UYDULARDAN DOĞRUDAN YAYIN

uydulardan doğrudan yayın

Haşmet ESEN

UDK: 621.396.946:621.397.13

ÖZET

Yapay uyduların en önemli kullanım alanlarından biri de kitle iletişimidir. Günümüzde uyduların yayın amacıyla kullanıldığı birçok örnek bulunmaktadır. Ancak bu örneklerde genellikle bir program bir yer istasyonu aracılığıyla uyduya gönder ilmekte, uydu bu programı diğer yer istasyon lar ma iletmekte, yer istasyonları ise aldıkları bu programı TV verici istasyonlarına yer dizgeleri (radyo link) gibi kul lanarak ulaştırmaktadır. Bu yazıda ise program aktarmada yeni bir yöntem olan, son yıllarda üzerinde yoğun çalışmalar yapılan ve uydudan doğrudan TV alıcılarına yayını kapsayan doğrudan yayın uyduları nın ne olduğu, bu amaçla kullanılacak yörüngenin ve uydunun yapısı ile doğrudan yayın için kullanılma sı planlanan 12 GHz bandının yayılım özellikleri inceleniyor. Daha sonra ise ülkemizin de içinde bu lunduğu doğrudan yayın dizgesinin planlanmasına ilişkin çalışmalar hakkında ayrıntılı bilgi veriliyor.

SUHmRY in this article, a relatively new method by which television programs are transmitted from the commu nication satellite directly to the reciever antenna is described. The characteristics of these satel lites, their orbits and the 12GHz band which is allocated for direct Communications are investigated. The planning of the direct Communications system in which Turkey also takes part is described in de tails.

1. GÎRÎŞ

Yapay uydu teknolojisine girilen ilk günlerden be ri olabilir kullanım amaçlarından biri olarak iz leyici tarafından doğrudan doğruya alınabilecek TV veya radyo yayınları düşünülegelmiştir. Başlan gıçta uzak bir olasılık gibi görünen bu uygulama günümüzde ulaşılan teknolojik düzey ile gerçekleş tirilebilirlik boyutlarına ulaşmıştır. Burada uy du yayın teknolojisi üzerinde genel bilgi, özel likle son beş yılda yapılan çalışmalar, konunun ekonomik sosyal ve kültürel yönleri ile ülkemiz için irdelenmesi verilmeye çalışılmıştır.

Radyo ve TV yayınlarını bireylere ve kitlelere ulaştıran bildiğimiz verici istasyonlarının yeri ni alacak gökte asılı, yere göre sabit bir yapay uydu kullanımını öneren çevreler ilk gerekçe ola rak yayıncılığın teknik yönden içinde bulunduğu sıkışık durumu öne sürmektedirler. Bu nedenle sö zü edilen duruma bir göz atmak yararlı olacaktır.

1.1. Yayıncılıkta Bugünkü Durum

Bir antenden boşluğa yayılan elektromagnetik dal gaların dileyen ve uygun alıcıya sahip herhangi

Haşmet Esen, TRT

bir kimse tarafından alınabilmesi kitle iletişim dizgesinin özel bir bölümü olan "yayıncılığı" ta nımlamaktadır. Böylece yayıncılık ve yayın kavra mı diğer parametrelerden soyutlanmış yalnızca şu özellikleri olan uziletişim türünü içermektedir.

• Ortak ilgi ve yönleri olan kitlelere tümden seslenme,

• Bireysel olarak veya küçük gruplar halinde di leğe bağlı alış,

• Elektromagnetik dalga kullanımı.

Böylece "yayın" sözcüğü ile pratik olarak radyo ve televizyon yayınları kasdedilmekte, basılı ya yınlar, akustik yayın dizgeleri vb. bu kavramın dışında tutulmaktadır.

Bundan 60 yıl öncesi 1917'lerde deneysel olarak radyo yayınlarının başlaması ile dünyada yayıncı lık dönemine girilmiştir. Ülke yöneticileri, ken di halkları ve ilgilendiği sınır ötesi halfclara bu kadar kolay ve çabuk ulaşım sağlayan radyo ya yıncılığını vazgeçilmez bir güç olarak alabildi ğine benimsemiş ve tüm yeryüzünde bir patlama şek linde yayılmıştır. Ortamın etkinliği özellikle peşpeşe gelen iki dünya savaşında kanıtlanmıştır. Radyonun gerçekleşmesi artık düş kurma yerine tek

nik olanakların zorlanarak televizyonun ortaya çıkarılabileceğini göstermiştir, liu zorlamanın Avrupada 1936, Amerika'da ise 1940'larda sonuçla rını verdiğini ve TV'nin ortaya çi' tığını görmek teyiz.

Yayıncılıkta kullanılan elektror,agnetik dalgalar için bir disiplin zorunluluğu belirince tüm kul l a n ı l a b i l i r dalga sıklığı kuş i» in d a b e l i r l i bant lar bu amaca ayrılmıştır. Gerçek disiplin için bu da yeterli olmamış ülkel°ıarası konferanslarla zaman zaman bu bantlar iç'.nde yayın kanalı payla şımı planlaması yapılır,? rftır. Gelişmenin başdöndü rücü hızı ve ülkeleri .ı bu ortamı kullanma hırsla rı o kadar büyük olmuştur ki örneğin, orta dalga bandında düşünülenin onlarca katı istek yapılmış t ı r . 1974 ve 1975'de iki ayrı oturumda bir araya gelen Amerika k ı t a s ı dışında yaşayan tüm ülke ler, iyi niyetli planlama çalışmalarından genel olarak gülünç denebilecek derecede kötü sonuçlar la dönmüşlerdir. Aynı yayın kanalının birçok ülke tarafından hem de gerekenden fazla güçlü verici lerle tekrar tekrar kullanımı sonucu, örneğin 1200 kW gücünde bir vericinin gece rahat dinletim alanı yarıçapının 27 km'ye kadar düştüğü belir t i l i r s e , durumun bu bantta gerçekten ne ölçüde sıkışık olduğu ortaya çıkar.

TV'de durum bu kadar sıkışık olmamakla birlikte yine de çok büyük istek olduğu ortadadır. 1961'de yapılan Stokholm planı ÇYS (Çok Yüksek Sıklık) ve AYS (Aşırı Yüksek Sıklık) bantlarında Avrupa Ya yın Bölgesinde toplam yaklaşık 5600 verici için sıklık ayırımı yaptığı halde 1974 sonuna kadar EBU (Avrupa Yayın Birliği) üyesi ülkeler 12500 civarında verici ve aktarıcıyı hizmete sokmuşlar dır. Durum böyle iken yine de planda öngörüldüğü şekilde her ülkenin 4 program kapsaması yapabil diği söylenemez. Özellikle Avrupanın gelişmiş ül kelerinin fazla program kanalı veya komşu ülkele rinin yayınlarını izleme isteklerini yeryüzü üze ri yayın dizgeleri ile karşılıyabilmek son derece güç, belki de olanaksız hale gelmiştir.

1.2. Uydulardan Yayının Çekiciliği

Yukarıda kısaca değinildiği gibi gelişmiş ülkeler de doğrudan yayın uyduları daha fazla sayıda yayın izleme olanağı yaratacağı gerekçesi ile çekici gösterilmek istenmektedir. Şimdilik uyduları çeki ci, bazan zorunlu gösterme çabalarının altındaki ekonomik ve politik nedenlerin incelenmesini biraz ileriye bırakarak yukardakilerin dışında dayandı rılmak istenen diğer nedenleri ele alalım.

Yeryüzünde henüz TV yayıncılığına başlamamış ve ya başlamış olsa bile geliştirememiş birçok ülke vardır. Bunlar arasında yüzeysel link dizgeleri kurulamıyacak kadar uzak ve çok sayıda adalardan kurulu devletler, nüfusunun bir kısmı ana kütleden kopuk çöl veya orman içinde küçük dağınık gruplar halinde yaşayan ülkeler, yüzölçümü çok büyük oldu ğu için TV şebekesini yeniden kurmakta aynı dere cede büyük ilk yatırım gerektiren ülkeler bulun maktadır. Bunların t:imü gelişir.ekte olan ülkeler dir. Hemen hepsinde halk en ilkel eğitim ye_ileti şim aracından yoksundur. Bu ülkelerde TV'nin uy gulamaya konması öncelikle kitle eğitimi açısından

önem kazanmaktadır. Yine bu ülkelerin büyük çoğun luğunda çeşitli etnik gruplar yaşamakta ve birden fazla sayıda dil konuşulmaktadır. Yerel dizgeler kurulsa bile ülkeyi bir program kanalıyla kapsama yeterli olamıyacaktır.

Bunlar uydu kullanımını zorunlu gösteren örnekler dir. Uydu yayın dizgelerinde düşünülen bazı üstün lükler bu zorunluluğu duymayan en az bir o kadar ülkeyi de bu uygulamaya doğru çekmektedir. Dizge nin bu ülkeler için çekici gelen bazı özellikleri şu şekilde sıralanabilir:

• Ülke büyük ve dağlıksa bir program için % 100'e yakın kapsama çok aşırı sayıda verici ve akta rıcıyı gerektirmekte, buna karşılık uydu yönte mi ile bir tek uydu ve çok az sayıda aktarıcı ile ve üstelik en az 4 kez kapsama kolaylıkla sağlanabilmektedir.

• Yeryüzündeki vericilere program aktarmak için ayrı bir link dizgesi gereklidir. Uydu yönte minde bu tek bir linkle sağlanmaktadır.

• Dilenirse 1 TV kanalı yerine 16 SB (Sıklık Bin dirimli) ses yayını veya 8 stereo ses yayını veya 4 TV yayınının her biri için 4 değişik dil de ses kanalı ile birlikte gönderme veya bir başka düzenleme yapma olanağı vardır.

• Bazı ülkeler özel uziletişim uydularını yörün geye oturtmak durumundadırlar. Aynı uyduya ge rekli donatımın eklenmesi ile TV yayını sorunu nun da çözümlenebileceği düşünülmektedir.

• Uydunun davranışını izleyip güdümleyecek ve ona program gönderecek dizge yeristasyonu dışında hiçbir işletme ve bakım yükü gerektirmemektedir.

Bu özellik ve üstünlüklerin yanı sıra bazı ülke lerce değişik ve ilginç yaklaşımlar da gözlenmek tedir. Özellikle petrol zengini bazı ülkelerin bir zenginlik gösterişi uğruna yakın gelecekte özel TV uydularına sahip olacaklarını gösteren belirtiler vardır.

2. DOĞRUDAN YAYIN UYDULARI NEDÎR?

Bu noktada belki biraz geriye gidip doğrudan ya yın uyduları nedir ve ne değildir sorularını aç makta yarar vardır. Mikrofon ve kamera uçlarından başlayıp bireyin evindeki hoparlör ve ekranda ses ve görüntü olarak sonuçlanan yayın zincirinden geçirilen ve program adı verilen bilgi bu zincir içerisinde çeşitli şekil ve ortam değişikliklerine uğramaktadır. Ses ve görüntünün magnetik şerit, film, plak vb. ortamlara giriş çıkış ayrıntıları nı genel olarak program üretim aşaması içine alır sak basitleştirilmiş yayın zincirimizi Şekil 1' deki gibi düşünebiliriz.

J|Bjğlant (Mikrofon) ( Stüdyo > ( L i n k )

Şekil 1. Basitleştirilmiş yayın zinciri Bir doğrudan yayın uydusu bu zincirde A ve B uç ları arasında yer alan vericinin yerini tutmakta dır. Programın stüdyo çıkışına gelinceye kadar ge çirdiği aşamada uydular kullanılmış olabilir. An cak bu uydular bir TV yayınını iletmiş olsalar

bile doğrudan yayın uydusu tanımının dışındadır lar. Kurovision yoluyla örneğin Amerika ve Uzak Dofudan Intelsat uyduları aracılığıyla alınmış görüntüler zincirin C noktasında girdi yapmak tadır. Dizgenin seslendiği birey, TV programını ileten bu Intelsat uydusundan görüntü almak ola nağından yoksundur. Tanımdaki ön koşul bireyin veya k i t l e l e r i n doğrudan a l ı ş yapabilmesi oldu ğundan örne*imizdeki uydu bir yayın uydusu değil dir.

Bir yayın uydusundan gelen program imleri,birey lerin özel a l ı ş yapmalarını olanaksız kılacak ya hut çok pahalı düzenekler gerektirecek düzeyde düşük olabilir. Bu durumda a l ı c ı merkezleri kurup programı bireylere kablo veya küçük v e r i c i l e r l e aktarmak söz konusu olmaktadır. Toplu a l ı ş dedi ğimiz bu dizgedeki uydu da yine bir doğrudan ya yın uydusu olarak nitelendirilmektedir.

2 . 1 . Uydu Yörüngesi

Kepler yasasına bağlı olarak yer küresi çevresin de dönen bir cisim onun uydusu olur. Bu uydunun çizebileceği yörünge sayısı sonsuzdur. Genel ola rak bozucu ek etkenlerin bulunmadığı sürece uzay daki tüm yörüngeler çember, e l i p s , hiperbol, pa rabol gibi bir konik kesitine uyarlar. Yörünge kapalı i s e yörünge çember veya e l i p s olur. Burada uydunun çevresinde dolaştığı ana kütle koniğin odak noktalarından birindedir (Daire her iki oda ğın üstüste geldiği özel bir e l i p s t i r ) .

Uyduların yer alabileceği sonsuz sayıdaki yörün geden ancak bir tanesi, yeryüzündeki herhangi bir noktaya göre, üzerindeki uydu konumu sürekli ola rak sabit kaldığı i ç i n , çok büyük önem taşımakta dır. Bu yörünge ekvator düzlemi üzerinde, çember sel ve üzerindeki uydu hızının yeryüzünün kendi ekseni çevresindeki dönme hızına açısal olarak e ş i t olduğu özel ve tek bir yörüngedir. î n g i l i z cede "geostationary" veya "geosynchronous" diye adlandırılan bu yörüngeye biz "yerle eşzamanlı yörünge" diyeceğiz.

Gerçek yerle eşzamanlı yörüngenin temel Newton mekaniği yasalarına göre hesaplanan ö z e l l i k l e r i Çizelge l'de verilmiştir.

nünde günde iki kez olmak üzere, gökte 8 çizermiş gibi salınım yapar. Fırlatışta yerle eşzamanlı yörüngeye tam olarak oturtmak gerçekleştirilse bile uydu ç e ş i t l i bozu cu etkenler yüzünden bu yörüngeyi uzun süre ko ruyamaz. Bu etkenlerin başlıcaları şunlardır: Güneşin çekim alanı yörünge düzleminin yılda yak laşık 0,27° sapmasına yol açar. Ayrıca yer, güneş yörüngesi i l e ekvator düzlemi arasındaki açı yü zünden 6 ayda bir yinelenen küçük salınımlar gö rülür. Benzer şekilde ay da uyduyu yörüngesinden saptırıcı etkiler gösterir. Bu kez ay yer, yer güneş ve uydu yer yörüngelerinin üçlü girişimi oldukça karmaşık sonuçlar yaratır. Sonuçta uydu yörüngesinde yılda en çok 0,68° en az 0,48° sap ma i l e 14 gün ve 18 y ı l çevrimli salınımlar görü lür. Yerin ekvatordaki k e s i t i tam bir çember de ğildir. Bu uydunun doğuya veya batıya doğru kay masına neden olur. Güneşten ulaşan ışınımın özel l i k l e uydunun geniş yüzeyli güneş panolarına uy guladığı basınç bile ihmal edilemiyecek kaymala ra yol açabilir.

Şekil 2. 'Yörüngedeki uydudan yayın

Tüm bu etkenleri yenebilmek için uydunun gaz ve elektronik tepki motorları ve bunlar için gerek li yakıtla donatılmış olması gerekmektedir. Gerçekten uyduya yüklenen yakıt kütleyi artırdığı i ç i n fırlatmada daha güçlü ve o ölçüde pahalı ro ketler kullanımını gerektirmekte, yakıtın bir dü zeyde sınırlandırılması ise uydu yaşam süresini doğrudan etkilemektedir.

2 . 2 . Uydu Tutulması

Yer çevresinde devir gerçek tam gün

t 86164,091 sn. 23 saat 56 dak. 4,091 sn.

Yerin ekvator yarıçapı r = 6378,16 km.

Yükseklik (yerden)

h = 35786,04 km.

Yörünge yarıçapı

r + h 42164,20 km.

Uydu hızı

v = 3,0747 km/sn.

1° yörünge yay uzunluğu = 735,9 km.

çizelge 1. Yerle eşzamanlı yörünge karakteristikleri

Uydu fırlatıldığında amaçlanan yörüngeye oturtmak tam olarak sağlanamıyabilir. Yörünge yarıçapı ç i zelgede verilenden farklı olursa uydu dogu batı yönünde sürekli olarak kayar. Örneğin yarıçapta 8 km'lik bir yanılgı uydunun her on günde 1° kay masına neden olur. Tam çembersel yörünge sağlana mazsa uydu doğu batı yönünde salınır. Uydu yörün gesi tam olarak ekvator düzlemi üzerinde olmazsa kuzey güney yönünde günde bir kez, doğu batı yö

Güneş yılda iki kez,ekinoks dönemlerinde,ekvator düzleminden geçmektedir. Bu dönemlerde,uydu boy lamına göre gerçek gece yarısında güneş, yer ve uydu bir doğru üzerinde sıralanmakta ve uydunun güneşi görmesi yer tarafından engellenmektedir. Ay ve güneş tutulmaları gibi buna da uydu tutul ması diyoruz. En uzun tutulmalar 72 dakika sür mekte ve 21 Mart i l e 23 Eylül günlerinde gözlem lenmektedir. Gerçekte bu günlerden önce ve sonra ki 22 gün içinde gittikçe azalan sürelerde uydu tutulması olmaktadır.

Uydularda yaşamsal işlevler için gerekli birkaç küçük akü dışında, kütleyi çok fazla arttırdığın dan akü dizgeleri bulunmamaktadır. Bu nedenle gü neş ışınlarının panolara ulaşımının engellendiği tutulma anlarında uydu enerji yetersizliğinden yayın yapamamaktadır. Yılda 88 gün karşılaşılan, süreleri 1 72 dakika arasında değişen geceyarısı dolayındaki bu kesintiler yayıncılık açısından önemli bir sakıncadır.

2.3. Uydunun Yörüngedeki Konumu

Yerle eşzamanlı yörünge üzerinden belirli bir böl geye yayın yapacak bir uydu için başlangıçta düşü nülebilecek en iyi konum yörüngenin o bölge orta sından geçen boylam düzlemini deldiği üst noktadır Bu konumda uydu yerden en büyük açıyla görünmek tedir. Örneğin ekvatordaki bir ülkenin yayın uy dusu 90 de yani zenit noktasında olabilir.

Uyduyu istenen hizmet bölgesi orta boylamı yerine daha batıda bir konuma almak yoluyla tutulmanın daha geç saatlerde başlaması sağlanabilir. Batıya doğru kaydırılacak her 1° için 4 dakikalık bir geciktirme söz konusudur. Ekvatora yakın enlemler de yeralan ülkeler için uydunun batıya kaydırılma sı önemli bir ,sorun yaratmaz. Ancak uydu görüş açısının olağan olarak düşük olduğu kutuplara ya kın ülkelerde bu kaydırma açıyı daha fazla küçül tecektir.

Uydu görüş açısının düşük olması özellikle enge beli ülkelerde uyduyu göremiyen bölgeler yarata cağı, atmosfer içinde alınan yayın yolu uzayaca ğından fazla yağışlı ülkelerde yağmur zayıflama sını artıracağı için sakıncalıdır.

Görüldüğü gibi uydu konumu seçiminde, doğu sını rı, tutulmadan dolayı yayın kesilmesinin istenen en erken zamana, batı sınırı ise ülke için onay lanabilecek en düşük görüş açısına bağlı olarak belirlenir, örneğin ülkemiz için yayın kesilmesi nin en erken 00,30 da başlaması ve ülke ortasında en düşük görüş açısının 30° olması sınır koşullar olarak ileri sürülürse 11,8° doğu ve 5,8° batı boylamları arasındaki yörünge yayı üzerinde her hangi bir nokta seçilebilir. Böylece kullanılabi lir yörünge yayı tanımlanmış olmaktadır. Gerçek ten ileride de.anlatılacağı üzere 1977 Cenevre Planlama Konferansında ülkemiz yayın uydusu için konum olarak 5° doğu boylamı seçilmiştir.

Uydunun yer üzerindeki bir noktaya göre çeşitli konum değerleri temel uzay geometri ve trigono metri kuralları ile hesaplanabilir.

Aşağıda hesap ayrıntılarına girilmeden bazı sonuç eşitlikler verilmektedir.

A, yer üzerinde enlemi <)>, boylamı uydu izdüşüm noktasına göre X olan bir nokta olsun. Bu nokta ile izdüşüm noktası arasındaki en kısa yolu veren uzun çember yayı B eşitlik (1) den bulunabilir.

CO8(5 = COS<f> • COSX

(D

A dan uyduya bakan çizginin A noktasındaki boylam düzlemi i l e yaptığı açıya uydunun azimutu diyoruz. Azimut a ç ı s ı e ş i t l i k (2) de verilmektedir.

tanÇ =

(2)

Uydu bakış çizgisinin A noktasındaki ufuk düzle miyle yaptığı açıyı uydu görüş açısı olarak ad landırmıştık. Uydu yükseklik açısı da diyebilece ğimiz bu 9 açısı yine uzay geometriye göre:

cosB tan9 =

(3)

sinB

r ve h değerleri Çizelge l'den yerine konursa;

t.n 6 =

0,151269 sing

(4)

elde edilmektedir.

A noktası ile uydu arasındaki d uzaklığı

d = 35786/l+0,41999(l cos6)

(5)

eşitliği ile bulunabilir.

2 . 4 . Kapsama Alanı

Yeryüzündeki küçük bir alana çok dar açılı bir ışınla yayın yapan bir uydu Şekil 2'de görülmek tedir. Uydunun tam tepede olmadığı, yani 6 uydu görüş açısının 90° den küçük olduğu (hemen her zaman böyledir) durumlarda ışın koni ğinin yeryüzündeki teğet düzlemle yaptığı kesit bir elipstir. B alanı d uzaklığına göre yeter öl çüde küçükse bu alan içindeki küre yüzeyini teğet düzlemle çakışık kabul edebiliriz. Kaynaklarda ayrıntılı olarak gösterildiği üzere çembersel dik k e s i t l i , 6 gönderme a ç ı l ı bir çok dar ışının yer yüzündeki "ayak izi" olan elipsin yarı küçük ek seni b, yarı büyük ekseni a i s e ,

b = d tan6

b sin(8 ö)

(6)

bağıntıları bulunmaktadır.

Bu duruma göre yeryüzünde çembersel bir ayak izi için ışın dik kesitinin elips olması gerekmekte dir.

Gerçek kapsama alanının büyük olduğu hallerde ala nı düzlem kabul etmek olanaksızlaşır ve ayak i z i artık elips değildir. Bunun tam olarak hesaplan ması oldukça karmaşıktır, özellikle b e l i r l i bir , hizmet alanına yöneltilecek ışının boyutlandırıl ması çok daha karmaşık bir şekil alır ve çözüm için bilgisayar kullanmak gerekir.

2 . 4 . 1 . I ş ı n saptama yöntemleri

Yerle eşzamanlı yörüngenin 0° boylam konumundan Avrupanın görünüşü bilgisayarın çizdiği şekliyle Şekil 3'de örnek olarak verilmiştir. îstenen ül

Şekil 3. o" uydu kon umun dan görünüş Keyi kapsamak için gereken en dar a ç ı l ı ışının saptanmasına önce ülkeyi tanımlıyacak bir dışbü key çokgen çizilerek başlanır. Bu çokgenin köşe leri ülke sınırlarında seçilmiş uç noktalardır, örnek olarak Türkiye'yi tanımlıyacak böyle bir , çokgenin köşe koordinatları Çizelge 2'de veril miştir.

ELEKTRİK MÜHENDÎSLİĞÎ 257

Bölge Adı

Kırklareli Meriç (Enez) Çeşme (İzmir) Datça (Muğla) Kaş (Antalya) Hatay Şemdinli (Hakkari) Araş (Ağrı) Posof (Artvin) Sinop

Enlem

42,0 41,9 38,3 36,6 36,2 36,0 37,2 39,7 41,5 42

Boylam

28,0 26,0 26,2 27,3 29,5 36,0 44,6 44,8 42,7 35

a) Güç Kaynağı: Doğrudan alışa olanak verecek düzeyde 4 5 kanal dan TV yayını yapacak bir uydunun kapsama alanına

GÜNEŞ PANOSU GUDUMU

Çizelge 2. Türkiye'yi çevreleyen çokgen

İkinci aşama, bilgisayar veya diğer hesaplama araçları kullanılarak çizilen bu çokgeni içine alacak en küçük boyutlu elipsi bulmaktır. İlk yaklaşım olarak elipsin merkezi çokgenin ağırlık merkezine alınır. Daha sonra peşpeşe yaklaşımlar la elipsin eksenleri ve azimutu saptanır.

Şekil 3'de örneği verilen harita gerçekte yerin, tam uydu altındaki noktadan geçen teğet düzlemi üzerindeki izdüşümünü göstermektedir. Bu düzlem üzerinde elips kesiti veren ışının uydudan gön derme açılarını hesaplanması bir sonraki adımdır. Artık bu adımda uydu konumunun bilinmesi ön ko şul olmaktadır. Konum bilinmiyorsa çeşitli olası lıklar için ayrı ayrı hesap yapmak gerekir.

Işın açıları hesaplandıktan sonra uyduyu yerinde tutma, ışın yönlendirme kusurları gibi tolerans ları içine alacak şekilde büyütmek gerekir. Bugün ulaşılan düzeyde her yöne 0,1° eklenmesiyle bu tolerans sağlanabilmektedir.

Aşağıda örnek olarak Türkiye için en küçük boyut lu kapsama elipsini sağlayan ışının 4 ayrı yörün ge konumuna göre hesaplanmış sonuçları verilmek tedir.

2.5. Uydu Yapısı

Yukarıda yörünge ve konum ayrıntılarını verdiği miz yayın uydusunun başlıca bölüm ve parçaları üzerinde kısa bilgiler vermeye çalışalım. Uyduyu işlevsel yapı bakımından üç bölüme ayırabiliriz. Birinci bölüm hizmet bölümü diyebileceğimiz uy duyu yörüngede kararlı tutan, devinimlerini dü zenliyen, dengeliyen kimyasal veya elektrik tep ki motorlarını, devinim dizgelerini, yakıtı ve aküleri barındıran bölümdür. İkinci bölümde uy dunun ana görevini yerine getiren transponderler, vericiler, alıcılar, bilgisayarlar vb. tüm elek tronik donatım yer alır.

İşlevi gereği hizmet donatımının bir parçası ol duğu halde yapısal özelliği nedeniyle güneş ener ji panolarına tüm antenler ve duyargalarla bir likte çatı dediğimiz üçüncü bölümde yer vermek teyiz.

Şekil 4'de yörüngeye oturtulması 1978 Şubat ayı için planlanmış bulunan Japon BSE uydusu görül mektedir. Şekilden de anlaşıldığı gibi güneş enerji panoları ve antenlerin bulunduğu çatı bö lümü uydunun yüzey ve hacim olarak en büyük kıs mını oluşturmaktadır.

'.LEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 25 7

İZLEME, UZAK OLCUM ve GÜDÜM ANTENİ

GÜNEŞ ENERJİ PANOSU

Şekil 4. BSE uydusunun yörüngedeki görünümü göre 3 kW veya daha fazla enerji gereksinmesi vardır. Kaynak olarak düşünülebilecek güneş hüc releri, nükleer reaktörler, hücresel yakıtlar, termoelektrik eklemler ve termoiyonik hücrelere fiyat, kütle ve güvenilirlik açılarından baktı ğımızda günümüzde en uygun kaynağın güneş hücre leri olduğunu görürüz. P üzerinde N tipi elemanlı hücreler uzay uygulamalarında en çok kullanılan tiplerdir. Bu hücrelerin fotovoltaik çevinik ve rimi kuramsal olarak Z 25 olduğu halde ortalama 7. 10 12 dolaylarındadır. Hücrelerin dizili bulun duğu panolar fırlatma sırasında katlanmış veya bir tambur üzerine sarılmış durumdadır. Uydu yö rüngeye oturtulduktan sonra panolar açılarak nor mal şeklini alır. 3 eksen dengeleme yöntemi kul lanılan uydularda en yüksek verim için pa nolar bir güdüm dizgesi aracılığıyla sUrekli olarak güneşe dönük tutulur. Şekil 4'de görülen BSE uydusunda herbiri katlanabilir ikişer panodan

Uydu Konumu (Boylam)

5 Batı 0 5 Doğu 10 Doğu

Elips Merkezi

Enlem Boylam

38,96 34,2 38,96 34,35 38,96 34,48 38,96 34,60

Işın Açıları

Küçük Büyük Eksen Eksen

0,92 2,36 0,96 2,48 1,02 2,62 1,10 2,66

Azimut Açısı Kuzeyden Doğuya 101 101 102 106

Çizelge 3. Türkiye için çeşitli ışın boyutları 145

oluşan 2 güneş hücreleri kanadı vardır. Açılmış durumda yüzeyi 9,6 metrekare tutan bu kanatlar uydu ömrü başında 940 W enerji üretebilmektedir. Tum enerji sistemi için ilginç bir ölçü de s i s t e min a ğ ı r l ı ğ ı d ı r . BSE için bu de*er 24 V/kg'dır 1980 lerde bu değerin 40 55 W/kg'a ulaşabileceği umulmaktadır.

Güneş panolarının verimi çevre ş a r t l a r ı yüzünden devamlı olarak düşer. Bu ş a r t l a r arasında parça cık radyasyonu, güneş patlaması, proton radyasyo nu, morötesi radyasyon, mikrometeorlar ve tutul ma dönemlerindeki ı s ı salınımları en önemliler dir. Deneyler üretimin ilk günlere kıyasla 3'üncü yılda yaklaşık % 85'e ve 10 yılda da % 75'e düş tüğünü göstermiştir.

Tutulma süresinde uydu yerin gölgesinden geçerken güneş panoları enerji üretemiyeceklerinden, uydu nun yaşamsal bazı i ş l e v l e r i için akü bulundurmak zorunludur, örneğin BSE uydusunda 4'er hücreli 3 grup nikel kadmiyum akü bulunacaktır.

b) Yayın Elektroniği:

Yeryüzünden gönderilen yayınları alıp gerekli sıklık çevirmeleri ve güç kazancı uygulayarak ye niden yeryüzüne yayınlıyan ana donatım elemanla rına transponder adı verilmektedir. Yayın kanalı başına en az bir adet olarak uyduda bulunacak bu aygıtların yanısıra güç bölme ve dağıtma, bağlan tı, anahtar lama devreleri gibi düzenekler de bu lunur. Ayrıca özellikle klistron veya yürüyen dalga lambası kullanan verici kısımlarında güve nilirliği artırmak için yerden verilecek komutla veya otomatik olarak devreye girebilecek yedek birimler bulundurmak zorunludur. Şekil 5'de bir • yayın donatımı örneği görülmektedir.

c) Antenler:

Kapsama bölgesine ve uydu amacına bağlı olarak bir veya daha fazla yüksek kazançlı parabolik

yansıtıcılı boynuz anten kullanılır. Genellikle 1,2 2 m. arasında değişen anten çapının ileride ki uygulamalarda 5 metre dolaylarında olacağı düşünülebilir (ATS 6 uydusunda parabol çapı 9 14 metre idi). Böyle bir antenden 12 düz bandında umulan kazanç 37 44 dB arasında değişmektedir, ileride antenler daha ayrıntılı olarak incelene cektir.

Ağırlık ve boyutlar uydu için çok önemli olduğun dan tek parabolik yansıtıcıya birkaç besleme uy gulayarak anteni çok amaçlı olarak kullanmak yay gın bir yöntemdir.

d) Uzakölçüm, İzleme ve Komuta Alt Dizgesi:

Bu dizge kendi bandında antenleri, alıcı ve ve ricileri, çözücüleri, bant değiştirmeyi sağlayan çeviricileri, bilgi işlemcileri vb. donatıma içerir.

e) Uydu Tavır Denetim ve Güdüm Alt Dizgesi:

Yukarıda yörünge bölümünde uyduyu etkileyen is tenmiyen güçlerden söz edilmişti. Burada incele diğimiz alt dizgenin görevi uydu yörüngesini, yörüngedeki konumunu ve anten ışınlama yönünü korumak ve gerekli düzeltmeleri yapmaktır. Ener ji panolarını sürekli güneşe çevrili tutmak için gereken güneş duyargası, yeryüzü ufuk çizgisin deki kızılaltı radyasyonu duyarak antenleri iste nen bölgeye yönlenmiş durumda tutan yer duyarga sı, yahut bu sonuncunun yerine yeryüzünde kapsa ma bölgesinin ortasından gönderilen "monopulse". dalgasının geliş açısını ölçebilen duyarga, 3 ek sen jiroskop tekerlekleri bu dizgenin parçaları dır.

f) Isı Denetim Alt Dizgesi:

Uydunun fırl tm», geçiş yörüngesi ve yerle eşza manlı yörüngedeki tüm aşamalarında tüm donatımla rı tasarım sınırları içinde tutmak için gereken bu dizge, yalıtım örtüleri, kaplamalar, ısı ile tim boruları, ısıtıcılar, termostatlar vb. parça ları içerir.

ÇIKIŞ TOPLAMA DÜZENE5İ o ml oı s. co:l ı

İZLE .CUI

BOLUCU

GİRİŞ TOPLAMA VE DAĞITIM DÜZENEĞİ Şekil 5. Uydu yayın elektroniği öbek çizimi 146

g) Son Yörünge Motoru:

Yerle eşzamanlı yörünge uyduları yörüngedeki yer lerine iki aşamada oturtulmaktadır. Taşıyıcı ro ket uyduyu önce en yüksek noktası (apogee) yerle eşzamanlı yörüngeye teğet olan eliptik bir geçiş yörüngesinde bırakır. Uydunun bu yörüngede en yüksek noktadan ikinci veya üçüncü geçişinde son yörünge motoru (Apogee Kick Motor) bir kez için ve belirli bir süre ateşlenerek uyumlu yörüngeye oturma sağlanır. Taşıyıcı roket görevini çoktan tamamlayıp ayrıldığı için bu motor uydunun bir parçası olarak tasarımlanmak durumundadır. Motor katı yakıtla çalışmaktadır.

h) îkinci Tepkime Alt Dizgesi:

Yukarıda uydu tavır denetim ve güdüm dizgesinden aldığı komutlara göre geçiş yörüngesi aşamasında veya son yörünge motoru görevini tamamladıktan sonra gereken ilk yönlendirme, konum koruma, sap maları düzeltme ve uydu yaşam süresince jiroskop tekerleklerindeki fazla momenti emme veya ters moment uygulama görevlerini yapan bu alt dizgenin

ELBKTRtK MÜHENDİSLİĞİ 257

ana parçaları, defalarca ateşlenebilen bir tepki motoru, yakıt tankı, yakıt açıp kapama düzenekle ridir. Bu motor genellikle hidrazin adı verilen sıvı yakıtı kullanır.

Yukarıdaki tüm donatımın bir uydu için ağırlık, enerji gereksinmesi ve güvenilirlik açılarından önemi hakkında fikir verebilmek için BSE uydusu için bilinen bu değerler örnek olarak aşağıda Çizelge 4'de gösterilmiştir.

Ağırlık kg.

Mekanik çat ı

76.7

Uz1let1ş1m

62,5

K bant anteni

İzleme. uzakölçUm ve güdüm

10,6

Güç kaynağı

72,6

Tavır denetim

26,7

Isı denetim

22,3

Son yörünge motoru 3 4 4 , 4

İkinci tepkime

47.8

Safra

TOPLAM

673,1

Ortalama Güç Watt

626,4 —

29,5

11,3 22,4 29.5

— —

719.1

Umulan Güvenilirlik (3 y ı l sonunda)

0,999 0,852

0,968

0,994 0,902 0.999 0,996 0.984

0.725

çizelge 4. BSE uydusu ile ilgili ayrıntılar 2.6. Roketler, Fırlatma Araçları

Günümüzde uziletişim ve yayın uydularını fırlat mada kullanılan roketlerin seçimi aşağıda sırala nan' etkenlere göre yapılmaktadır:

• Araç tarafından taşınabilecek en büyük uydu boyutları ve kütlesi,

• Yörüngeye oturtmada zamanlama,

• Fırlatma ücreti.

Aşağıda Çizelge 5'de bilinen bazı fırlatma araç ları sıralanmıştır.

Yörüngeye

Adı

Koyabildiği

rük kg.

Thor Delta 2914

Thor Delta 3914

Atlas Centaur

Titan I I I C

Arlanne (1979'dan

sonra)

Araç ve Fırlatma ücreti (Yaklaşık)

15 milyon dolar 20 25 40 25

Çizelge 5. Bazı uudu fırlatma araçyarı

Yakınlarda f ı r l a t ı l m ı ş olan ülkelerarası u z i l e t i şim uyduları Atlas Centaur aracını kullanmışlar dır. Küçük uydular için SSCB dışında bilinen en ucuz araç Delta 2914'tür. Japon BSE uydusunun ay nı tip bir araçla yörüngeye oturtulması planlan mıştır. Titan I I I C'nin daha ne kadar süre i l e kullanılacağı bilinmemektedir. Aslında Arianne dışındaki diğer roketlerin 1980 199(1 döneminde çokça kullanılacakları şüphelidir. NASA (ABD) ta rafından geliştirilmekte olan Uzay Mekiği adlı aracın yerle eşzamanlı yörüngeye uydu taşıma ö z e l l i ğ i sağlanınca birçok aracın yerini alabi leceği sanılmaktadır.

Arianne aracı Avrupa Uzay Ajansı (ESA) yönetimin de 10 üye ülkeden 50'den fazla şirketin katılması

i l e geliştirilmektedir. Günümüze kadar geliştirme için harcanmış bulunan yaklaşık 400 milyon dola rın % 60'dan fazlası Fransa, % 20'yi aşan bir kısmı Federal Almanya tarafından karşılanmıştır. Bu nedenle Arianne bir Franko Alman roketi ola rak bilinmektedir. Geliştirme tamamlanınca her bir aracın yaklaşık 25 milyon dolara malolacağı umulmaktadır. Roketin Atlas Centaur'a göre üstün lüğü tek atımda 2 ayrı uyduyu yerle eşzamanlı yö rüngeye oturtabilmesidir. Arianne'nin deneme uçuş larının i l k i (LO2) Aralık 1979'da Geos uydusu ve Amsat Amatör Radyoculuk uydusu i l e , ikincisi (L03) Mayıs 1980'de Meteosat ve Hint araştırma uydusu APPLE i l e gerçekleştirilecektir. Aracın dördünc'ü ve son deneyi olarak 1980 Ekim ayı için planlanan Ağır Avrupa uydusu denilen ve tüm Avrupa için ay _nı zamanda doğrudan yayın deneylerinde kullanıla cak olan Heavysat uydusu yörüngeye konacaktır.

SSCB'de bu amaçlar için kullanılabilecek araçlar la i l g i l i olarak elde b i l g i bulunmamaktadır. An cak Eylül 1976'da Kyoto Japonya'daki bir seminer de aynı sığadaki araçlar için Sovyet araç ve fırlatma giderlerinin yaklaşık X İS daha düşük olduğu b e l i r t i l m i ş t i r .

Bu arada Japonya ve İngiltere'nin uydu f ı r l a t ı mında kullanılabilecek araç geliştirme üzerinde büyük bir hızla çalışmakta olduklarını belirtme miz gerekmektedir.

3. 12 GHz'de YAVILMA {PROPOGATION)

Uydunun fiziksel yapısı hakkındaki önemli ayrın tılara kısaca göz attıktan sonra 12 GHz bandında ki dalga yayılımı özelliklerini,bu bandın uydu lardan yapılacak yayında kullanılması açısından ele alacağız.

Başlangıç olarak i y i bilinen radyo uziletişim ba ğıntısından yola çıkmaktayız. Yeryüzünde bir a l ı cının girişindeki güç dB olarak

a = v vm am p

P +K

+K

+V + A + Y + L

<7>

e ş i t l i ğ i y l e v e r i l i r . Burada Verici aygıt çıkış gücü

Kvm Verici anten maksimum izotropik kazancı Alıcı anten maksimum izotropik kazancı

"•am

Verici anten eğrilerinden,yayın yününde göreceli kazanç

Alıcı anten eğrilerinden,yayın yönünde göreceli kazanç

Y Serbest uzay yayılma kaybı L Diğer tüm kayıplar.

Eşitlikte V, A, Y ve L değerleri eksi işaretli dir.

Uydudan yayınlanan gücün en çok olduğu yönde ku ramsal iki kutuplu yarım dalga antenine göre al dığı değere etkin izotropik yayınım gücü (eirp) diyoruz. Yukarıdaki eşitlikte

P

= P + JC

(8)

(eirp) 'V

vm

olarak gösterilebilir.

Serbest uzay yayılim kaybı diye adlandırdığımız Y değeri elektromagnetik dalganın yaklaşık" 36.000 km uzay boşluğunda uğradığı'kaybı göste

len bu dönme 6 GHz'de 1° ye düşer. Bu nedenle Faraday dönmesinin 12 GHz'de önemli bir etkisi yoktur.

Bu kayıp

Y = 10 log

(9)

bağıntısı i l e hesaplanır. Burada X dalga boyu, d ise uydu alıcı arası uzaklıktır. 5° doŞu boyla mındaki bir yayın uydusu i l e ülkemiz ortasında bir nokta arasında bu kayıp 12 GHz'de 205,8 dB olmaktadır.

Eşitliğimizde L i l e gösterilen diğer tüm kayıplar aşajıda sıralanmıştır.

a) Gazlardaki yutmadan dolayı atmosferik kayıplar

Atmosferden geçen radyo dalgaları özellikle oksi jen ve su buharı gibi gazların yutma etkisi al tındadırlar. Zayıflamanın değeri bağıl nem, sık lık, uydu yükseklik açısı ve denizden yüksekliğe bağlıdır. Su buharı yutması 22,180 ve 320 GHz'de rezonans tepelere ulaşır. Oksijenin 60 ve 120 GHz'de iki geniş tepe yapan yutma özelliği var dır. Bunların tümü 12 GHz'den çok ötededir. Ancak yükseklik açısının 10° den küçük olduğu durumlarda dikkate alınabilir. CCIR raporlarında yeralan eğ rilere göre Türkiye için bu kayıp 0^12 dB olmak tadır.

b) Yağmur etkisi

Yağmurdan dolayı kayıplar damlaların içinde ener ji yutulması ve dağılma yüzünden olur. Bu kayıp lar yağış miktarı, yağış, hızı, damla büyüklüğü, uydu yükseklik a ç ı s ı , yağış sütununun genişliği, dalga sıklığı vb. etkenlere bağlıdır.

c) Bulutlar ve sis yüzünden zayıflama

Bu da yağmur zayıflaması gibi bulut içindeki su ve buz parçacıklarındaki yutulmalar yüzünden olur.

d) Troposferde kırınım, solma ve skintilasyon

ATS 6 uydusuyla yapılan denemeler 20 GHz için birtakım bulgular vermiştir. Ancak 12 GHz bandın da yeterli bilgi yoktur. Yine de en kötü ayın % 99.9'unda i y i a l ı ş için 1 dB'den az bir kayıp olacağı kanısına varılabilmektedir.

e) îyonosferde Faraday dönmesi lyonosferden geçen elektromagnetik dalganın ku tuplanma yönü değişir. 1 GHz'de 150° kadar olabi

Bilinen bazı e ş i t l i k l e r ve daha çok,yapılmış olan radyometrik gözlemlere göre bulunmuş toplam a t mosfer kaybı değerleri Avrupa için aşağıda Çizel ge 6'da verilmiştir.

Yukarıdaki kayıpların yanısıra özellikle su dam laları içinden geçen dalgalar kutuplama bozulma sına uğrarlar, yani normal kutuplamaya dik yönde zayıf bir bileşen ortaya çıkar.

Son olarak kozmik gürültü, insan yapısı gürültü ve atmosferik gürültüler a l ı c ı girişinde çok dü şük düzeyde de olsa eklenen güçler olarak dizgeyi etkilerler.

4. ANTENLER

Bu kısımda önceden yapısına kısaca değindiğimiz verici ve alıcı antenlerin özellikleri ve hesap lara giren değerleri ele alınacaktır. İstenen ya yın güçleri ile istenmiyen bozucu alış ve veriş güçlerinin hesaplanmasında antenin yayın yönünde ki en çok kazancı, eş kutupsal veya dik kutupsal bağıl kazançları (diagram), hizmet bölgesi kena rındaki AG bağıl kazanç değerleri kullanılır.

a) Verici Anten:

Bir eliptik ışın için eksen doğrultusundaki en çok kazanç

k2(180)2

(10)

eşitliği ile verilmektedir. Burada;

n: anten verimi, Z 55

k: yansıtıcı ısınma ve yapı katsayısı

w ve i : eliptik ışının 3 dB için sırayla

° büyük ve küçük eksen açılarıdır.

Planlamada kullanılan şekliyle bu eşitlik

27843 vm w V oo

(11)

veya dB olarak

v m » " 6 K

(dB) = 4 4 4 4 1 0 lo

şekliyle kullanılır.

"ı 0

Yüktekiık

Açısı (Derece)

Zayıflama (dB)

En Kötü Aym En Kötü Ayın % 99'u İçin % 99,9'u îçin

6,6

4,6

9,5

7,2

2,4

6,2

2,1

5,6

1,7

5,2

1,6

4,9

1,5

4,8

.

çizelge 6. 12 GHz'de atmosferik zayıflama

* •s s,

\

• A^EŞ KUU p BLE5 EN

•o

A1Z1

ff \

^DİK KUTUP 'N\

\I

v1 r

" v — C KAŞSJK_

I|

Şekil 6. Verici anten bağıl kazanç eğrileri

ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 257 148

Verici antenin bağıl güç örüntüleri (antenna pattern) yine planlama konferansında değiştiril miş şekliyle Şekil 6'da gösterilmiştir. Burada yeralan eğriler kısım kısım aşağıdaki bağıntılar la gösterilebilir.

A eğrisi: Eş kutup bileşeni

0 < 7 •£ 1,58 için V = 12 ( Ş—)2

CD

ü)

To

1,58 ^ 4 " ^ 3,16 için V = 30 o

lamaktadır. Toplu alış için bu değerler sırasıyla 1° ve 160 cm olmaktadır.

Şekil 7'de, saptanan eş kutup ve dik kutup bağıl güç örüntüleri verilmektedir.

Anten besleme düzeneği doğrudan ışınmalı veya Cassegrain tipinde olabilir. Alüminyum veya ilet ken kaplanmış plastik vb. döküm yansıtıcılar kul lanılabilir. Yönlendirme ve bağlama düzeneğinde hoşgörü 0,5° olacaktır. Bir Japon firmasınca ge liştirilmiş bir alıcı anten ile ilgili bilgiler aşağıda Çizelge 7fde örnek olarak? verilmiştir.

3,16 < jj için V

= [17,5 + 25 log ( | a (13) ı()

C eğrisini kestiği yerden sonra C ye göre B eğrisi: Dik kutup bileşeni

0 «S | « 0,33 için V = (40 + 40 l o g |4 l|)

x

ıQ

0,33 4 4 4 1,67 için V = 33 x o

Tip

Cap Sıklık bandı

Kazanç Yarı güç ışın açısı ön arka oranı Kutuplara

Ağı r l ı k Rüzgar hızı Ortam sıcaklığı

SA 1010 P 1 m. 11,7 12,2 GHz 39,6 dB

1,6°

50 dB doğrusal

7 kg. 60 m/sn.

( 40°) (+ 60°^)

Çizelge 7. Pretcher alıcı anten standart değerleri

1,67 < 4 için V

(40

+

log10

ı

JL_

*,

(14)

C eğrisini kestiği yerden sonra C ye göre

C eğrisi: Eksen kazancı (eksi olarak)

Uydu dizge hesaplarının yapılmasında kullanılan eşitlik (7) de K^ ve V değerleri bu eğrilerden bulunur.

b) Alıcı Anten:

Yine parabolik yansıtıcılı olan alıcı antenler için hesaplamada temel olmak üzere aşağıdaki bil giler ve eğriler saptanmış bulunmaktadır.

Planlama amaçları için bireysel alışta en düşük alıcı anten çapı olarak yarı güç ışın açısı 2° olan bir anten düşünülecektir. 12 GHz için bu de ğer yaklaşık 90 cm yansıtıcı parabol çapını karşı

—m

•v

— 10 m

N 3 0 kut upbHeş

/

s s

%

sn

0,1 0,1 0,S

II %

azanç

•« 7 iP

Şekil 7. Alıcı anten bağıl kazanç eğrileri

5. B Î N D Î R Î M (MODUIATION)

Uydu yayıncılığında kurumsal olarak genlik, sık lık veya evre kaydırmalı anahtarlama bindirimle rinden birisinin kullanılabileceği düşünülebilir. Ancak kolaylığına karşın şu nedenlerle genlik bindirimi yeğlenmem ektedir:

a) Uyduda gereken güç diğer bindirim türleri için gerekenden çok fazladır.

b) Alıcı yerel salıngacında gereken kararlılığı sağlamak çok güçtür.

c) Daha az bant genişliğinde kanallar kullanıla bildiği halde eş kanal koruma oranı 50 dB dolay larında olacağından 30 dB eş kanal korunmasının yeterli olduğu sıklık bindirimli dizgeye kıyasla, aynı kanalın tekrar kullanılma olanağını kısıtlı yacak ve sonuçta genlik bindirimli dizgede aynı sayıda program için gereken bant genişliğinin yaklaşık 5/3 oranında arttığı görülecektir.

Evre kaydırmalı anahtarlama, sıklık bindirime kı yasla uyduda biraz daha az güç gerektirmektedir. Buna karşın bant genişliğinde ve taşıyıcı/gürültü oranı gereksinmesinde artma söz konusudur. Ayrıca sıklık bindirimine göre alıcılar ve tüm donatım daha karmaşık ve pahalıdır.

Görüldüğü gibi yayın uyduları için sıklık bindi Görüldüğü gibi yayın uyduları için sıklık bindir rimi (SB) uygulaması en uygun yöntem olmaktadır. Planlamada temel olarak alınan dizge şöyle tanım lanmaktadır: Sıklık bindirimli ses imi ile görün tü imi birleştirilir, görüntü ses'ten oluşan bu im daha sonra 12 GHz'deki taşıyıcıya yüklenir. Ayrıca CCIR Eec. 405'e göre ön vurgulama uygula nacaktır. 625 çizgili dizgeler için gereken bant genişliği 27 MHz, uygulanan ön vurgulamada alçak sıklıkta zayıflama 11 dB, yüksek sıklıkta (6 Miz) yükseltme 2,7 dB ve eğrinin 0 dB den geçiş sık lığı 1,512 MHz olacaktır.

149 ELİKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 257

Bir ses kanalı eşliğindeki görüntü imi yayınlıyan bir TV kanalı yerine başka düzenlemeler de düşü nülebilir, örneğin, TV kanallarından birisini rad yo yayını için ayırmak söz konusu olursa kuramsal olarak düşünülebilecek yöntemler içinde şimdilik en uygun görüneni SB/SB çoklama (multipleks) yön temidir. Burada birçok SB'li alt taşıyıcılar bir taşıyıcıya SB uygulamaktadır. Ayrıca gelecekte çe şitli sayısal çoklama yöntemleri geliştirilebile ceği kuşkusuzdur.

Düzenleme türü ister şimdilik olası gibi görünen 16 bağımsız ses kanalı, isterse 8 stereo ses ka nalı yahut bir başkası olsun grubun yayın gücü, bant genişliği, koruma oranları vb. tüm gereksin me planlamanın temel olarak aldığı TV kanalı için geçerli değerlere uygun olacaktır.

incelemek gerekiyor.

Bir uydu dizgesini planlarken, uyduda kurulacak yayın gücünün saptanmasında, kuşkusuz kullanıla cak alıcı donatımının başta duyarlık olmak üzere birçok belirginlikleri hesaba alınmalıdır. Alıcı girişindeki gürültü sıcaklığı (veya gürültü kat sayısı), alıcı anten kazancı, anten yönlendirme kusurlarından doğan eşdeğer kayıp, antenle alıcı arasındaki Dağlantı kaybı, eskime kayıpları gibi verilerin tümünü tek bir veri olarak elde etmek üzere "figüre of merit" kavramı türetilmiştir. Biz yazımızda buna, belirli bir çeviri yanlışlı ğını göze alarak "beceri değeri" diyeceğiz. CCIR Rep. 473'de bu değer aşağıdaki eşitlikle verilmiş tir.

6. YAYIN NÎTELÎĞ1

Ekranda izlenen TV yayınının niteliğini saptamada CCIR tavsiyelerine göre çok iyi (5) ile çok kötü (1) arasında değişen bir ölçek kullanılır. İzle yici bireyin algı yeteneği ve anlayışına göre de ğişebildiği için bu ölçek nesneldir. Yine de çok sayıda bireyin yapacağı değerlendirmenin ortala ma, ı ile bulunacak bir ölçü izlenen yayının nite liği hakkında doğru fikir vermektedir. Bu ölçüden yola çıkarak yayında gereken im/gürültü oranını veren ampirik eşitlikler türetilmiştir. Genel olarak oran 35 dB üzerinde ise ölçekte yaklaşık 4 değerinin karşıtı olan, iyi nitelikte, gürültü sü aZjbelirgin ve rahatsız etmiyen bir alış sağ lanabilir.

Uyduda sıklık bindirim yöntemi uygulanacağından taşıyıcı/gürültü oranı da önemli olmaktadır. Bu oran için planlama değeri en kötü koşullu ayda zamanın % 99'u için en az 14 dB olarak saptanmış tır.

Ayrıca uyduya yerden program ileten linkteki ısı sal gürültünün yayında 0,5 dB gürültü artması ya ratabileceği gözönünde tutulacaktır.

6.1 KORUMA ORANLARI

Yayın niteliğini bozan diğer bir önemli etken, aynı sıklıkta veya yan kanalda bulunan başka im lerdir. Bozucu nitelikteki bu imlerin izlenen ya yına göre belirli bir düzeyin altında olması ge rekir, izin verilebilecek en az fark değerine ko ruma oranı diyoruz. İncelediğimiz uygulamada eş kanal koruma oranı tek bozucu im için en az 35 dB, tüm bozucu imler toplam olarak en az 31 dB olarak alınmıştır. Bu değerler sıklık bindirimli ve te peler arası sapmanın 12 MHz olduğu dizgeler için geçerli olup, 4,6 İlk çok iyi ile iyi arası nite lik ölçüsünde yayın sağlamaktadır. Bozucu imin eş kanallı oİmadığı durumlarda farklı koruma oranları gerekir. îstenen yayın taşıyıcı sının ±10 MHz alanında 35 d3 olan oran ±35 MHz de doğrusal eğimle 0 dB'ye düşer. Buna göre yan kanallar için gereken eşdeğer koruma oranı 15 dB'dir.

6.2. ALICI DUYARLILIĞI

İleride alıcı düzenekleri üzerinde ayrıntılı ola rak ayrıca durulacaktır. Bu aşamada uydu dizge he saplamaları için gerekli olan duyarlılık sorununu

Beceri = — =

a.b.K

(l a)T + (n l)T (15)

Burada a Toplam bağlantı kayıpları Toplam anten yönlendirme ve eskime kayıp ları Antenin etkin sıcaklığı (genel olarak 150° Kelvin alınabilir) Dayanak sıcaklık (290° Kelvin) Alıcının gürültü katsayısı

Eşitlikteki a.b.K ve n değerleri güç oranları a t üründendir.

Planlama için saptanan beceri değerleri ise aşa ğıdaki gibidir.

Bireysel alış dizgeleri için G/T= 6 dB/Kelvin Toplu alış dizgeleri için G/T = 14 dB/Kelvin örnek olarak, becerisi 6 dB/K olan bir alıcı dü zeneği 90 cm çapında bir anten, 0.5 dB bağlantı kaybı, 1 dB eskime kaybı ve 6.5 dB gürültü katsa yısı olan bir alıcı ile sağlanabilecektir.

6.3. KUTUPLAMA (POIARIZATION)

Bir antenden yayılan elektromagnetik dalganın elektrik vektörü ve yayılma yönü belirli bir ku tuplama yaratır. Bu iki vektör bir düzlem içinde sabit kalıyorsa doğrusal, eğer elektrik vektörü yayılma doğrultusu çevresinde bir yönde dönüyorsa çembersel kutuplama diye adlandırıyoruz. Her iki türde de birbirini zararlı olarak etkiliyebilecek iki yayın ters kutuplama uygulamasıyla gerekli korunma oranlarını sağlıyabilirler. Şekil 6 ve 7' de yer alan anten kazanç eğrilerine yeniden göz atacak olursak sağlanabilecek bu ek korumanın ya yın yönünün 1° sınırı içinde verici anten için 33 dB, alıcı anten için 20 dB kadar olabildiğini görürüz. Doğrusal kutuplamada terslik iki kutup lama düzleminin birbirine dik olmasıyla gerçek leştirilir. Çembersel kutuplama için bir yayının elektrik vektörü saat dönme yönünde alınırsa ko runacak diğer yayında bu yönün tersine dönen elek trik vektörü kullanmak gerekir.

Her iki yöntemin sağladığı yararlar birbirine çok yakındır. Birini diğerine üstün kılan ayrıntılar az çok dengelidir. Kısaca özetlemek gerekirse çem

ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 257 150

bersel yöntem alıcı verici antenlerin karşılıklı uyuşması bakımından daha iyi sonuç verdisinden zararlı ters kutup bileşenlerine karşı daha iyi korunma sağlamaktadır. Buna karşılık özellikle alıcı girişinde karmaşık düzenlemeler gerekmekte ve maloluşta artma görülmektedir.

Sonuçta,planlamada ilke olarak çember sel kutupla ma kullanılması kabul edilmiştir. Bu deyim vektö rün dönmesinin eliptik olma durumunda da geçerli dir.

6.4. YAPAY ENERJİ YAYMA UYGULAMASI

İlgilenilen bant aynı zamanda yüzeysel ve yerel uziletişim dizgeleri ile paylaşılacağından 4 kHz bant genişliğinde ölçülen güç akı yoğunluğunun

128 dBW/m olması gerekmektedir.

Özel bir yöntem uygulamaksızın saptanan 103 dBW/m2 değeri ile bu koşulu sağlamak olanaksızdır. Ancak 27 MHz bantgenişliginde ölçülen akı yoğunluğu d e ğerini düşürmeden 4 kHz bantgeniş ligindeki akı yoğunluğunu azaltmak olasılığı vardır. Taşıyıcıya, yayın iminin yanısıra bindirilen, sıklığı temel bandın hemen alt ucunda bulunacak bir üçgen dalga imi, sıklık bindirimli düzenlemelerde özellikle yayın iminin bulunmadığı veya düşük genlikte ol duğu durumlarda taşıyıcı enerjisinin bir bant içi ne yayılmasını sağlar. Enerjinin yayıldığı bandın genişliği uygulanan yayma iminin genliğine, dola yısıyla sıklık bindirimindeki sapmaya bağlıdır. Enerji yayma (energy dispersal) tekniği denilen bu yöntemle taşıyıcıda tepeler arası örneğin 1 MHz sapma yaratacak bir im, 4 kHz bant genişli ğinde 27 MHz'deki değere oranla güç akı yoğunluğu değerinde 25 dB'lik bir düşme sağlıyacaktır. Buna karşılık alışta bu imin kaldırılması için ek dü zenleme gerektiğinden konu konferansta uzun tar tışmalara yol açmıştır. Sonuçta güç akı yoğunluğu değerinde 22 dB'lik düşme sağlamak üzere 600 kHz sapmalı enerji yayma uygulamasının alıcılarda fi yat yükseltici veya tasarımı zorlaştırıcı etkisi nin önemli düzeyde olmayacağı belirlenmiş ve kon feransta bu değerler kabul edilmiştir.

6.5. YAYIN DÎZGE HESABI

Buraya kadar yayın zincirinde etkili tüm birimle rin hesap yöntemleri ile bilinen ve önerilen ve

riler üzerinde ayrıntılı olarak durduk. Şimdi tüm bilgileri kullanarak bireysel alış için uyduda gereken verici gücünü örnek hesapta gösterelim. Çizelge 8'de gösterilen bu hesap örneğinde kapsa nacak bölge olarak ülkemiz alınmıştır.

fcrametre

Hesap Yöntemi

1. Dizge

Taşıyıcı sıklığı (GHz)

Bindirim türü

Yükseklik acısı(derece) (En düşük olduğu noktada)

1 ve 4 nolu eşitlikler

Eşdeğer bant genişliği (MHz) Veri

Taşıyıcı/Gürültü oranı (zamanen 1 99'u için) (dB)

Görüntü parlaklık im1/sUzülmemis gürültü etkin değer oranı (dB) Veri (5 MHz bant içinde)

Ses imi/süzülmemis gürültü

oranı (15 KHz bant) (dB)

Değer

12 Sıklık B.

28,7 27 14

2. Alıcı Düzeneği Beceri G/T (dB)

15 nolu eşitlik, plan verisi

Anten çapı (m)

Alıcı anten kazancı (dB) (yönlendirme kayıpları dahil)

Anten etkin alanı S (m2) 10 log S

Eşitlik 12'den wo fo 2° W"

<V> • *

37,4

0,636 2

Kapsama alanı sınırında güc akı yoğunluöu (dBW/m2)

Eşdeğer alan şiddeti [dB(v.V/m[]

Güc akı yoğunlu ğundan kuramsal hesaplarla

103 42,6

(yV/m)

Uydu alıcı uzaklığı (en uzak noktada) km

Eşitlik 5

Serbest uzay yayılma kaybı (dB) Eşitlik 9

38,727 205,8

Program yukarı l i n k i gürül tüsüne eşdeğer kayıp (dB) Atmosferik zayıflama (dB)

Plan verisi Çizelge 6'dan

0,5 , 1.8

Uyduda gerekli izotropik yayınım gücü (dBW) (ısın sınırında)

(205,8 + 0,5 + 1,8 1 2) , , ,

(6 + 37,4 + 103)

' 63,7

3. Uydu Vericisi

Verici anten ısın genişliği ( e l i p t i k , derece)

Verici anten kazancı (izotropik) (dB)

Plana giren değerler

EsitHk 12'den

2,68/1,04 38,8

Süzgeç, bağlantılar, eskime

vb. kayıpları (dB)

Verici transponder gücü (dBW) (63.7 38.8 1)

23,9

Matt

Şekil 8. 5° Doğu konumundan görünüş ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ 257

Çizelge 8.

Yukarıda etkin izotropik yayınım gücü hesaplanma sında, belirtilmiş güç akı yoğunluğu ( 103 dBW/m2) değerinden yola çıkıldığını görmekteyiz. Gerçekte planlama konferansı bunun için bir değer saptama mış olsa idi taşıyıcı/gürültü oranı için saptanan 14 dB değerinden hareketle bu değer yine hesapla nabilirdi. Burada eşitlik (7) ile alıcı girişinde ki gürültü gücünü veren

N = kTB

(16)

bağıntılarını kullanarak dB türünden,

,G

(17)

bağıntısını elde ederiz.

Burada;

L : atmosfer ve yukarı link gürültü kayıpları V : 3 dB bağıl kazanç G/T: alıcı becerisi, 6 dB/Kelvin k : Boltzman sabiti 168,6 dB(W/MHz/K) B : eşdeğer gürültü bantgenişliği 14.3 & (MHz)

Veriler yerine konulunca

P * 14 + 205,8 + 1,8 + 0,5 + 3 6 168,6 + 14,3 = 64,8 dBW bulunur.

Bu şekilde yapılan hesabın Çizelge 8'dekine kıyas la 1,1 dB fazla güç gerektirdiği görülmektedir. Bu nedenle güç akı yoğunluğu değerinin en az 102 dBW/m2 olarak alınması gerektiği planlama konferansında günlerce süren tartışmalara konu olmuş tur.

7. PLANLAMA KOŞULLARI

Uydulardan yapılacak doğrudan yayınlarda kullan mak üzere ayrılan 12 GHz sıklık bandının ve yerle eşzamanlı yörünge bölümlerinin sınırlılığı orta dadır. Doğal kaynak niteliğindeki bu olanakların en iyi şekilde değerlendirilmesi ancak iyi bir planlamayla sağlanabilir. Planlamanın bu dönemde yapılmasının gerekip gerekmediği tartışmasını şimdilik bir yana bırakarak plan yapımında uyulan ilke ve koşullara bir göz atalım.

Planlamada temel ilke olarak aşağıdaki hususlar alınmıştır:

a) Yayınlanan enerjinin olanaklar ölçüsünde kap sama bölgesi içine yönlendirilmesi, özellik le ülke sınırları dışına taşmaların teknik yönden sağlanabilecek en düşük düzeyde tutul ması (428 A nolu Radyo Kuralı).

b) Onaylanmış bireysel alış nitelik düzeyine ola nak veren en düşük yayın gücü kullanılması.

c) Bölge sınırlarında milletlerarası radyo kural ları ile önceden saptanmış güç akı yoğunluğu sınır değerlerine uyulması»

d) Olanak ölçüsünde ülkelerin ayırım isteklerinin karşılanması ve ülkelerarası ayırım eşitliği sağlanması< e) Farklı yörünge konumları, ters kutuplamalar, uzak yayın kanalları ayırımı gibi girişim azaltıcı yöntemlerin en etkin biçimde kulla nılması.

Bu temel ilkelerden hareket ederek yapılan planda ülkelerin karşılanabilen her program isteği için şu belirginlikleri saptanmıştır:

a) Yayın sıklık kanalı, b) Kapsayıcı ışın, c) Yörünge konumu, d) Yayın gücü, e) Kutup lama.

Bu belirginlikler saptanırken temel ilkelere ek olarak kaçınılmaz birtakım yan koşullar ve tercih lerin varlığı planlama işini güçleştirici etken ler olarak ortaya çıkmıştır. Bunlar teknik, eko nomik, politik ve karma etkenler olup bir kısmı ülkelerin tümünü bir kısmı da belirli ülkeleri ve ülke gruplarını ilgilendirmektedir.

a) 12 GHz'de Avrupa, Afrika kıtaları ile SSCB'nin tümünün yer aldığı 1.bölgede ayrılmış bantge nişliği 800 MHz. Asva ve Okyanusyadan oluşan 3'ncü bölge bantgenişliği ise 500 MHz'dir. Bu durumda doğal olarak ülkelere verilebilecek toplam kanal sayısında bölgeler arası bir farklılık ortaya çıkmaktadır.

b) Bir ülkeye verilen kanallar arasında uydu veri ci ve anten donatımlarında büyük güçlükler or taya çıkmadan çoklamaya (multipleks) elverecek ölçüde sıklık ayırımı yapmak zorunludur. Bunun la birlikte bu kanallar alıcı akord devrelerin de kolaylık ve ekonomi sağlamak üzere olanaklar ölçüsünde birbirine yakın tutulmalıdır.

c) Yörünge konumu tahsisinde önde gelen etkenler öncelikle her ülkeye yukarı bölümlerde açık landığı gibi hesaplanmış uygun yörünge yayı içinde bir konum ayrılması ve ikinci olarak tersi istenmedikçe bir ülkenin istediği tüm kanallar için aynı uydu konumunun verilmesidir. Bu şekilde hem yörüngedeki tek uydudan tüm yayınların yapılması hem de aynı alıcı ante nin tüm programları alışta kullanılması ola naklı olacaktır.

d) Kutuplamanın saptanmasında yukarıdaki gibi alıcı donatımının basitleştirilmesi için^her ülkede tüm programların aynı kutuplama ile ya yınlanması koşulu gözönünde tutulmalıdır. '

Yukarıda sıralananlar, türü gereği, tüm ülkeleri ilgilendiren teknik ve ekonomik koşullardır. Ay rıca bazı ülke grupları ve ülkeler aşağıda birka çı örnek olarak verilen, kısmen genel kısmen özel nitelikte istekler öne sürmüşlerdir.

a) Avrupanın doğu ve batı blok ülkeleri birbirin den en az 16° farklı yörünge konumlarında yer almak istemişlerdir.

b) Yeterli en küçük ışın boyutları saptanmasına rağmen ülke dışına zorunlu yayın taşmaları ko nusunda istekler: Bu gibi durumda bazı ülkeler komşusunun uydusundan gelecek zorunlu taşmanın etkinliğini azaltmak üzere ayrı yörünge konu mu, ayrı kutuplama hatta ayrı kanal grupları isterken sosyal ve politik ayrımları büyük ol mayan bazı komşu ülkeler özellikle aralarında ki sınır bölgesinde yaşıyan halklarına alış kolaylığı sağlamak üzere aynı konum ve kutup lama tahsisini istemişlerdir. İkinci türe ör nek olarak Yunanistan ve Kıbrıs Rum yönetimi nin istekleri gösterilebilir.

c) ülke aşırı kapsama istekleri: Federal Almanya, Avusturya ve İsviçre aynı dili konuşan halkla rı yararına tümünü birden kapsıyacak birer özel ışın, yine tsveç, Norveç, Finlandiya ve Danimarka ayrılacak 5'er kanaldan ikisinin her üç ülkeyi birden kapsıyacak ışın genişli ğinde olmasını istemişlerdir. Bunların yanı sıra Vatikan Şehir Devletinin dinsel yayın yapmak üzere Avrupanın büyük bir kısmını içi ne alacak kapsama isteği ile Suudi Arabistan' in islam ülkeleri üzerinde istediği ışınlar: bu aşırı istekler arasında sayılabilir. Çoğu yukarıda ilkeler bölümünde değinilen millet lerarası radyo kuralına aykırı olan bu istek ler anılan şekliyle kabul edilmemiştir.

d) Ülke içi uziletişim ve doğrudan yayın hizmet leri için tek uydu kullanmayı planlıyan bazı

ülkeler belirli bir yörünge konumu için ısrar etmişlerdir. Bunlara örnek olarak Endonezyalım isteği karşılanamamış ancak İran'a istediği konum ayrılabilmiştir.

e) Yine aşırı bir başka istek türü de bazı ülke lerce yapılan 8,10 hatta 14 kanal ayrılması gibi isteklerdir.

f) Güney ve Kuzey Amerika kıtalarının yer aldığı 2'nci bölge devletleri kendi bölgeleri için planlama yapılmıyacağından yörünge üzerinde çok geniş bir yayı 1 ve 3'ncü bölge planının dışında tutmak istemişler ve sınırları 160° Batı ve 37° Batı boylamı olarak saptanan bu yay uçlarında güç akı yoğunluğunu 125 dBW/m2/4 kHz olarak sınırlandırmışlardır.

g) Ekvator üzerinde yer alan ülkeler yerle eşza manlı yörüngenin tıpkı yeraltı zenginlikleri gibi bir doğal kaynak olduğunu, bu nedenle ül keleri üzerindeki yörünge yayı üzerinde hüküm ranlık hakları bulunduğunu, özel izin alınmak sızın bu yaylar içinde hiçbir ülkeye uydu ko numu tahsis edilemiyeceğini bildirmişlerdir. Planlama bu konu dikkate alınmadan yapılmış ancak ek protokolde bu bildiriye yer verilmiş tir.

h) Tropik bölge ülkeleri yağmur zayıflaması nede niyle yörünge konumlarının seçiminde en az 4 0 , dağlık ülkeler ise gölgede kalan bölgele ri azaltmak üzere en az 30° uydu yükseklik açı sı sağlanmasını istemişlerdir.

7.1. PLANLAMA YÖNTEMLERİ

Yukarıda sıralanan ilke, koşul ve isteklerin tü müne uyularak başarılı bir planın yapılabilmesi gerçekten büyük güçlükler göstermektedir. Tüm ül kelerin eşit geometrik şekil ve büyüklükte ve eşit bir dağılımla dünya üzerinde yeraldığı düşü nülürse bilimsel, düzenli ve en iyi sonuçları ve ren planların yapılabildiği,çeşitli kişi ve kuru luşların yaptığı kuramsal çalışmalarda gösteril miştir. Ancak gerçekte hiçbir husus düzenli de ğildir. Yine de bu tür kuramsal çalışmalar toplam kanal sayısı, kanallar arası sıklık farkı, bir yörünge konumuna yerleştirilebilecek uydu sayısı, konunlar arası açısal ayırım gibi hususlarda op timum değerlerin saptanmasını sağlamıştır. Plan lama sürecinde bu değerler hareket noktası ve he def olarak kullanılarak en iyi planın yapılmasına çalışılmıştır.

Plan sözcüğünün yanısıra yer vermekte olduğumuz iyi, uygun, başarılı gibi sıfatlarla neyi tanım lamaya çalıştığınızı açıklayalım. Yalın bir de ! yişle iyi ve başarılı bir plan, ülkelerin istek lerini en uygun biçimde karşılayan tahsislerin saptanmış korunma oranları içinde yerleştirile bildiği bir dağıtım listesidir.

Plan yapılmak üzere N adet ülke, C adet kanal, P adet yörünge konumu ve 2 adet kutup varsa bulu nabilecek çözüm sayısı

M = (2 C P)N dir.

Kuşkusuz bu M çözümden büyük bir kısmı onaylanmı yacak ölçüde fazla girişim vereceğinden dikkate

alınamaz. Ancak yine de M sayısı o kadar büyüktür ki çözümleri bulmak ve irdelemek bilgisayarlar aracılığıyla bile olanaksızdır. Bu yüzden önce likle yörünge konum noktalarını saptamakla işe başlanır. Planlamada bu noktalar 37° Batı boyla mından başlamak üzere Doğuya doğru 6'şar derece aralıklarla seçilmiştir. 29° Doğu boylamından sonra 3 arayla 32° Doğuya geçilmiş ve tekrar 6'şar derece ara ile 170° kadar gelinmiştir.

Başlangıçta kanal taşıyıcıları arası açıklık 20 MHz olarak alınmış ve (800/20) = 40 kanal sa yısı bulunmuştur. Bandın üst ve alt sınırında ko ruma bantları bırakmak gerektiği için daha sonra kanal ayırımı 19,18 MHz olarak belirlenmiştir. Saptanan kanal numaraları ve karşıtı olan taşıyı cı sıklıkları aşağıda Çizelge 9'da verilmiştir.

1 2 3

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Sıklık (KHz)

11 727,48 11 746,66 11 765,84 11 785,02 11 804,20 11 823,38 11 842,56 11 861,74 11 880,92 11 900,10 11 919,28 11 938,46 11 957,64 11 976,82 11 996,00 12 015,18 12 034,36 12 053,54 12 072,72 12 091,90

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Sıklık (MHz)

12 111,08 12 130,26 12 149,44 12 168,62 12 187,80 12 206,98 12 226,16 12 245,34 12 264,52 12 283,70 12 302,88 12 322,06 12 341,24 12 360,42 12 379,60 12 398,78 12 417,96 12 437,14 12 456,32 12 475,50

çizelge 9. Kanallar ve sıklık

Daha sonra ilk 4 kanal, her kapsama bölgesi için bir kanal ve bir yörünge konumu seçmek yoluyla ülkelere dağıtılmıştır. Bu dağıtımda her kanal için her yörünge konumu en çok bir kez kullanıl mış, birbirine bitişik komşu ülkeler arasında 3 konumluk yani 18° ayırım olmadıkça aynı kanalın kullanılmamasına çalışılmış ve bu gibi durumlarda ters kutuplamalar düşünülmüştür. Bu süreç içinde her adımda eklenen yeni bir tahsisin öncekilerle girişim yaratıp yaratmadığı hızlı hesap yöntemle ri ile denetlenmiş, gerektiğinde bu son girdi başka bir kanal veya kutuplama verilmek yoluyla düzeltilmiştir. Daha sonra elde edilen 4 kanaİlık alt plan 5 kez yinelenmiş, 3'ncü bölge ülkele rinin bir veya iki kanalı silinerek onların yeri ne ve önceden az çok kestirilen bazı boşluklara, İskandinav ülkeleri örneğinde olduğu gibi^geniş letilmiş ışınlar veya Japonya'nın istediği 5'in üzerindeki kanallar sığdırılmaya çalışılmıştır. Bilgisayara yaptırılan ayrıntılı girişim çözümle mesi ile birbirini etkiliyen tüm ışınlar saptanmış •?e yeniden bazı düzenlemelerle tüm hesaplar yeni lenmiştir. Her aşamada el ve bilgisayar hesap yön temlerini kullanarak tüm işlem yaklaşık 20 kez tekrarlanmış, böylece en az eksi koruma payı içe ren bir plan elde etmeye çaba harcanmıştır.

1 .ne i Bölge

Planda yer verilen ülke ve bağımlı/bağımsız belge sayısı 106

Plana giren ışın sayısı

Kullanılan yörünge konumu

sayısı

Kullandıkları kanal sayılarına göre ışınların dağı 1 ınıı

1 kanallı

2 kanallı

3 kanallı

4 kanallı

5 kanallı

6 kanallı

8 kanallı

Aldıkları ışın sayılarına göre ülkelerin dağılırı

1 ışın alan ülke sayısı 88

2 ısır alan ülke sayısı 14

3 ve daha çok ısın alan ülke sayısı

Toplanı tahsis sayısı (ışın x kanal)

Eşdeğer koruma payı eksi olan tahsisler

0 1 dB arası

1 2 dB arası

2 3 dB a ası

3E

3 den daha düşük

Toplan* eksiler

Eksi koruna paylı ışına sahip ülke sayısı

2.nci Bölge

43 106 25

26 8

12 38 14

7 1

3' 4 5

40 28 22 27 117 16

Toplanı

149 252

37 18 18 53 113 12

122 18 9

108 70 57 46

281 46

Çizelge 10. Plan sonuçları özet bilgiler(sayısal)

Değinilen hızlı hesap yöntemleri,seçilen kanal ve konumlar için hemen eş ve ters kutupsal giri

;

şim matrislerinin çıkarılması şeklindedir. Bu matrisde eksi sonuç veren girdiler hemen görül mekte ve daha uygun seçenekler belli olmaktadır. Bilgisayar ».geliştirilmiş algoritmaları kullanarak bazı çözümleri birkaç seçenek içinden ayırabilir. Böyle bir işlem için gerekli algoritmalar birçok kuruluş tarafından geliştirilmiştir'. Gerçekte TDF (Fransız Televizyon örgütü) tarafından geliş tirilen bilgisayar programı planın sentezinde kullanılmıştır. Burada algoritmaların ilk adımı birbirini en çok etkiliyecek durumdaki iki ülke ye olanaklı en iyi korunmayı sağlayacak kanal ve kutuplaşmayı seçmek şeklindedir. RAİ (İtalyan Radyo TV Kurumu) bilgisayar programı ön hedef olarak yeterli koruma, buna karşın en az kanal kullanımı sağlamaktadır.

Planlama sürecinde yeryüzünde konu üzerinde en çok bilgi sahibi uzmanların hemen tümü görev al mıştır. Yine de yukarıdaki yöntemle yapılan pla nın elde edilebilecek en iyi dağıtımı verdiğini söylemek çok güçtür. Eldeki tüm olanaklara kar cın değişkenlerin çokluğu ve kısıtlı zaman tüm olasılıkların irdelenmesine olanak vermemiştir. Bununla birlikte çeşitli kuruluşlarca birçok or tamda onlarca kez yapılmaya çalışılan plan örnek lerine kıyasla elde edilen sonucun oldukça başa rılı olduğu görülmektedir.

7.2. PLAN SONUÇLARI VE İRDELEME

Aşağıdaki Çizelge 10'da plan sonuçları ile ilgili bazı özet istatistik bilgiler verilmektedir.

Eirden fazla ıs>n tahsisi alan

Cin Halk Cu*ur 1yeti

t]

Pakistan Endonezya

Danimarka Sudan Suudl Arabistan

C*zay1r Vatikan F1nlandiya lzlanda fc>r1tuS Hal 1 rbr1tanya?Norvec lsvec Sur.ye Tunu$ Zaire Afgan1stan Ma1ezya Ven1 Zelanda

Papua Yeni Glne Ubya Yugoslavya

Toplam 5 den fazla tahsis alan ü l k e l e r :

SSCB (Ukrayna ve Blyelorusya d a h i l )

Cin HaU Cu*ur1yet1

Endonezya

Sudan

Pakistan Suudl Arabistan

Cezay1r Libya Hal1 Mor1tanya vugoslavya 2a1r*

Morltus Malezya

Dan1rcarfca Yen1 Zelanda Papua Yeni Glnt

Kor* (Güney)

Eri çok yüklü yörünge konunları: 19° B«tı 31° Batı 37° 8atı

Tahsisler

(4

Paylasan Ülke sayısı

En az yüklü konu* 152° DoQu. Yapı •n t a h s i l : 3

Bos b ı r a k ı l a n yörünge konu«u: 116° Oo^u

Birden fazla yörünge konunuıda tahsis alan ü l k e l e r ve konun s a y ı l a r ı :

Cin Halk Curtıurİyetl

Htndlstan Endonezya Avustralya Papua Yeni Glnt 2 En yüksek ve düşük güçlü uydu vericisi ge r r t t lr t n t ı h i l ı l t r :

l°Batı

M 12

URS 080 D 140° 2,9(>/2.4°

68,1

'«'«

Bahreyn

BHK 25S » 17»" 0,60/0,60

«0.8

15,5

0o«u

En büyük ısın genişliği tahsisi:

İKİ*

lahsfs No «onu.

Etkin jtlç » r l c l gtlca

".Jîî.rî"" dV

Uatt

hîîüevaıı Xc m ° 160 " " ' «•»""•"°

63.C

çizelge 11. Plan sonuçları üzerine bazı karakteristik bilgiler

01 ke

Türkiye Kıbrıs Yunanistan SSCB (064)

ton»

1,5,9,13,17 S°DoJu 21,25.29.33.37 5oBoJu 3.7,11,15,19 5°DoJu 1,5,9,13.17 23°Doğu

Kutuplasın

Eliptik ısın Ki lan

2.68/1,04 0.6/0.6 1,78/0,98 2.16/0,60

Etkin euc <BW

63.8

63,6

63,5

63,9

V»r1e1 aicu Hatt

Türkiye 11e aynı konuau (5°Do8u) paylasan Ülkeler:

Kıbrıs Danlnirka (3 ısın) F1nland1ya (2 ısın) Y ımn1st»n Izland« Noryeç (2 ısın) ls»eç (2 ısın) Lesoto SUney Afrika Cu *u Hy e t 1 .

5°Doğu kommundakl;

Toplan Ülke sayısı :

Topla» ı s m sayısı :

Toplaa tahsis say ısı:

çizelge 12. Türkiye ve bazı ülkelerin tahsisleri

10, 11 ve 12 nolu Çizelgeler yayın uyduları plan laması sonuçları üzerine ilgi çeken birçok ayrın tıyı özetlemektedir. Görüldüğü gibi bazı ülkeler şekil ve büyüklüklerine göre birden daha fazla ışın ve yörünge konumu kullanmak zorunda kalmış lardır. Uyduda gereken transponder çıkış gücü de ğerleri ve kanal sayıları uydunun büyüklüğünü ta nımlamakta başlangıç noktası olacaktır.

Koruma payları eksi olan ülke ve tahsis sayıları nın çokluğu yukarıda birçok kez belirttiğimiz

planlama güçlüklerini doğrulamaktadır, özellikle eksi değeri büyük çıkan tahsislerde aynı ülkenin çeşitli kanallarının birbirini bozması söz konu sudur. Birçok durumda ülkeler daha fazla tahsis alabilmek için teknik olanakları zorlamışlar ve sonuçta hem kendi kanallarında hem de diğer ülke lere verilen kanallarda saptanan korunma oranla rının birkaç dB düşmesine neden olmuşlardır. Mona ko, Andorra, Lüksemburg, Lihtenştayn, Vatikan, Hong Kong, Singapur vb. tek şehirlik ülkeler bile 4 5 kanallık yayın hakları sağlamışlardır. Bu ül kelere ayrılan 0,6°'lik en küçük ışın bile gere kenden binlerce kez büyüktür. Aslında 10 km ça pında bir alana sığan ülkeye TV yayını yapmak için 36500 km yukarıda bir uydu oturtmak fikri çok gülünçtür ve belki de hiçbir zaman gerçekleş meyecektir. Ancak şu var ki bu ülkeler tahsis al dıkları için tüm planda sıkışıklığa yol açmışlar dır.

Işınları saptamakta ilk aşama olarak ülkeyi çev releyen çokgen köşelerinin seçildiği yukarıdaki bölümlerde anlatılmıştı. Bu köşelerin seçiminde de ülkeler kaçamak yollara başvurarak planlamanın "münhasıran herkesin kendi ülkesine yayın yapma sı" ilkesini zedelemişlerdir.

Bu konuda Türkiye'yi ilgilendiren iki örnek vere biliriz. Komşumuz Yunanistan ülkesinden yüzlerce kilometre uzaklıkta, ülkemiz güney kıyılarından ancak 300 metre açıktaki, üzerinde yaklaşık 1000 kişinin yaşadığı Meis adasını çokgen köşelerinden biri olarak seçtiği için hesaplanan ışını ülkemi zin tüm batı bölgesini (yaklaşık üçte birini) içine almaktadır. Her iki ülke uyduları aynı yö rünge konumunda ve aynı kutuplama ile yayın yapa caklarından bu bölgede yaşayan halkımız büyük bir kolaylıkla Yunan yayınlarını izleyebileceklerdir. Komşumuzun bu adacıktaki 1000 kişiye yayın sağla mak için uydusundan gönderdiği gücün yaklaşık ya rısını ülkesi dışında harcamayı göze aldığını dü şünmek gerçekçi değildir. İkinci örnek Sovyetler Birliği'nin aldığı 27° Doğu konumundaki 3.7°/1.43° açılı 059 nolu ışındır. Karadenizin kuzeyinde Ukrayna'yı ve Hazar Denizine kadar Kafkasları içine alacak şekilde verilen bir kapsama isteği ne göre seçilmiş olan bu ışın ülkemizin yarıdan fazlasını içine almaktadır. Ancak yörünge konumu ülkemiz tahsisinden 18° farklı ve kutuplama ters olduğu için özel düzenleme olmaksızın Türkiye uy dusunun yayınlarını almak üzere kurulan donatımla alış yapılamaz.

ülkelerin kapsam alanlarını geniş göstererek tah sislerin hem sayı hemde büyüklüklerinde artışlar yaratmaları planlamayı güçleştirici yönde etkin olmuştur.

Dağıtımda tahsisler arasında gerekli korunma şu yöntemle hesaplanmaktadır. Her ülke belirttiği kapsama bölgesi içinde ve genellikle bu bölge sı nırlarında 20 sınama noktası vermiştir. Bilgisa yar bu sınama noktalarında istenen yayın ile is tenmeyen tüm alışları hesaplamış ve gereken 31 dB korumadan büyük fark bulduğu durumlarda artı, da ha küçük farklarda ise eksi olarak sonucu vermiş tir, ülkemiz de yukarıdaki çizelgelerde yer alan eksi koruma paylı ülkeler arasında yer almaktadır. Tüm kapsama bölgesi içinde yalnız Hopa sınır böl gemizde korunma oranı 31 dB'in altına düşmektedir. Bu düşme 5 kanalımız için 1,51 ile 1,66 dB ara

sında değişmektedir. Bu noktadan yaklaşık 50 km. içerilerden sonra korunma payı sıfır olmaktadır. Ülkemizin % 95'inde en az 1 dB artı korunma payı olduğu bilgisayar aracılığıyla hesaplanmıştır.

Gerçekte korunma payında 1,7 dB'lik bir düşme ya yın niteliğini 4,6 düzeyinden 4,4'e indirmekte dir. Bu farkın önemli olmadığı açıktır.

Çizelge 13'de ülkemiz uydu yayınlarını etkiliye cek Sovyet ışınının ayrıntıları verilmektedir.

Işın kodu : URS 64 Y örünge konumu : 23 Doğu Y eryüzündeki ayak 1 zi or t a n o k t a s ı : Boylam 4 5 , 6 ° Kuzey

Enlem 4 0 , 8 ° Doğu Eliptik ışın açıları : 2,16° 0,60 Elips yönü (büyük eksenin doğu b a t ı yönüyle y a p t ı ğ ı açı : 163° Et kin i z o t r o p i k y ay ınım gücü : 6 4 , 1 dBW Uydu transponder ç ı k ı ş gücü : 122 W En çok e t k i l e n e n noktada a l ı ş düze y le r i oranı : 2 9 , 9 dB Aynı nokta ve aynı kanalda korunma payı : 1 , 5 1 dB Aynı noktada toplam eşdeğer korunma payı : 1 , 6 6 dB

çizelge 13.

Ülkemizi içine alan eliptik işitim merkezi Nevşe hir ilinin Hacıbektaş ilçesi yakınlarına düşmek tedir. Bu nedenle en büyük güç akı yoğunluğu ve korunma payı değerlerine bu noktada ulaşılmakta dır. Çizelge 14'de ülkemiz yayın uydusunun ülke içinde ve dışında bazı noktalarda plana giren be lirginliklerine göre hesaplanmış değerler görül mektedir. Yunanistan uydusunun bazı noktalarda alınışı ile i l g i l i değerler Çizelge 15'de örnek olarak verilmiştir.

Hacıbektaş NevşeMr

Ankara İstanbul İzmir İğdır Selanik Lefkoşe G1r1t Halep

GUc Akı Y ojunlujju dBW/m*

Taşıyıcı/GUrültU («99,9) dB

99,0

99,2 100.3 100,5 101,5 101,3 102,1 105,0 100,5

14,0 12,9 12,7 11,7 11,9 11,0 8,2 12,6

ta/GUrUltli (X 9 9 ) dB

E$deger Koruma payı

36,3

7,5

36,0

6.6

35,0

34,8

4,2

33.8

1,2

34,0

1.8

33,1

4.5

30,2

1.0

34.8

7,1

çizelge 14. Türkiye yayın ıvdusunun çeşitli çeşitli noktalımda alınmış ayrıntıları

GUc Akı Y oğunluğu dBH/m*

Taşıyıcı/GUrUltU («99,9) dB

fopsama Bölgesi Merkezi

İstanbul İzmir Kas (Antalya) Ltfkose

99.3

102,8 100 101,8 106,2

13.8

10.3 13,1 11,3 6.9

tm/GUrUltU ( » 9 ) dB

Esdtgtr Koruma payı

35,9

7,7

32,4

1.6

35,2

7,3

33,4

7.4

«30

4,5

Çizelge 15. Ymanistan yayın ugdusumu bazı noktalarda alınmış değerleri

8. ALICI DONATIMI

Kuşkusuz uydulardan doğrudan yayın gerçekleşince tüm yer verici dizgeleri kaldırılmayacaktır. Uy du yayınlarını almak üzere özel ikinci bir alıcı satın almak kullanan ve ülkesi için büyük bir yüktür. Bu yüzden başta kullanılmakta olan alıcı lara uydu yayınlarını da almaya yarayacak ek do natım geliştirilmesi düşünülmüştür. Günümüzde yak laşık 20 kadar firma ve kuruluş tarafından bu ek

donatımın tasarımı ve hatta belirli sayılarda üre timi gerçekleştirilmiş bulunmaktadır.

Ek donatımın önde gelen parçası antendir. Birey sel ve toplu alış ile bazı özel alış koşulları gözönünde tutulursa gereken parabol çapı 0,6 1,80 metre arasında olacaktır. Antenin kendisi ve çatı bağlantı parçaları başta rüzgar olmak üzere her türlü iklim koşullarında en çok 0,5° gibi bir yönlendirmeyi koruyacak sağlamlıkta ol malıdır. Parabol yüzeyinde gereken doğruluk 1 nm'dir. Malzeme olarak alüminyum, üzeri iletken veya tel ızgara kaplanmış cam lifi destekli plas tik döküm kullanılabilir. Cassegrain veya odak noktasından besleme türlerinin ikisi de uygundur.

Çembersel kutuplama için anten besleme noktasın da özel kutuplama donatımı gerekir. Bu yolla ge reken 25 dB kutuplama ayırımı elde edilebilir.

Antenden alınan sıklık bindirimli 12 GHz imlerin kullanılan bir TV alıcısına iletilmesi için biri 12 GHz1i ÇYS veya AYS bandına indiren sıklık çe virmesi diğeri sıklık bindirimli imi bastırılmış yan bantlı genlik bindirimli şekle dönüştürme ol mak üzere iki ayrı çeviri işleminden geçmesi ge rekmektedir. Bunlardan ilki tümleşik bir birim halinde hemen antenin çıkışında yer almaktadır. Buradan tasarıma bağlı olarak 0,4 1,2 GHz ara sı sıklığa indirilmiş olan yayın eşeksenli kablo yoluyla TV alıcısının yanına konacak olan bindi rim dönüştürücüsüne iletilir (Şekil 9 ) .

Yukarıda donatımın kısa tanıtılması sıklığın bir kez çevrilmesine göre yapılmıştır. Temelde sıklık çevirmesinin bir yerine iki kez uygulanması da tartışılabilir. Tek çevirmeli donatımda çatıdan kabloyla indirilen ara sıklıktaki im tek kanallı olmak durumundadır, tkinci türde ise ilk çevirme ile istenen tüm kanalları içeren bantgenişliği iletilmekte, yeni bir çevirme ile yalnız bir ka

nal taşıyabilen bantgenişliğinde ikinci ara sık lık üretilmektedir. Şekil 9'da bu tür çift sıklık çevirmeli bir donatımın öbek çizimi görülmektedir. Kanal seçme kolaylığı yanısıra bu türün şu üstün lükleri de vardır. Daha düşük sıklıkta çalışan yerel salıngaçta otomatik sıklık denetimi daha kolaydır. Bu denetim birinci salıngacın yanlışla rını da düzeltir, tkinci ara sıklıkta istenen imi süzmek ve genliği sınırlamak daha kolaydır. Bu şekilde birinci ara sıklık yüksek tutulabil diğinden hayal sıklık imini yok etmek kolaylaşa caktır.

a) Giriş katları:

Örnekte gösterildiği gibi yeterli ölçüde düşük gürültü ve kayıplı karıştırıcı katı yapılabilir se antenden hemen sonra yer alan giriş yükselteci kaldırılabilecektir. Genellikle gereksinme duyu lan bu yükselteç parametrik, tünel diyotlu veya alan etkili tranzistorlu olarak 3 türde yapılabi lir. Parametrik yükselteçte istenen sıklıkta eksi empedans elde etmek için kullanılan diyota daha yüksek sıklıkta im uygulamak gerekir. Dizgenin gürültüsü, sıklıklar oranı ve diyotun sıcaklığı ile doğru orantılıdır. 12 GHz'in iki veya daha çok katı sıklıkta salıngaç gerektiren bu düzenle me halk tipi bir alıcı için çok pahalıya çıkaca ğından pratikte uygulanma olasılığı çok zayıftır. Tünel diyotlu devre yine bir parametrik yükselteç olup diyotun eksi empedans gösterme özelliğinden yararlanarak yapılabilir. Burada diyot bir sirkü latör ile birlikte çalışır. Bu yükseltecin gürül tüsü diyotun darbe gürültüsü üretimine bağlıdır ve diyotun malzemesine göre değişir. Uygulamada 12 GHz bandında 600 700°K gürültü sıcaklığı de ğerleri elde edilebilmektedir.

Fiyat ve üretim kolaylığı yönlerinden yeni geliş tirilmiş bulunan GaAs Schottky engelli AET (alan

1.2 G H l UOOMHt )

Bağlantı Kablosu

Şekil 9. çift sıklık çevirmeli uydu alıcısı

ek donanımı .

:

2nci ÇEVİRİCİ

Süzgeç

H. Yükselteç

Karıştın

120MHz(30MHı)

BdHB . J Genlik Sınırlame

Safinüaç

Otomatik Sıklık

t

Bindirim

f

Kanal Seçme

DKKtımi

CÖzme

Düzeneği

SM^Gert» Doğrudan Dönüştürme

Genlik j Bi ndlrim

3ncü Salıngaç

STANDART TV

ALICI

ELEKTRİK MÜHENDtSLtĞt 257

etkili tranzistor) yükselteci amaca en uygun tür olarak belirmektedir. Uygulamada 400 500°K gürül tü sıcaklığı elde edilebildiği bildirilmiştir.

AYS aşağı çeviricilerde, karıştırıcıda en düşük gürültü değerlerine ulaşmak için hayal sıklık ya kalama (image recovery; tekniğinin kullanılması gerektiği bilinmektedir.

Yapı olarak AYS devreleri; dalga kılavuzu devre leri, mikrodalga tümleşik devresi veya dalga kı lavuzuna yerleştirilmiş düzlem devre olmak üzere 3 türde gerçekleştirilebilir. Bunlardan birincisi geniş ölçüde üretime elverişli olmayacak kadar duyarlı ve pahalıdır. İkinci türde alumina taban lı çok küçük ölçekli bir baskı devre üzerine mik rodalga diyotları, hibrid bağlantı halkaları, bant geçiren süzgeçler vb. birimleri yerleştirmek yoluyla yapılan tümleşik devre uygulamasını gör mekteyiz. Burada kayıplar ve gürültü yüksek oldu ğundan giriş yükselteci kaçınılmaz olmaktadır.

Japon Radyo Yayın Kurumu (NHK) laboratuvarlarında geliştirilmiş olan üçüncü türde doğrudan doğruya anten çıkışında bulunan dalga kılavuzunun içine, üzerinde çeşitli şekiller oyulmuş bir şerit yer leştirilmektedir. Bu şeritte Schottky karıştırıcı diyotu, Gunn salıngaç diyotu yer almakta, çeşitli oyuklar ise süzgeç, akord, eşleme, empedans uyumu vb. devrelerinin yerini tutmaktadır. Düzlem devre denilen bu şeridin preste kesme veya kimyasal eritme yöntemleri ile seri olarak kolayca üreti lebileceği ve en ekonomik çözüm olduğu ileri sü rülmektedir. Son iki tür arasında kesin bir yeğ leme henüz yapılmamıştır. İlerde uydu yayın uy gulamaları istemi artınca karıştırıcı, salıngaç ve ilk ara sıklık katlarının tümünü içeren AET tümleşik devrelerin geliştirilmesi ekonomik ola bilir.

b) Birinci salıngaç:

Yerel salıngaç genel olarak Gunn salıngacı türün de veya adım tutma (step recovery) diyodu kulla narak yapılabilir. Gunn salıngacı sıklık kararlı lığı için dielektrik rezonatörü gibi bir edilgin ile birlikte salınım devresine kilitlenmelidir. Bu yolla 30 ile +60°C arasında ± 100 kHz sıklık kayması elde edilebildiği uygulamada görülmüştür. İkinci yöntemde adım diyoduna kristalli bir sa lıngaçtan ardarda çarpma yoluyla üretilen AYS ge rilim uygulayarak daha yüksek sıklıkta salınımlar üretilir. Uygulamada kararlılık ± 1,5 M}z dolay larındadır. Ucuz türde donatımlar için gözönünde tutulabilir.

c) Ara katlar:

Birinci ara sıklığın seçiminde yerel yayın veri cileri, bina dışı içi arası iletim kayıpları, ara sıklık bantgenişliği, hayal sıklık yokedilmesi ve donatım fiyatı gibi etkenler rol oynar. Ara sıklık bandı 200 MHz'den küçük olursa sıklığın IV ve V'nci TV bantları arasında seçilmesi en uy gunudur. Ancak planlatna^bir ışın içindeki 5 kanal 400 MHz'lik bir bant içinde yer alacak şekilde yapıldığından bu bandı iletebilmek için birinci ara sıklığın 1,2 GHz dolaylarında olması uygun görülmektedir. Çeşitli tasarımlarda ikinci ara sıklık olarak 120 MHz kullanılmıştır. Burada tek kanal iletimi söz konusu olduğundan 30 40 MIz lık

bir bantgenişliği yeterlidir. Ara sıklık süzgeç ve yükselteçlerinde bant karakteristiğindeki düz günlük ve hayal sıklığın iyi süzülmesi çok önem lidir.

d) Alıcıya uygulama devreleri:

İkinci ara sıklığa indirgenmiş sıklık bindirimli TV yayınının standart alıcılara şu üç ayrı yön temle uygulanması düşünülebilir.

Geniş bantlı ayırıcı yoluyla bindirim çözme uygulamak, vurgulama ve enerji yayma imini kal dırmak, temel bant yükseltmesi yapmak, ses alt taşıyıcısını ayırmak ve çözmek, böylece elde edilmiş görüntü ve ses imlerini alıcının uygun devrelerine iletmek,

Bindirim çözme işlemini yapıp, vurgulama ve enerji yayma imini kaldırmak, daha sonra yerel standarda göre sınırlandırılmış artık yan "Bant lı genlik bindirimi (GB/AYB) uygulayarak ÇYS veya AYS'ye dönüştürülmüş imi TV alıcısının girişine iletmek,

Sıklık bindirimli imi çözmeksizin doğrudan (GB/AYB) ye dönüştürmek ve alıcı girişine uy gulamak. Bu yöntemde vurgu ve enerji yayma imini yoketmek büyük güçlük göstermektedir.

TV alıcısının normal girişlerine doğrudan bağlan ma olanağı veren son iki tür çevirici Şekil 9'da kesikli çizgi ile gösterilmektedir. Kullanılan alıcının devre tasarımının elverdiği durumlarda birinci türün uygulanması kuşkusuz daha iyidir.

Eğer uydudan alınmakta olan yayın TV programı ye rine bir grup ses imi taşıyan bir kanal ise durum değişir. Bindirim çözme işlemi tamamlandıktan sonra herbirine birer ses imi bindirilmiş alt ta şıyıcılar dizini ortaya çıkar. Bu noktada istenen alt taşıyıcıyı seçip bindirim çözme yapılarak ses imi dinleme düzeneğine iletmek yeterli olacaktır. İlginç bir başka yöntem bu alt taşıyıcılar dizi sini ayar bandı ve bindirim özelliklerinin uyması koşulu ile standart bir sıklık bindirimli radyo alıcısına doğrudan iletmektir.

TV görüntü iminin birden çok ses imiyle birlikte olması, stereofonik, kudrofonik ses yayınlarının yapılması gibi yukarıda gösterilenlerden farklı uygulamalarda alıcı düzeneğinin çok değişeceği doğaldır.

Çeşitli örneklerinin çoktan yapılmış olmasına karşın yukarıda yazılanlardan da anlaşıldığı gi bi alıcı düzeneği konusunda birçok husus çözüm beklemektedir. Teknolojik gelişmelerin,özellikle maloluşu düşürücü yönde olması uydu yayıncılığın da yaşamsal önem taşımaktadır. Bugün için en az 100 000 adet üretilmek koşuluyla gereken ek alı cı düzeneği en iyimser hesapla yaklaşık 300 dolar dolaylarındadır. Kurma harcamaları bunun dışında* dır. Japon araştırıcıların yeterli nitelikte alış sağlıyabilecek ek donatımın seri üretimle 150 do lara inebileceğini öne sürmelerine karşın genel kanı tüm sistem maloluş hesabının ilk verilen ra kama göre yapılması yönündedir.

9. VERÎCt YERÎSTASYONLARI

Stüdyo merkezlerinde üretilen TV ve radyo prog ramlarını yayınlanmak üzere uyduya iletmek ve uy

duyu izleme ve komuta için en az bir yer istasyo nu gerekir. Bu istasyon için yer seçiminde uydu nun hizmet alanı ortasında bulunma, zararlı giri şim ve etki kaynaklarından uzaklık, program üre tim merkezine yakınlık, enerji vb. etkenler göz önünde tutulur. Uydu kapsama bölgesinin tam orta sında olması kesin bir zorunluluk olmayıp yeğle me nedenidir.

Burada yeralacak donatım içinde yine ön sırada anteni görüyoruz. Artık anten çapı alıcı veya uy du donatımında bulunan çapların çok üzerindedir. Uygulamada parabol çapı 10 15 metre, kazanç 63 dB ışın açısı 0jl5°, yönlendirme duyarlığı 0,01° gi bi 4eğerler görülmektedir. Uyduyu denetim altında tutabilmek için anten her yöne tam otomatik güdüm le ayarlanabilecektir. Bu tür bir antenle uyduya yayın göndermek için uyduda gerekenden çok daha az güç düzeyinin (10 40 W gibi) yeterli olacağı açıktır. İstasyonun tasarımlanmasında verici gü cü ve anten büyüklüğünün bağımlı seçimlerinde ma loluş birinci etken olacaktır.

Yayınların uyduya iletimi için link sıklık bant ları olarak 11 veya 14 GHz bantları düşünülmekte dir. Bu bantlar özel olarak yayın şeritleri için ayrılmamış ve yukarı link sorunu genel sabit uydu hizmetleri kapsamında tutulmuştur. Bindirim türü, kanal ayırımı, kanal bantgenişlikleri gibi özel liklerin uydudan gelen 12 GHz'deki yayının aynı olacağı düşünülürse gereken tüm bandın aşağı ile timde kullanılan düzeyde olması gerektiği ortaya çıkmaktadır. Ancak söz konusu ışın açıları bu kez uyduda düşünülen 0,6 en düşük açının çok daha altında olacağından aynı kanalların tekrar kulla nılma olasılığı daha yüksektir. Böylece etkin bantgenişliğinde azalma ve diğer sabit uydu diz geleri ile paylaşma kolaylaşır.

Yukarı iletim teknik niteliğinin uydudan geri ge lecek yayını bozmayacak düzeyde olması gerektiği önceki bölümlerde anlatılmıştı. Yayında en çok 0,5 dB etki yapabilmesi için yukarı iletim taşı

Görüntü 1 TV

SES

Temel .Bant İşlemini

Alt Taşıyıcı Bindirimi

Temel Bant işlemleri

yıcı gürültü oranının uydudan gönderme için düşü nülenden en az 10 dB daha iyi olması gereklidir. Bu temele göre ülkemiz için yaptığımız yukarı iletim hesabı Çizelge 16'de örnek olarak veril miştir.

Sıklık

GHz

Taşıyıcı/Gürültü oram

Boltzmann sabiti

dB(W/MHz/K)

Bant genişliği (27 MHz)

dB(MHz)

Uydu gürültü sıcaklığı (1000° K) dB(K)

Uydu bağlantı kayıpları

Uydu anten kazancı

Serbest uzay yayılma kaybı

Atmosferik zayıflama

HR

(% 99,5 zaman yüzdesi için)

UD

Gerekli etkin izotropik gönderme gücü

dB(W)

11,0 24,0 168,9 14,3 30 1,5 38,4 205 oo

70,4

14,0 24,0 168,9 14,3 30 1,6 39,5 207,2 o,/

72.4

çizelge 16. Ülkemiz uydusu için yukarı iletim hesabı

Anten çıkışında gerekli etkin izotropik gönderme gücünü sağlamak üzere çeşitli anten çaplarına gö re yapılmış en düşük verici gücü hesapları Çizel ge 17'de gösterilmektedir.

Ant«n ç«pı (n)

Sık lık GHz

I$ın açısı (derece)

0,79 0,57

Anten kazancı (dB)

46,5 49,4

Bağlantı kayıpları (dB)

1,6 1.6

Etkin izotropik güç dB (M) 70,4 72,4

V*r 1 d gUcU dB(U)

25,5 24,6

Ver 1c 1 gilcU (Hatt)

365 288

0,39 0,28 52.6 55,4 1.6 1,6 70,4 72,4 19,4 18,6

87 72.5

7.5

0,26 0,21 56,1 58,2

1.6 1,6 70,4 72.4 15.9 15,8

39 38.

0,2 0,15 58,6 60,1

1.6 1.6 70,4 72,4 13,4 13.9

22 25

Çizelge 17. Ülkemiz yer istasyonu anten ve verici hesap örnekleri

Tüm yukarıdaki hesaplar taşıyıcı/gürültü oranının sınır değerine göre yapılmıştır, özellikle yağış anlarında uyduda gerekli nitelikte alış sağlamak üzere verici güçlerinin hesaplanan değerlerden birkaç dB yukarıda olması gerekebilir. Yerel v«

ANTEN

O— r

SESl

Temel . Bant İşlemleri

Kanalı

jeJcil 10. 4 TV ve n radyo kanalı için yeristasyonu öbek çizimi

hLEKTRIK MÜHENDİSLİĞİ 257 158

ğış durumuna göre uygulanacak güç denetimi ile yayın niteliği korunmuş olur.

Yayınla ilgili başlıca donatım Şekil 10'daki öbek çizimde gösterilmiştir, n harfi ile belirtilen ses yayını sayısı en çok 16 olabilir. Şekilde gösterilen devrelerin etkin ve edilgin yedekleri, sınama ve izleme donatımları, güç kaynakları ve diğer ikincil donatım küçümsenmiyecek önemdedir. Kuşkusuz programların üretim kaynaklarından yer istasyonuna iletimi için burada değinilmiyen link donatımları gereklidir.

Uygulamada birden fazla yer istasyonunun düşünül düğü örnekler de bulunmaktadır. Nisan 1978'de başlıyacak olan Japon BSE deneysel yayın uydusu programında 3 ayrı tip yeristasyonu düşünülmek tedir. 13 metre anten çaplı sabit ana yeristas yonuna ek olarak 4,5 metre antenli taşınabilir alıcı verici istasyonları ile araç üzerine ku rulmuş 2,5 metre antenli devingen alıcı verici istasyonları denenecektir.

10. GÜVENİLİRLİK

Uzaydan yayın yapan bir uydu arızalanınca yerine yenisini koymaktan başka bir seçenek yoktur. Eğer ikinci uydu yörüngede yedek olarak bekletiliyor sa yayının sürekliliği birkaç saniye içinde yeni den sağlanabilir. Yedek uydu henüz yerde ise yö rüngeye oturtmak haftalar veya aylar sürebilir. Kuşkusuz yayıncılıkta bu göze alınamıyacak bir aksaklık yaratır. Dizgenin planlanmasında uzayda yedekleme, yedek uydu hizmete girince ona yedek olarak yeryüzünde bekletileni yörüngeye oturtma ve yeniden yeni bir uyduyu atılmaya hazır duruma getirme söz konusu olacaktır. Başarılı fırlatma olasılığının % 90 olduğu düşünülürse uydu fırla tılırken bile bir ikincisinin hazır durumda olma sı gerektiği ortadadır. Uydular ve roketler çok pahalı olduğu için uydu yayın dizgesini planlar ken belirli bir zaman için bunlardan kaçar tane gerekeceği kestirilmelidir.

Yedek uydunun ne zaman hizmete verileceği de önem lidir. Örneğin uyduda 4 transponder varsa bunlar dan birinin bozulmasında hemen yedek uyduya geçi

Uydu yapı ve ana donatım güvenilirliği

Fırlatma güvenilirliği

B1r1m transponder güvenilirliği

7 yerine 10 y ı l 1c1n çarpan

Uydudaki transponder sa y ısı

Göze a lına bi le ce k bozulmuş transponder sayısı

Y ayın donatım g ü v e n i l i r l i ğ i (tüm)

Tüm uydu g ü v e n i l i r l i ğ i (7 y ı l sonunda)

B1r uydu f ç ln g ü v e n i l i r l i k (10 y ı l sonunda) İ k i uydu 1c1n g ü v e n i l i r l i k (10 y ı l sonunda)

3 uydu 4 uydu . . . . 5 uydu 6 uydu . . . . 7 uydu . . . . 8 uydu .

0,725 0,9 0,9

0,65

n

n5 n4 n 3 n2

0,59 0,656 0,729 0,81

0,38 0,43 0,48 0,53

0,43

0,57 0,68 0,76 0.82 0,86 0,90

0,48

0,61 0,73 0,80 0,86 0,90

0,53

0,67 0,78 0,85 0,89 0,93

0,57

0,72 0,82 0,88 0,92

Çizelge 18 . Güvenilirlik

n1

0,59

0,62 0,77 0,86 0,91 0,95

'" 1

ELEKTRİK RVHENDtSLİĞl 257

lecek midir, yoksa ikincinin, üçüncünün ve dördü nün birden susması mı beklenecektir? Bunun da ön ceden saptanması gerekir.

Çizelge 4'de BSE uydusunun yayın donatımı dışın daki çatısal güvenilirliği 0,725 olarak verilmiş ti. Donatımın diğer parçaları için bilinen veya kestirilen olasılık değerlerini "Monte Carlo" is tatistik yöntemine uygulayarak işletme ve maloluş riskleri hesaplanabilmektedir.

Bir bilgisayar kullanılmasını gerektiren bu yön tem yerine fikir vermek üzere daha basit bir he sapla çeşitli seçeneklere göre aşağıdaki çizelge de verilen güvenilirlik değerleri elde edilebil mektedir.

Görüldüğü gibi örneğin ülkemiz için 5 kanallı ya yın uydusunun en az 3 kanalla yayın yapma olası lığını % 85'in üzerinde tutmak için 10 yıl içinde en az 5 adet uydu kullanılması söz konusudur. > Eğer 5 kanalın da çalışır durumda ve güvenilirli ğin % 90 olması istenirse en az 8 uyduya gerek sinme vardır. Tüm yukarıdakiler olasılık hesapla rı olduğu için bulunan uydu sayıları kesinlikle mutlak değildir. 5 kanal üzerinden hiç bozulma olmaksızın 10 yıl süreyle yayın 2 uyduyla bile yapılabilir. Ancak bu durumda başarı şansı % 43' den fazla değildir.

Aynı yörünge konumunu paylaşan ve birbirine yakın ışın boyutlarına sahip iki ülkenin bir yedek uy duyu ortaklaşa olarak yörüngede tutmaları duru munda gereken tüm uydu ve fırlatma harcamalarında % 25 dolaylarında ekonomi söz konusu olabilecek tir.

11. UYDU YAYINI MALOLUŞ HESABI

Bu aşamaya kadar bilinen, verilen ve Üretilen tüm bilgilerle, bilemediklerimizle ilgili olarak yapı labilecek tahminleri paraya dökerek bir uydu diz gesinin neye malolacağını hesaplayacak duruma gelmiş bulunuyoruz. Böyle bir hesabın yine ülke miz için yapılmasında sonuç fikre ulaşmak bakı mından büyük yarar vardır.

önceki bölümlerde ayrıntılarla anlatıldığı gibi dizgenin uzay kesiminde fiyatlar ağırlıkla, ağır lık ise kanal sayısı ve her kanal için çıkış gü cüyle doğrudan ilintilidir.

Hesaplarımız ve yöntemi Şekil 19'da özetlenmiş o larak görülebilir.

Ülkeyi uydu yerine yeryüzü verici şebekeleri ile aynı ölçüde kapsamayı düşünürsek acaba gerekli harcama hangi düzeyde olacaktır. Bunu da resmi geçerliliği olmayan bir hesapla gösterebiliriz.

ülkemizi bir televizyon ve çok kısa dalga sıklık bindirimli bir radyo yayını ile X 98 oranında kapsamak üzere stüdyolar vb. yayın üretim kaynak ları dışında kalan vericiler, aktarıcılar, ara bağlantılar ile işletme giderleri olarak TRT'nin 10 yıl için yaptığı ve yapacağı tüm harcamalar 2,3 milyar TL tutmaktadır. 5 TV ve 5 radyo yayını aynı düzeyde sağlanacak şekilde bir genişleme için gereken tüm harcamanın yaklaşık 10 milyar TL olacağı hesaplanmaktadır.

Ülkemizi TV yayınlarıyla 5 defa kapsamanın söyle nebilecek en hafif sözcükle lüks olduğu bir durum

Adım Bulgu

Değer Kaynak

B1r kanalda etkin ç ı k ı ; gUcU (dBU)

63.7 Çizelge 8

B1r kanal verici çıkış gücü (dBW)

24 Çizelge 8

5 kanal 1ç1n yayın donatımı a ğ ı r l ı ğ ı (kg)

4 Tüm uydu a ğ ı r l ı ğ ı (kg) 2000

5 Uydu f i y a t ı (milyar TL) 3,45 Kaynaklar

Roket f l v a t ı 6 (milyar TL)

1.2 Çizelge 5

B1r uydu yörüngeye

koyma f i y a t ı (milyar TL)

4,65

Toplam uzay kesimi 8 f i y a t ı (milyar TL)

Güvenilir 9.3 l i k 0.57

Alıcı sayısı (milyon adet)

A lıcı ek donatım 10 f i y a t ı (TL)

Toplam a l ı c ı l a r harcaması (milyar TL)

6 9000

Y erlstasyonu (milyon TL)

İsletme ve 11nk gide r le r i (milyon TL)

Toplam yerlstasyonu gide r le r i (milyar TL)

İS

Toplam dizge aalolusu (milyar TL)

153 147 Tahmin

0,3 63,6

Açıklan

Plana giren değer

Plana giren değer C e ş l t U uygulama örneklerinden C e s i t H uygulama örneklerinden Y arım yedek dahil Titan I I I C veya daha bUyUk b i r roket 5 ve 6'ncı adımlar toplamı 1 ç a l ı ş ı r * 1 yörün gede y e de k f i yerde yedek 1ç1n 10 y ı l içinde tüm ülkede (300 $ x M TL)

12 ve 13'ncli toplamı

8, 11 ve 14 toplamı

Çizelge 19. Türkiye yayın uydusu maloluş hesabı da amacımız lüksler arasında bir kıyaslama yapmak değildir. Bu hesaplar, uydulardan doğrudan yayın bir seçenek olarak ortaya çıkarılmak istenirse işin mali düzeyinin nerede olduğunun bilinmesi için yapılmıştır.

"Şimdilik, uydumuzu 2 kanallı olarak düşünelim. Böylece daha ucuz ve küçük roket kullanabiliriz. Üstelik 5 uyduluk düzenleme niye?... Hele biri yörüngeye otursun, her olasılığa karşı bir de yerde yedek tutalım. Sonra Japonlar alıcı donatı mına 150 dolar ödemişken niçin hesabı 300 den yapıyors unuz?"

Böyle bir sav için de hesap yapılmıştır. Benzeri yukarıda verildiBi için ayrıntılara girmeden so nuçları verebiliriz. 2 kanallı yerde yedekli bir uydu, Atlas Centaur, Arianne veya Uzay Mekiği yö rünge aracı (25 milyon dolar) ve alıcı başına 150 dolar esaslarına göre uydu dizge malolusuı >< 30,3 milyar TL, karşıt seçenek olan 2 kanallı yer üzeri yayın donatımı 4 milyar TL olacaktır.

12. SONUÇ

Uydulardan doğrudan yayın yapılması deneysel aşa mada olmakla birlikte günümüzün gerçek olguların dan biridir, önümüzdeki 10 yıl içinde denemelerin ötesinde olağan kullanım için birçok ülkenin ya yın uydularını fırlatacağı bilinmektedir. Ülkemiz için böyle bir uygulamanın kesin olarak ve bütün boyutları ile yanlış olacağı inancındayız. Buna rağmen bu yeni ve ilginç yayıncılık tekniği ni tanıtımda ülkemizdeki ilk kaynak olarak yeter li özet bilgiyi verebilmek için yer yer küçük ay rıntılara dek girilmiştir. Ayrıca bu ayrıntılar bazı gelişmiş ülkelerin uydu yayıncılığını özel likle gelişmekte olan ülkelere benimsetmeye çalış makta güttükleri amaçları gözler önüne sermekte dir.

Uzay teknolojisi günümüzde yalın olarak tekno lojik alanda çok ileri ülkelerin elindedir. Ya yın uyduları, araştırma ve geliştirme harcama larını büyük ölçüde başka ülkelere yüklemek, uzay kesimindeki donatımı üreten dev firmalara yeni müşteriler kazandırmak için eşsiz bir fır sattır.

Yayıncılıkla ilgili dayanıklı tüketim malları üreticileri için renkli televizyondan sonra yepyeni ve çok geniş bir pazar açılacaktır.

Bir kanalda bile doğru dürüst program üretim yetenek ve kaynağından yoksun ülkelerin kolay lıkla kavuşturulacakları çok sayıda kanal için programlar hazırlayıp satmak son birkaç yıl içinde oluşmuş dev bir program yapım sanayiini olağanüstü boyutlara ulaştıracaktır.

Kültür emperyalizminde TV'nin etkisi aynı oran da artacaktır.

Uydunun, her türlü bilimsel hesabın dışında ka lan tüm güvenilirliği ve yaşam süresi, atımı gerçekleştiren ülkenin elinde olacaktır. Ülke nin tümünü etkileyen en az 10 milyar TL'lik bir aracın, denetimi elinde tutan başka bir ülke tarafından politik baskı unsuru yapılmayacağını düşünmek aşırı iyimserlik olur.

Sonuç olarak içinde Ülkemizin de yer aldığı ülke lerin çoğunda yayın uyduları önümüzdeki en az 10 yıl içinde düşünülmeyecek derecede ekonomik/ teknolojik ve diğer boyutlara sahiptir. Bununla birlikte çeşitli nedenlerle uydu yayınlarını uy gulayacak olan Hindistan, Japonya, Endonezya, Avusturalya, ABD, SSCB, Çin Halk Cumhuriyeti, İran ve petrol zengini bazı ülkelerin 1990 yılı na kadar yaklaşık 200 uydu fırlatacakları kesti rilmektedir.

KAYNAKLAR

| l | CCIR Cilt XI, Broadcasting Service (Televi

sion), Raporlar 215 3, 473 1, 633 s.174 242,

Cenevre 1974.

| 2 | Final Acts, World Broadcasting Satellite Administrative Radio Conference, ITU, ISBN 92 61 00491 1, Cenevre 1977.

) 3[ Mertens, H. et alt S a t e l l ı t e Broadcasting, Design and Planning of 12 GHz Systems; EBU, Tech.3220 E.

| 4 | Analysis of the 1977 Geneva Plan for Satellitfc Broadcasting at 12 GHz; EBU, Tech.3222 E ve ekleri.

151 Konishi, Y., 12 GHz FM Broadcast S a t e l l i t e Receiver; Microvave Journal, Cilt 21, No.l s.55, Ocak 1978.

| 6 | The Broadcasting S a t e l l i t e for Experimental Purposes; NHK, E/38; ABU, 1976 Genel Kurul Tebliği.

| 7 | 12 GHz Bandında Uydulardan Yayın Semineri Tebliğleri, Kyoto Eylül 1976.

| 8 | Pretcher Antenna and Accessories; Sumitomo Electric Industries Ltd., Tokyo, Japan, Ekim 1975.