a very useful presentaton where we ve tried to explain satellite communications and modulation

1. Shema de modulation pour la
communication satellite
Réalisé par :
BENHAMZA Sofiane
NOUSSAIR Abdelghaffar
LEKHDAR Hafssa
DARRAZI Noura
Encadré par :
Dr. A. DALLI

2. la plan
Introduction
Fonctionalite
LesAntennessatellites
Modulation
Lesorbites Satellite
GPS
InternetparSatellite

3. QU’EST CE QU’UN SATELLITE?
Un satellite est un objet tournant autour d’un corps plus massif.
Il existe deux types de satellites:
Les satellites naturels : les satellites artificiels :

4. L’UTILISATION
DES SATELLITES:
Les composantes d’un satellite
 VSAT: pour la diffusion
d’internet , television et
telephone.
 GPS.
 La météo(detection de
température,la secherèsse...)
 l’astronomie .
 l’observation des espaces
lointains.

5. Le fonctionnement
des satellites

6. Le fonctionnement des satellites naturels

7. LE FONCTIONNEMENT DES SATELLITES
ARTIFICIELS :
 l’emplacement d’un satellite dans
l’espace.
La communication par satellite.

8. LE LANCEMENT D’UN SATELLITE DANS
L’ESPACE

10. les antennes
Satellite

11. Les antennes d emission sont utilisez
juste par les professionels (TV station,
Nasa, SpaceX, … )

12. Antenne d’emission
Antenne de reception

13. Sert a envoyez l’information vers
le satellite.
Station Tv
Information regeneree
Codage et
modulation

14. Le plus grand
antenne dans le
monde s’appelle l
oeil du ciel
(Sky Eye), son
diametre est
Presque 500m

15. Modulation

16. Pourquoi on est en besoin ?

17. A =
𝑃𝑟𝑒𝑐𝑢𝑒
𝑃𝑒𝑚𝑒𝑡
= 𝐺𝑡𝐺𝑟(
λ
4π𝑅
)2
= 𝑐𝑡𝑒 ∗ (λ)2
Equation d’attenuation selon Frii s
𝐺𝑖 ∶ 𝐺𝑎𝑖𝑛 𝑙𝑖𝑛𝑒𝑎𝑟𝑒 𝑑𝑒𝑠 𝑎𝑛𝑡𝑒𝑛𝑛𝑒𝑠
R : distance separant les deux antennes
diminue A = diminue λ = agrandir la frequence

18. Donc on cherche a faire
grandir notre frequence
et ca ou la modulation
arrive.

19. Pour la communication digital
generalement on a trois types de
modulation:
ASK , PSK, FSK

20. ASK
très inefficace et sensible aux interférences.

21. FSK
est moins sensible aux erreurs et aux interférences
que ASK.

22. PSK
est le moins susceptible d'erreur de ces trois. En
termes de taux d'erreur sur les bits (BER).
La PSK Binaire est la modulation la plus couramment utilisée pour les
communications par satellite

23. ORBITE D’UN SATELLITE
on veut dire quoi par une orbite ?
- la trajectoire autour de la terre passant par son
équateur
- périgée
- apogée
- inclinaison
- le choix d’un orbite d’un satellite se fait en fonction de
la capacité des capteurs qu’il transporte et les objectifs
de sa mission

24. MODE D’EMPLOIE
1-force d’attraction
2-force centrifuge
Comment ?
La terre est plus massive c’est elle qui va
tirer au plus le satellite
Problème ?
-NON,
grâce a la force centrifuge :une force fictive
générée par la vitesse de satellite, qui mène ce
dernier a s’eloigner de centre de rotation pour
un mouvement circulaire.
-le satellite doit avoir une grande vitesse pour
supporter l’attraction de la terre

25. REMARQUES:
-le satellite a tendance de s ’ eloigner de la terre et a
chaque fois une des deux forces entre en jeu.
-l’altitude : facteur important.
-plus le satellite est en haut plus l’attraction est
moins importante donc la vitesse qui génère la force
centrifuge l’est aussi.
Exemple:
a 36 mille Km de la terre pour rester en orbite un
satellite a besoin juste de vitesse de 3km/s.

26. EXEMPLE MAJEUR
Un satellite qui se trouve a 36 mille km de sol et
qui tourne avec une vitesse insuffisante pour
rester en orbite circulaire, et comme la force
centrifuge est pas assez grande le satellite tombe
vers la terre, en tombant ,il prend une nouvelle
vitesse qui va générer une force centrifuge plus
grande que celle d’attraction ,comme cela le
satellite va s’eloigner a nouveau de la terre et
remonter vers son point initial en ralentissant….

27. TYPES D’ORBITE
Géostationnaire (Clarke):
- orbite circulaire
- d’altitude 35786 km (période de
révolution de satellite correspond a la
rotation de la terre)
- semble immobile dan le ciel
- pour les satellites de la
télécommunication et d’observation
(météo)

28. Basse
- d’altitude moins de 2000 km
- pour des satellites scientifiques qui
explorent les espaces lointains
Moyenne
- d’altitude 2000 km
- très stable
- pour satellite de navigation(GPS)
Haute
- altitude > Géostationnaire
- éviter les perturbations
d’aplatissement de la globe

29. GPS
Définition
- une technique très utile dans notre vie
- nécessite un système de 24 satellite en orbite
continue autour de la terre
- nécessite au moins 4 satellite poursuivant votre
position
- utilisation d’une horloge atomique
Fonctionnement
- Vos smartphones sont équipées par des récepteurs
GPS intègres
- GPS basée sur la technique de « Triangulation »

30. TRIANGULATION 2D:
- au moins 2 satellites sont nécessaires
- positionner a l’aide des cercles crées par
les satellites
- utiliser la terre comme 3eme cercle pour
localiser

31. TRIANGULATION 3D:
- la même approche mais en travaillons avec:
- sphère a la place de cercle
- 3 satellites a la place de 2
- intersection entre 2 sphères donne un cercle
- intersection entre sphère et cercle donne 2
points
- localiser grâce a la globe comme étant 3eme
sphère
- position (x,y,z)

32. DISTANCE VOUS-SATELLITE:
• T1:temps de l’envoie de signal
• T2:temps de la réception de signal
• Comme c’est propagé dans la lumière on a l’influence de c la vitesse de la lumière
• D=(T2-T1)*c
• Remarque:
• -La mesure de temps doit être précise puisque une erreur de µs va causer une erreur de km car c est
gigantesque.

33. PROBLÈME !
• les récepteurs des téléphones smartphones utilisent des techniques Crystal alors des horloges pas
précises pour le temps
• L’horloge atomique est pas utiles pour les téléphones mobiles
• Un nouveau inconnu ΔT :c’est la différence entre le temps réel et le temps affiche sur les smartphones
• Alors on aura besoin de 4eme satellite

34. RELATIVITÉ D’EINSTEIN
- GPS est une application réelle pour cette
relativité
- le temps reste pas encore précis
- le temps est pas absolu il dépend d’autres
facteurs
- une horloge qui se déplace rapidement
ralentira
- les horloges atomiques de vitesse 14mille
km/s veulent ralentir 7µs/jrs
- une équation est intégrée dans les puces
informatiques pour ajuster le taux des
horloges
- sans cette application GPS fait un erreur de
10km/jrs

35. STARLINK

36. Starlink est une mega-constellation de satellite de
societé de space X elle est destiné a fournir un
accès d'internet au dessus de n’improrte quelle
region Terrestre.
DEFINITION

37. Le plan etudié
au début space x va lancer des satellites en
orbite géostationnaire classique a altitude de
35000KM
malheureusement il va prendre une grand
latence
Orbitage geostationnaire classique

38. Les orbits très bass
Les inconvenient
la perturbation des observations scientifique
d'abord lancements 4400 satellites en altitude 550
prochainement lancements des 7500 satellites en altitude 350
la surchagement orbitage

39. Le parabole de starlink
starlink vous donne un parabole qui s’appele
dichy mcflatface

40. comparaison entre parabole et dichy
parabole de tv ordinaire parabole de starlink (dichy)
recevoir l'information et
refleter linformation
recevoir et envoyer
l'information

41. comment ce parabole peut envoyer des signaux a
distance de 550km ?
un parabole contient plusieurs petites antennes l'un prés
de l'autre ,et ces antennes contient plusieurs
elements.
le premier element s’appele patch antenna et le deuxième est
feed wire
Ce box envois de signals de 12GHERTZ tout les picoseconds qui
sont des ensembles de electrons qui vont traverse le feed wire
au patch

42. comment ce parabole peut recevoir des signaux
spécifiques a distance de 550km ?
il y a des nombreux soucres des signals electromanegntique qui
pass par tout point terrestre
le patch est désigné avec un dimension spécifique pour
recevoir un signal spécifique et ignorer les autres vagues
électromagnétique.

43. concentration des rayons
la technique beamforming qui sert à combiner les puissances
des antennes
un seul antenne 8 antennes 1280 antennes

44. comment ce parabole peut suivre un satellite qui
orbite en 27000km/H ?
pour changer la direction on utilisent le phase shifting
technique qui sert a changer la phase,la phase est mesure en
degré

45. Le phase shifting
la partie electronique
on as des chips responsables a changer la phase.
on change le phase de antenna par rapport les autres pour
control l angle de rayonnement qui va nous donne une
desynchronisation de phase.
le principe

46. le concentration de rayon avec changement de phase
avec un changement de phase
de 8 antennas
avec un changement de phase
avec 49 antennas