Ruch satelity wokół Ziemi odbywa się po orbicie eliptycznej lub w szczególnym przypadku kołowej. W systemach łączności satelitarnej powszechne zastosowanie znalazły systemy z satelitami na orbicie geostacjonarnej GEO (Geostationary Earth Orbit). Jest to orbita leżąca w płaszczyźnie równikowej Ziemi, na której satelita umieszczony 36 000 km nad Ziemią porusza się z taką samą prędkością kątową i kierunkiem co ruch obrotowy Ziemi. Dzięki temu satelita taki jest nieruchomo zawieszony nad powierzchnią Ziemi, oświetlając zadany obszar.

  Duża odległość między satelitą na orbicie GEO a powierzchnią Ziemi powoduje duże tłumienie i opóźnienie transmitowanego sygnału, jednak stała pozycja satelity na niebie pozwala na zastosowanie w stacjach i terminalach naziemnych anten kierunkowych o wąskiej charakterystyce promieniowania i dużym zysku energetycznym, zwróconych w kierunku satelity.

  Ze względu na wykorzystanie tych samych częstotliwości w sąsiednich satelitach konieczna jest odpowiednia separacja przestrzenna między nimi, tak by wzajemne zakłócenia w punkcie odbioru były odpowiednio małe. Znaczenie problemu zakłóceń od sąsiednich satelitów wzrasta, jeśli stosuje się w stacjach naziemnych mniejsze anteny o szerszej charakterystyce promieniowania. Satelity wykorzystujące te same częstotliwości pasma Ku umieszczane są na orbicie geostacjonarnej w odległościach kątowych około 3 stopni.

  Rozwiązaniem omijającym wady systemów z satelitami na orbicie GEO (duże tłumienie i opóźnienie sygnału) może być wykorzystanie satelitów na orbitach niskich LEO (Low Earth Orbit) i średnich MEO (Medium Earth Orbit) położonych znacznie bliżej Ziemi. Jednak w tych przypadkach satelita porusza się względem powierzchni Ziemi, więc antena stacji naziemnej musi śledzić satelitę lub mieć dookolną charakterystykę promieniowania. W celu zapewnienia ciągłej łączności należy zastosować konstelację wielu satelitów i wiąże się ze skomplikowanymi procedurami nadzoru i korekcji pozycji na orbicie każdego satelity w konstelacji. Konieczność zastosowania wielu satelitów zwiększa koszty części kosmicznej satelitarnego systemu łączności. Dodatkowo niższa orbita satelity wpływa na krótszy przewidywany czas życia satelity, co przekłada się na aspekty ekonomiczne systemu - zwrot poniesionych kosztów budowy i uruchomienia systemu musi nastąpić w krótszym czasie. Wymaga to dużej liczby użytkowników już na starcie systemu.

        Rys.2 Rodzaje orbit

  Satelity niskoorbitalne (Low Earth Orbit - LEO) - przeznaczone pierwotnie do zastosowań wojskowych, w tym zwłaszcza prowadzenia doraźnego rozpoznania szczebla taktycznego i operacyjnego. Satelity LEO umieszczane są na wysokościach 800 - 1600 km, zaś ich duża atrakcyjność dla zastosowań telekomunikacyjnych powodowana jest relatywnie niskim opóźnieniem transmitowanych sygnałów zawierających się w granicach 20 - 25 ms.

  Satelity średnioorbitalne (Medium Earth Orbit - MEO) - stanowią rezultat praktycznego wdrożenia najnowszych osiągnięć technologicznych oraz technik współczesnej telekomunikacji. Podstawową zaletą systemów klasy MEO jest uzyskiwanie większego pokrycia terenu wiązkami transponderów, co w porównaniu z systemami LEO umożliwia uzyskiwanie takiego samego zasięgu przy wykorzystaniu istotnie mniejszej liczby orbiterów. Satelity MEO wykorzystują orbity o promieniu ok. 10 000 km, tak że typowe opóźnienie sygnału na drodze stacja naziemna - satelita i z powrotem wynosi 110 - 130 ms. Najczęściej wykorzystywanym przez systemy MEO pasmem częstotliwości jest zakres powyżej 2 GHz.

  Satelity geostacjonarne (Geostationary Earth Orbit - GEO) - powszechnie wykorzystywane w radiokomunikacji dyfuzyjnej systemy, w których satelita umieszczony jest na orbicie zapewniającej zgodność czasu jednego okrążenia Ziemi z okresem jej obrotu, znajdując się w konsekwencji w tym samym położeniu względem punktów powierzchniowych. Orbitę geostacjonarną, która jest szczególnym przypadkiem kołowej orbity równikowej, stanowi w okrąg o promieniu ok. 35 810 km. Konsekwencją znacznego oddalenia orbiterów GEO od powierzchni Ziemi jest relatywnie duże opóźnienie sygnału wynoszące ok. 280 ms.

Tabela 1 Parametry orbit

Źródło:[8]