جهاز الإرسال والاستقبال (الاتصالات عبر الأقمار الصناعية)

جهاز الإرسال والاستقبال في قمر الاتصالات هو سلسلة من الوحدات المترابطة التي تشكل قناة اتصال بين هوائيات الاستقبال والإرسال. ^{[ 1 ]} ويُستخدم بشكل أساسي في الاتصالات عبر الأقمار الصناعية لنقل الإشارات المستقبلة.

يتكون جهاز الإرسال والاستقبال عادةً من:

• جهاز تحديد نطاق الإدخال ( مرشح تمرير نطاق الإدخال )،
• مضخم إدخال منخفض الضوضاء (LNA)، مصمم لتضخيم الإشارات المستلمة من المحطة الأرضية (عادةً ما تكون ضعيفة جدًا، بسبب المسافات الكبيرة المعنية)،
• مُحَوِّل التردد (يتكون عادةً من مُذبذب وخلاط تردد ) يُستخدم لتحويل تردد الإشارة المُستقبلة إلى التردد المطلوب للإشارة المُرسلة،
• مرشح تمرير نطاق الإخراج ،
• مضخم طاقة (يمكن أن يكون هذا أنبوب موجة متحركة أو مضخم حالة صلبة).

معظم أقمار الاتصالات هي محطات تقوية إشارة لاسلكية في المدار، وتحمل عشرات أجهزة الإرسال والاستقبال، لكل منها نطاق ترددي يبلغ عشرات الميغاهرتز. تعمل معظم أجهزة الإرسال والاستقبال علىيعتمد مبدأ الأنبوب المنحني (أيعلى شكل حرف U) على إعادة إرسال الإشارة الداخلة إلى الأرض بعد تضخيمها فقط وتحويل ترددها منتردد الإرسالإلى تردد الاستقبال. مع ذلك، تستخدم بعض الأقمار الصناعية الحديثة معالجة داخلية، حيث تُزال التضمينات، وتُفكّ شفرة الإشارة، ثم تُعاد شفرتها وتُضمّن مرة أخرى على متن القمر الصناعي. هذا النوع، المسمى جهاز الإرسال والاستقبال "التجديدي"، أكثر تعقيدًا، ولكنه يتمتع بالعديد من المزايا، مثل تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء نظرًا لإعادة توليد الإشارة من المجال الرقمي، كما يسمح بمعالجة انتقائية للبيانات في المجال الرقمي.

بفضل ضغط البيانات وتعدد الإرسال ، يمكن أن تنتقل عدة قنوات فيديو (بما في ذلك الفيديو الرقمي ) وقنوات صوتية عبر جهاز إرسال واستقبال واحد على ناقل عريض النطاق واحد .

كانت إشارات الفيديو التناظرية الأصلية تحتوي على قناة واحدة فقط لكل جهاز إرسال واستقبال، مع موجات فرعية للصوت وخدمة تحديد هوية الإرسال التلقائي (ATIS ). كما يمكن لمحطات الراديو غير متعددة الإرسال العمل بنظام القناة الواحدة لكل موجة (SCPC)، مع استخدام موجات متعددة (تناظرية أو رقمية) لكل جهاز إرسال واستقبال. يتيح هذا لكل محطة الإرسال مباشرةً إلى القمر الصناعي، بدلاً من دفع تكلفة جهاز إرسال واستقبال كامل أو استخدام خطوط أرضية لإرسال الإشارة إلى محطة أرضية لدمجها مع محطات أخرى.

تُفرّق وكالة ناسا بين " جهاز الإرسال والاستقبال " و"جهاز الإرسال والاستقبال". يتكون جهاز الإرسال والاستقبال من مُرسِل ومُستقبِل مُستقلين مُدمجين في وحدة واحدة. أما في جهاز الإرسال والاستقبال، فيُستمد تردد الموجة الحاملة للإرسال من الإشارة المُستقبَلة. يسمح ربط الترددات لمحطة الاستجواب الأرضية باستعادة إزاحة دوبلر، وبالتالي استنتاج المدى والسرعة من إشارة الاتصال دون الحاجة إلى تخصيص طاقة لإشارة تحديد المدى بشكل منفصل. ^{[ 2 ]}

مكافئ جهاز الإرسال والاستقبال ( TPE ) هو طريقة موحدة للإشارة إلى عرض نطاق جهاز الإرسال والاستقبال. ببساطة، يعني هذا عدد أجهزة الإرسال والاستقبال التي سيتم استخدامها إذا تم استخدام  أجهزة إرسال واستقبال بتردد 36 ميجاهرتز فقط لنفس إجمالي عرض النطاق. ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} على سبيل المثال، يحتوي القمر الصناعي ARSAT-1 على 24 جهاز إرسال واستقبال من نوع IEEE K _u band : 12 جهازًا بعرض نطاق 36  ميجاهرتز، و8 أجهزة بعرض نطاق 54  ميجاهرتز، و4 أجهزة بعرض نطاق 72  ميجاهرتز، ليصبح المجموع 1152  ميجاهرتز، أو 32  مكافئ جهاز إرسال واستقبال (أي 1152  ميجاهرتز مقسومًا على 36  ميجاهرتز). ^{[ 6 ] [ 7 ]}