกต่างของสเปคตรัมที่แสดงในเครื่องวิเคราะห์ 

9. ทดลองเปลี่ยน Polarizationโดยการเปลี่ยนค่าแรงดันเปลี่ยนค่าแรงดันไบอัสจาก 18V เป็น 13V เท่ากับการหมุนปรับ polarizationของLNB ไป 90 องศาทำให้สายอากาศไปรับสัญญาณอีกระนาบหนึ่งแทน 

10. แสดงสเปคตรัมที่รับได้เมื่อใช้แรงดันไบอัส 18 V. 

11. แสดงสเปคตรัมที่รับได้เมื่อใช้แรงดันไบอัส 13V. 

12. ระบุ Polarization, Beam ของผลการทดลองข้อ 9 และ 10

ผลการทดลองทสี่ังเกตุได้จากจอภาพของเครื่องวเิคราะห์แถบความถี่ 

ผลการทดลอง

1. ทำการป้อนแรงดัน 18 V เข้า LNB  ซึ่งทำให้สามารถรับสัญญาณของดาวเทียม thaicom 5 ได้

- สัญญาณคลื่นพาร์ในช่วง 950 - 1450 MHz

จากรูปจะสังเกตว่ามีคลื่นพาร์อยู่ ถึง 11 ลูกคลื่น

- ทำการหา Center frequency ของแต่ละลูก

  1.1 center frequency =  972 MHz

1.2 center frequency =  1.013 GHz

1.3 center frequency =  1.0565 GHz

1.4 center frequency =  1.09675 GHz

1.5 center frequency =  1.13825 GHz

1.6 center frequency =  1.18 GHz

1.7 center frequency =  1.22225 GHz

1.8 center frequency =  1.263 GHz

1.9 center frequency =  1.305 GHz

1.10 center frequency =  1.358125 GHz

1.11 center frequency =  1.418875 GHz

2. ทำการป้อนแรงดัน 13 V เข้า LNB  ซึ่งทำให้สามารถรับสัญญาณของดาวเทียม thaicom 6 ได้

- สัญญาณคลื่นพาร์ในช่วง 950 - 1450 MHz

จากรูปจะสังเกตว่ามีคลื่นพาร์อยู่ ถึง 11 ลูกคลื่น

- ทำการหา Center frequency ของแต่ละลูก

  2.1 center frequency =  974 MHz

 2.2 center frequency =  1.01375 GHz

 2.3 center frequency = 1.056  GHz

 2.4 center frequency =  1.1055 GHz

 2.5 center frequency =  1.168875 GHz

 2.6 center frequency =  1.221375 GHz

 2.7 center frequency =  1.263375 GHz

 2.8 center frequency =  1.304875 GHz

 2.9 center frequency =  1.346625 GHz

 2.10 center frequency =  1.387875 GHz

 2.11 center frequency =  1.428125 GHz

วิจารณ์ผลการทดลอง

     เมื่อทำการจ่ายแรงดันไบอัส เข้าที่ LNB ที่แรงดัน 18 V. และ 13 V. นั้นหมายถึงการป้อนแรงดันเพื่อให้จานรับสัญญาณสามารถรับสัญญาณของดาวเทียมที่เราต้องการจะรับได้ โดย เมื่อป้อน 18 V. จานรับสัญญาณจะสามารถรับดาวเทียม Thaicom 5 ได้ และเมื่อป้อน 13 V. จานรับสัญญาณจะสามารถรับดาวเทียม Thaicom 6 ได้  ซึ่งเมื่อนำสัญญาณจาก LNB เข้า Bias Tee network และเข้า Spectrum Analyzer  และค่าที่ออกมาภายในช่วง 950 - 1450 MHz เมื่อได้ค่า center frequency นั้นคือค่าความถี่ที่ใช้จริงของดาวเทียมนั้นๆ  โดยในการที่จะได้สัญญาณที่เที่ยงตรง เราจะต้องติดตั้งอุปกรณ์จานรับสัญญาณให้ ตรงกับตำแหน่งที่ดาวเทียมส่งสัญญาณ และเนื่องจากจุดใต้ดาวเทียมอยู่ทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ของสถานีรับสัญญาณ ดังนั้นจึงต้องหันจานรับสัญญาณไปที่พิกัด

  

ซึ่งเมื่อเราทำให้จานรับสัญญาณอยู่ตำแหน่งที่ชี้ไปกับดาวเทียมแล้ว เราจะสังเกตเห็นว่า ที่ Spectrum Analyzer มีระดับสัญญาณที่สูงขึ้นกว่าก่อนทำการปรับ

   อีกปัจจัยที่มีผลต่อการรับสัญญาณจากดาวเทียม คือ รูปแบบของจานรับสัญญาณควรเลือกตามความเหมาะสมกับ ความเข้มของสัญญาณที่ส่ง

สรุปผลการทดลอง

     จากการทดลองเรื่องการรับสัญญาณจากดาวเทียม  เราสามารถรับสัญญาณจากดาวเทียมอย่างเที่ยงตรงได้ ก็ต่อเมื่อ ติดตั้งจานรับสัญญาณให้ตรงกับตำแหน่งที่ดาวเทียมที่ส่งสัญญาณ โดยเราจะทำการปรับ polarization จากการคำนวณ และจ่ายแรงดันไบอัสเข้า LNB เพื่อที่จะได้รับสัญญาณของดาวเทียมดวงที่ต้องการ ซึ่งสัญญาณที่เราได้รับจากดาวเทียมนั้นจะเป็นสัญญาณ carrier หลายๆช่องสัญญาณ