Satelliittijärjestelmien ja satelliittiantenniteknologian kehitys

Abstract

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena on tutustua satelliittiteknologian kehitykseen. Työn alkuosassa käsitellään satelliittijärjestelmiä tietoliikenne-­ ja paikannusjärjestelmien osalta. Tässä yhteydessä tutustutaan olemassaoleviin järjestelmiin sekä selvitetään minkälaisia satelliittijärjestelmiä on kehitteillä. Satelliittiyhteyksien ja satelliittiantennien keskeisimpiä radioteknisiä ominaisuuksia käsitellään työn keskivaiheessa. Työn lopussa käsitellään kehitteillä olevia uuden sukupolven antenniteknologioita. Tässä yhteydessä näiden kehitteillä olevien antennien ominaisuuksia verrataan paraboloidiantennien ominaisuuksiin. Työn toimeksiantajana on Brighthouse Intelligence Oy.

Työn lähdemateriaalina käytetään internetissä saatavilla olevia artikkeleita, uutisia ja tieteellisiä kirjoitelmia. Työn radioteknisessä osiossa lähdemateriaalina käytetään alan kirjallisuutta.

Työn lopputuloksena on saatu kirjallinen selvitys nykyisistä sekä kehitteillä olevista satelliittijärjestelmistä sekä uusista antenniteknologioista. Työtä tehdessä kävi ilmi, että uusia järjestelmiä ja antenneja on tulossa markkinoille viiden vuoden sisällä. Antenniteknologioiden osalta markkinoille on tulossa eri tyyppisiä vaiheohjattuja antenneja ja satelliittijärjestelmiä kehitetään tietoliikenne-­ ja paikannuspalveluiden tarpeisiin. Näiden kehitteillä olevien järjestelmien ja antenniteknologioiden avulla pystytään esimerkiksi tarjoamaan nopeita tietoliikenneyhteyksiä erilaisiin mobiilisovelluksiin ja alueille, joilla muut verkkoinfrastruktuurit ovat joko kannattamattomia, tai jopa mahdottomia toteuttaa. Tulevaisuudessa autonomisesti liikkuvat ajoneuvot ja laivat voivat hyödyntää näiden järjestelmien tarjoamia mahdollisuuksia satelliittiyhteyksissä.

The purpose of this thesis was to become acquainted with the development of the satellite communication technology. The first part of the thesis focuses on the satellite systems for the data communications systems and positioning systems. The thesis first examines the existing systems and clarifies what kind of satellite systems are under development. Then the thesis discussed the radio technical properties of the satellite connections and of the satellite antennas and, finally, the next generation of antenna technologies under development. In this context, the properties of the antennas under development are compared with the properties of the paraboloid antennas. The client of the thesis was Brighthouse Intelligence Ltd.

Articles available in the Internet, news and scientific writings were used as a source material of the work. The literature of the field was used as the source material in the radio technical part of the work.

The end result of the thesis was a report of existing and matured satellite systems as well as new antenna technologies. The thesis shows that new systems and antennas have been launched into the market within the last five years. In the case of antenna technologies, various types of phase-­controlled antennas are coming into the market and satellite systems will be developed for the needs of telecommunications and location services. With these systems and new antenna technologies being developed, for example, it is possible to provide high-­speed data communications to different mobile applications and areas where other network infrastructures are either unprofitable or even impossible to implement. In the future, autonomously moving vehicles and ships can take advantage of the opportunities offered by these systems in satellite connections.