위성통신 시스템의 구성

위성통신을 하려면 지상의 지구국과 우주공간에 있는 위성간에 전파로 연결되어야 한다. 직경 수m ~ 20m 정도의 큰 안테나를 사용해서 지상 지구국에서 높은 전력으로 위성을 향해 전파를 송신하고 위성에서는 받은 전파신호를 중계기(트랜스폰더)로 증폭하여 재차 지상을 향해 송신하는 것이 위성통신 및 위성방송의 원리이다. 다시 말하면 위성통신은 위성을 중계국으로 하여 통신을 하는 것이다.

 

지상에서 위성까지의 회선을 Up Link라고 하고 위성으로부터 지상으로의 회선을 Down Link라고 한다. 지상과 위성을 연결하는 전파의 주파수는 수 GHz 내지 수십 GHz가 사용되고 있다. 주파수가 높은 전파는 공기층을 통과하면 곧 감쇄해서 약하게 되는 경향이 있으나 위성통신의 경우 공기층을 수직방향으로 통과하므로 문제가 없다. TV 영상 등 대량 정보를 전송하는데는 주파수가 높은 쪽이 유리하다.

 

위성에서의 전파 중계는 중계기가 수행한다. 통신위성에는 보통 수십 대의 트랜스폰더가 실려 있기 때문에 트랜스폰더 단위로 여러 가지 목적의 통신을 하고 있다. 트랜스폰더는 주파수 대역이 수십 MHz도 있기 때문에 TV 영상 외에 전화, 데이터의 다중 전송회선으로도 이용된다. 신호를 증폭하거나 주파수를 변환하는데 필요한 전력은 위성에 실려 있는 배터리를 태양전지로 충전하면서 사용한다.

 

위성에서 보내온 전파를 지상에서 수신하는 곳을 지구국이라고 부르는데 지구국 안테나는 송신용과 수신용으로 모두 쓰인다. 안테나는 접시 모양의 반구형 반사경을 가진 구조인데 반사면에서 위성을 향해 전파를 가는 빔으로 만들어 보내거나 위성에서 보내온 전파를 한 점으로 모아 수신한다. 반사면은 폭이 큰 것이 전파를 많이 모을 수 있어 유리하며 카세그레인 안테나(Cassegrain Antenna)가 널리 사용되고 있다.