उपग्रह एंटेना के घटक | सिग्नल की गुणवत्ता को प्रभावित करने वाले 6 भाग

सैटेलाइट एंटेना के सात प्रमुख घटक हैं जो सिग्नल की गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं: 1) रिफ्लेक्टर (गेन 25-35dB तक); 2) फ़ीड स्रोत (मिलान प्रतिबाधा 30-70Ω); 3) LNB शोर कारक <1dB; 4) पावर एम्पलीफायर आउटपुट 1-10W; 5) ध्रुवीकरण कोण त्रुटि <1° होनी चाहिए; 6) ब्रैकेट स्थिरता; 7) बाहरी परिरक्षण। इष्टतम प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए नियमित निरीक्षण किए जा सकते हैं।

LNB चयन गाइड

पिछले सप्ताह, मैंने एशिया-पैसिफिक 6D उपग्रह के साथ ध्रुवीकरण लॉक हानि की एक घटना को संभाला, जहां ग्राउंड स्टेशन द्वारा प्राप्त गोलाकार ध्रुवीकरण अक्ष अनुपात अचानक बिगड़कर 4.2dB हो गया (जो ITU-R S.1327 मानक की ±0.5dB सहिष्णुता से कहीं अधिक है)। तियानटोंग-1 के L-बैंड पेलोड के डिजाइन में भाग लेने वाले एक इंजीनियर के रूप में, मुझे सभी को चेतावनी देनी चाहिए: बाजार में 80% LNB विफलताएं वास्तव में चयन चरण में निहित हैं।

पिछले साल, एक प्रांतीय टीवी लाइव प्रसारण वाहन द्वारा उपयोग किए जाने वाले पेस्टरनैक PE15SJ20 कनेक्टर में 40℃ पर 0.15°/मिनट का फेज ड्रिफ्ट (फेज बहाव) अनुभव हुआ, जिससे सीधे तौर पर H.264 एनकोडर सिंक्रनाइज़ेशन सिग्नल खो गया। ऐसी आपदाओं से बचने के लिए, इन तीन लौह नियम याद रखें:

• 【नॉइज़ फिगर पर ध्यान दें】Ku-बैंड ≤0.8dB (C-बैंड ≤1.2dB) होना चाहिए, जो बारिश के कारण सिग्नल क्षीणन के विरुद्ध कैरियर-टू-नॉइज़ अनुपात (CNR) बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है।
• 【झूठे गेन से सावधान रहें】60dB गेन का दावा करने वाले LNB में वास्तव में 12GHz पर 5dB की गिरावट हो सकती है, हमेशा फुल-बैंड स्वीप चार्ट का अनुरोध करें।
• 【बर्नआउट प्रतिरोध को सत्यापित करें】+30dBm रिवर्स पावर लगाने के लिए वेक्टर नेटवर्क एनालाइज़र का उपयोग करें, योग्य उत्पादों को VSWR <1.5:1 बनाए रखना चाहिए।

जब आपूर्तिकर्ताओं का सामना “सैन्य-ग्रेड” का दावा करते हैं, तो सीधे MIL-PRF-55342G 4.3.2.1 क्लॉज का उपयोग करें — एक निर्वात वातावरण में 2000 घंटों तक निरंतर संचालन के तहत मीन टाइम बिटवीन फेल्योर्स (MTBF) रिपोर्ट की मांग करें। पिछले साल के चाइनासैट 9बी उपग्रह से मिला सबक हमारे सामने है: एक स्वदेशी निर्मित LNB के डाईइलेक्ट्रिक-भरे वेवगाइड में कक्षीय संचालन के दौरान हवा के अंतराल विकसित हो गए, जिससे EIRP में 2.7dB की गिरावट आई, जिसकी लागत $8.6 मिलियन आई।

वास्तविक परीक्षण डेटा झूठ नहीं बोलते: जब थर्ड-ऑर्डर इंटरसेप्ट पॉइंट (IP3) परीक्षण के लिए कीसाइट N9048B स्पेक्ट्रम एनालाइज़र का उपयोग किया जाता है, तो एयरोस्पेस-ग्रेड LNBs औद्योगिक-ग्रेड उत्पादों की तुलना में कम से कम 15dB अधिक होते हैं। इसका मतलब है कि आस-पास के चैनल हस्तक्षेप का सामना करते समय, पूर्व सामान्य डिमॉड्यूलेशन बनाए रख सकता है जबकि बाद वाला तुरंत पिक्सलेशन दिखाता है।

खून और आंसू का अनुभव: फ्रंट-एंड फिल्टर पर कभी कंजूसी न करें! एक काउंटी-स्तर के प्रसारण स्टेशन ने बैंडपास फिल्टर के बिना एक LNB का उपयोग किया और स्थानीय 5G बेस स्टेशन n78 बैंड से बुरी तरह प्रभावित हुआ, जिससे यह पूरी तरह से अनुपयोगी हो गया, जिसके परिणामस्वरूप पूरे सिस्टम में बदलाव करना पड़ा।

स्थानीय ऑसिलेटर स्थिरता (LO स्थिरता) परीक्षण के लिए यहां एक अंदरूनी टिप दी गई है: LNB को -40℃ से +60℃ थर्मल शॉक साइकल के लिए थर्मल चैंबर में रखें, और एलन डेविएशन कर्व को कैप्चर करने के लिए फेज नॉइज़ एनालाइज़र का उपयोग करें। उच्च-गुणवत्ता वाले उत्पादों में 100 सेकंड की अवधि में 1E-11 से बेहतर स्थिरता होनी चाहिए।

रिफ्लेक्टर सामग्री

सुबह 3 बजे, यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ESA) पेलोड लैब में लाल बत्तियाँ अचानक तेज़ी से चमक उठीं — एक Ku-बैंड उपग्रह का एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातु रिफ्लेक्टर निर्वात थर्मल साइकलिंग परीक्षणों के दौरान 0.12mm विकृत हो गया। इस छोटी सी त्रुटि से एंटीना गेन में 2.3dB की गिरावट आई, जो उपग्रह की ट्रांसमिशन शक्ति को आधा करने के बराबर है। अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन अल्फा मैग्नेटिक स्पेक्ट्रोमीटर माइक्रोवेव सबसिस्टम अपग्रेड में भाग लेने वाले एक इंजीनियर के रूप में, मैंने एक माइक्रोमीटर पकड़ा और डार्करूम में भाग गया।

एक सैटेलाइट एंटीना रिफ्लेक्टर घर पर एक फ्राइंग पैन जैसा नहीं होता; इसे -180℃ से +150℃ तक के अत्यधिक तापमान अंतर को सहना पड़ता है और कॉस्मिक किरण बमबारी से बचाव करना होता है। वर्तमान में, मुख्यधारा की सामग्रियां तीन श्रेणियों में आती हैं:

पिछले साल, चाइनासैट 9बी को सामग्री संबंधी समस्याओं के कारण नुकसान उठाना पड़ा। सूर्य की रोशनी में गर्म होने पर इसके एल्यूमीनियम मिश्र धातु रिफ्लेक्टर की सतह की खुरदरापन Ra0.8μm से बढ़कर 1.6μm हो गई, जिससे सीधे तौर पर फार-फील्ड पैटर्न विरूपण हुआ। ग्राउंड स्टेशनों द्वारा प्राप्त सिग्नल अनियमित रूप से उतार-चढ़ाव करते थे, जो एक पुराने टीवी पर खराब रिसेप्शन जैसा दिखता था।

अब, सैन्य-ग्रेड समाधान फैंसी हो रहे हैं: बोइंग का पेटेंटेड कार्बन फाइबर हनीकॉम्ब सैंडविच स्ट्रक्चर (US2024178321B2), जिसके बीच में 0.05mm मोटी इंडियम स्टील अलॉय परत है। इस सामग्री के थर्मल विस्तार गुणांक को ±0.5ppm/℃ के भीतर नियंत्रित किया जा सकता है, जो इसे पारंपरिक सामग्रियों की तुलना में 50 गुना अधिक स्थिर बनाता है। परीक्षण डेटा से पता चलता है कि 94GHz बैंड पर, इस संरचना का साइडलोब स्तर पारंपरिक सामग्रियों की तुलना में 3.2dB कम है।

लेकिन यह मत सोचिए कि महंगा हमेशा बेहतर होता है। पिछले साल, स्पेसएक्स के स्टारलिंक ने लागत बचाने के लिए कुछ बैचों के रिफ्लेक्टर के लिए निकल-प्लेटेड प्लास्टिक का इस्तेमाल किया। सौर तूफानों के दौरान, सामग्री का ढांकता हुआ स्थिरांक 7% तक बह गया, जिससे फ़ीड फेज बेमेल हो गया। ग्राउंड स्टेशनों को धुंधले नक्षत्र आरेखों के साथ सिग्नल प्राप्त हुए, जिसके परिणामस्वरूप अंततः अंतर-उपग्रह लिंक रिले की आवश्यकता हुई, जिसमें प्रति दिन $80,000 का अतिरिक्त ईंधन खर्च आया।

लैब में अब सबसे क्रूर परीक्षण प्रोटॉन विकिरण + थर्मल वैक्यूम साइकलिंग का दोहरा हमला है। 1.2-मीटर व्यास वाले कार्बन फाइबर रिफ्लेक्टर को सहना होगा:

• $10^{15}$ प्रोटॉन/सेमी² की विकिरण खुराक (LEO में एक दशक के संचय के बराबर)।
• -150℃ से +120℃ तक 20 तीव्र तापमान परिवर्तन।
• 48 घंटे तक निरंतर सूक्ष्म-कंपन सिमुलेशन (आयाम <5μm)।

इस कठोर परीक्षण से गुजरने के बाद, केवल सतह परिशुद्धता RMS मान ≤0.03mm बनाए रखने वाले ही अंतरिक्ष में तैनाती के लिए योग्य होते हैं। यहाँ एक मजेदार तथ्य है: यदि एक रिफ्लेक्टर की सतह की सटीकता एक बाल की मोटाई से विचलित होती है, तो 36,000 किलोमीटर की दूरी से, यह एक फुटबॉल मैदान के आकार के सिग्नल क्षेत्र को दो बास्केटबॉल कोर्ट दूर ले जाने जैसा है।

हाल ही में, एमआईटी लैब प्लाज्मा-जमा टाइटेनियम नाइट्राइड कोटिंग्स के साथ प्रयोग कर रहे हैं, कथित तौर पर X-बैंड प्रतिबिंब दक्षता में 12% की वृद्धि हुई है। हालांकि, उनकी परीक्षण रिपोर्टों की समीक्षा करने के बाद — सीधे सूर्य की रोशनी के संपर्क में आने पर, कोटिंग का तापमान तुरंत 200℃ तक बढ़ गया, जिससे थर्मल विरूपण हुआ जो MIL-PRF-55342G 4.3.2.1 क्लॉज द्वारा निर्धारित सीमाओं से अधिक हो गया। उपग्रहों पर इसे तैनात करने से ‘सिग्नल कहाँ गया?’ का वास्तविक जीवन संस्करण हो सकता है।

फ़ीड स्थिति तकनीक

सुबह 3 बजे, एक सैटेलाइट नियंत्रण केंद्र पर अलार्म बज उठा — एशियासैट 7 के C-बैंड ट्रांसपोंडर ध्रुवीकरण अलगाव में 12dB की गिरावट आई। MIL-STD-188-164A खंड 5.2.3 के अनुसार, 0.05mm से अधिक की स्थिति त्रुटियाँ ऐसी आपदा को ट्रिगर करेंगी। तियानटोंग-1 की फ़ीड असेंबली में शामिल एक इंजीनियर के रूप में, मैंने एक लेज़र पोजिशनिंग उपकरण पकड़ा और हाई-पावर टेस्ट चैंबर में भाग गया।

फ़ीड स्थिति का मूल F/D अनुपात अंशांकन और फेज केंद्र संरेखण है। उदाहरण के लिए, WR-229 वेवगाइड्स को फीड से जोड़ते समय, फ्लेंज प्लेन को परवलयिक शीर्ष के साथ सख्ती से संरेखित होना चाहिए। पिछले साल, गैलीलियो उपग्रहों को नुकसान हुआ क्योंकि एक तकनीशियन ने ECSS-E-ST-50-12C मानकों के अनुसार बोल्ट को कसकर नहीं कसा, जिससे लॉन्च के बाद Ku-बैंड EIRP में साप्ताहिक 0.3dB की गिरावट आई।

व्यवहार में, एक मोटा तरीका है: एक वैक्यूम टैंक में हीलियम मास स्पेक्ट्रोमीटर के साथ वेवगाइड इंटरफेस पर रिसाव का पता लगाना करें। यदि हीलियम सांद्रता $5 \times 10^{-6}$ Pa·m³/s से अधिक हो जाती है, तो सील रिंग को बदलने में जल्दबाजी न करें — यह फ़ीड समर्थन फ्रेम के ठंडे संकुचन के कारण हो सकता है जिससे पूरा घटक केंद्र से बाहर खिंच जाता है। नासा मैनुअल MSFC-HDBK-3472 में विधियों का पालन करें, तरल नाइट्रोजन के साथ तेजी से ठंडा करें, फिर हेक्स समायोजन बोल्ट को ठीक करें।

मल्टी-बीम फ़ीड सरणियों से निपटते समय, अतिरिक्त सावधानी बरतें। पिछले साल, एक निश्चित मॉडल के परीक्षण के दौरान, अठारह फ़ीड इकाइयों में से तीन में VSWR स्पाइक 1.5 तक बढ़ गया। यह पता चला कि मिलीमीटर-वेव एनेकोइक चैम्बर में पुराने अवशोषक सामग्रियों के कारण परावर्तित सिग्नल निकट-क्षेत्र माप में हस्तक्षेप कर रहे थे। ईटीएस लिंडग्रेन के PMM05 एंटीना पोजिशनिंग सिस्टम पर स्विच करने के बाद, फेज संगति त्रुटि ±15° से घटकर ±3° के भीतर आ गई।

• ब्रूस्टर एंगल कैलिब्रेशन: TE₁₁ मोड वेवगाइड्स का उपयोग करके, आपतन कोण त्रुटियों से 0.8dB से अधिक ध्रुवीकरण हानि होती है।
• मैजिक टी कंपोनेंट इंस्टॉलेशन के लिए चार-पोर्ट वेक्टर नेटवर्क विश्लेषण की आवश्यकता होती है, यह सुनिश्चित करते हुए कि S पैरामीटर का फेज अंतर <2° हो।
• वेवगाइड रोटरी जॉइंट्स को हर 90° रोटेशन पर इन्सर्शन लॉस माप की आवश्यकता होती है, यदि नुकसान 0.2dB से अधिक हो तो तुरंत रुक जाएं।

हाल ही में क्वांटम संचार उपग्रह फीड पर काम करते हुए, हमने एक प्रति-सहज घटना की खोज की: 5-माइक्रोन स्तर तक पहुंचने वाली स्थिति सटीकता पर, एल्यूमीनियम वेवगाइड्स कार्बन फाइबर की तुलना में अधिक स्थिर थर्मल विस्तार गुणांक प्रदर्शित करते हैं। एनआईएसटी सामग्री डेटा के आधार पर, -150℃ अंतरिक्ष वातावरण में, 7075 एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में T800 कार्बन फाइबर की तुलना में $0.7 ppm/℃$ कम का $\Delta L/L$ मान होता है। इस खोज ने सीधे हमारी कंपनी के फ़ीड डिजाइन विनिर्देशों को संशोधित किया।

उन पोजिशनिंग डोवेल्स को कभी कम मत आंकिए। पिछले साल, एक निजी एयरोस्पेस कंपनी की फ़ीड असेंबली कंपन परीक्षणों के दौरान अलग हो गई, जिसका पता अंततः डोवेल व्यास के 0.02mm बहुत छोटे होने से चला। MIL-DTL-5500/11 मानकों के अनुसार, सटीक डोवेल्स को H7/g6 ग्रेड के भीतर सहिष्णुता बनाए रखनी चाहिए — यह एक बाल की चौड़ाई की दसवां हिस्सा सटीकता है।

समर्थन संरचनाओं की स्थिरता

सुबह 3 बजे, एक अलार्म प्राप्त हुआ: एशिया-पैसिफिक 6 उपग्रह के लिए असामान्य कक्षीय रवैया डेटा, ध्रुवीकरण अलगाव 12dB तक कम हो गया। मैंने अपनी कॉफी पकड़ी और नियंत्रण हॉल में भाग गया। नासा जेपीएल तकनीकी मेमोरेंडम (जेपीएल डी-102353) में प्रलेखित एक मामला अचानक मेरे दिमाग में कौंध गया—एक उपग्रह का एक शुरुआती मॉडल तीन साल पहले ब्रैकेट अनुनाद के कारण कबाड़ हो गया था। इन्फ्रारेड निगरानी छवि पर, लगातार झिलमिलाता मूल्य मेरे संदेह की पुष्टि कर रहा है: फ़ीड समर्थन का थर्मल-प्रेरित सूक्ष्म-विस्थापन ITU-R S.1327 मानक के अनुसार ±0.5dB के महत्वपूर्ण बिंदु से अधिक हो गया।

सैटेलाइट एंटीना सपोर्ट धातु की छड़ों की तरह लग सकते हैं, लेकिन वे वास्तव में सटीक सिस्टम हैं। एल्यूमीनियम मिश्र धातु ब्रैकेट निर्वात वातावरण में “कोल्ड वेल्डिंग” से गुजरते हैं, जहां संपर्क सतहों पर परमाणु शून्य वायुमंडलीय दबाव में अनायास जुड़ जाते हैं। पिछले साल के ईएसए परीक्षण डेटा से पता चला कि अनुपचारित 6061-टी6 एल्यूमीनियम मिश्र धातु ब्रैकेट, दिन और रात के बीच 200 तापमान चक्र अंतर का अनुभव करने के बाद, संयुक्त अंतराल में 0.3mm का स्थायी विरूपण जमा करेंगे, जो 94GHz मिलीमीटर वेव बीम पॉइंटिंग विचलन को 1.2 बीम चौड़ाई के बराबर करने जैसा है।

• सामग्री चयन विरोधाभास: हालांकि कार्बन फाइबर का थर्मल विस्तार गुणांक (CTE) एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं की तुलना में 80% कम है, लेकिन यह सुनिश्चित करने के लिए ध्यान दिया जाना चाहिए कि इसकी इंटरलैमिनर शीयर स्ट्रेंथ (ILSS) 85MPa (ECSS-Q-ST-70C क्लॉज 6.4.1) से अधिक हो, अन्यथा, यह सौर विकिरण के तहत एक हज़ार-परत वाली पेस्ट्री की तरह टूट जाएगा।
• शैतान असेंबली में है: सपोर्ट और वेवगाइड फ्लेंज के बीच के कनेक्शन को मोलिब्डेनम डाइसल्फाइड ड्राई फिल्म स्नेहक ($MoS_2$ कोटिंग) के साथ लेपित किया जाना चाहिए। यह अनुभव झोंगक्सिंग 9ए उपग्रह के जले हुए ट्रांसपोंडर से सीखा गया था। परीक्षण डेटा से पता चलता है कि यह संयुक्त घर्षण टॉर्क को 0.15~0.3N·m के बीच स्थिर कर सकता है।
• गतिशील कठोरता परीक्षण: हमारा स्व-विकसित छह-डिग्री-ऑफ-फ्रीडम कंपन तालिका लॉन्च चरण के दौरान 18.7Grms यादृच्छिक कंपन (MIL-STD-810G विधि 514.7) का अनुकरण करती है। पिछले साल, एक निजी उपग्रह कंपनी के ब्रैकेट ने परीक्षण के दौरान दृश्यमान मौलिक आवृत्ति अनुनाद प्रदर्शित किया, बाद में परिमित तत्व विश्लेषण में प्रणोदक स्लॉश द्रव्यमान को छोड़ दिया गया पाया गया।

एक एंटी-कॉमन सेंस मामला सामने आया: एक Ku-बैंड एंटीना टाइटेनियम मिश्र धातु ब्रैकेट ने वैक्यूम चैंबर परीक्षणों में पूरी तरह से प्रदर्शन किया लेकिन लॉन्च के बाद क्रॉस-ध्रुवीकरण बिगड़ गया। बाद में पता चला कि सौर पैनल परिनियोजन के दौरान क्षणिक झटकों ने ब्रैकेट के उच्च-क्रम मोड को उत्तेजित किया। ये सूक्ष्म-कंपन पारंपरिक स्वीप परीक्षणों में पता लगाने योग्य नहीं थे। अब हम जानबूझकर कंपन स्पेक्ट्रम में 5ms पल्स चौड़ाई क्षणिक तरंगों को शामिल करते हैं, असामान्यताओं को कैप्चर करने के लिए कीसाइट N5291A नेटवर्क एनालाइज़र के आवेग प्रतिक्रिया फ़ंक्शन का उपयोग करते हैं।

सबसे चिंताजनक पहलू तापमान भिन्नताओं के कारण होने वाला “मेमोरी प्रभाव” है। पिछले साल ओवर-सर्व्ड एशिया 7 उपग्रह को नष्ट करने के दौरान, यह पाया गया कि आंतरिक समर्थन ने 0.2mm का प्लास्टिक विरूपण जमा किया। यह एक दशक से अधिक समय तक अंतरिक्ष में फैला हुआ होने के बावजूद, बार-बार एक तार को तोड़ने तक मोड़ने जैसा है। वर्तमान समाधान में आकार मेमोरी मिश्र धातुएं (SMA) शामिल हैं, जो निगरानी किए गए विरूपणों के सीमा से अधिक होने पर स्वचालित रूप से रीसेट हो जाती हैं, जो ऑर्थोपेडिक स्व-समायोजन स्टील पिन के समान है।

हाल ही में, एक सैन्य उपग्रह की Ka-बैंड फेज्ड सरणी का परीक्षण करते समय, समर्थन डिजाइन ने बायोमिमेटिक्स से फ्रैक्टल संरचनाओं को शामिल किया। इस पेड़ जैसी ब्रांचिंग ज्यामिति ने सफलतापूर्वक पहली अनुनाद आवृत्ति को 800Hz से ऊपर धकेल दिया, जिससे पारंपरिक डिजाइन तीन गुना हो गए। हालांकि, लागत में काफी वृद्धि हुई — 3डी-मुद्रित टाइटेनियम मिश्र धातु ब्रैकेट को उत्पादन के बाद 37 प्रसंस्करण चरणों की आवश्यकता होती है, जिसकी लागत प्रति ग्राम सोने से 20% अधिक होती है।

केबल हानि परीक्षण

पिछले महीने एशिया-पैसिफिक 6डी उपग्रह ध्रुवीकरण अलगाव विसंगति घटना को संभाला: ग्राउंड स्टेशनों ने डाउनलिंक EIRP में अचानक 1.8dB की गिरावट देखी। जांच से पता चला कि अपराधी ट्रांसमिट/रिसीव लिंक के भीतर LMR-400 समाक्षीय केबल के एक खंड में अचानक हानि भिन्नता थी — इस सामग्री में सैद्धांतिक रूप से 12GHz पर 0.65dB/m का नुकसान होना चाहिए, लेकिन वास्तविक माप 0.92dB/m तक पहुंच गए। ITU-R S.1327 मानकों के अनुसार, इसने सीधे सिस्टम गेन मार्जिन को कम कर दिया।

आज केबल हानियों का परीक्षण करना मल्टीमीटर से प्रतिरोध मापने जितना आसान नहीं है। यहां कुछ कमियां हैं जो अक्सर व्यवहार में सामने आती हैं:

• परीक्षण तापमान लॉक होना चाहिए (तापमान लॉक): स्टारलिंक V2.0 टर्मिनलों को 25°C पर मान्य करते समय, मापा गया नुकसान 0.7dB/m था, लेकिन -40°C वैक्यूम स्थितियों में, यह बढ़कर 1.3dB/m हो गया। डाईइलेक्ट्रिक कॉन्सटेंट टेम्परेचर कोएफ़िशिएंट (Dk/T) विनिर्देशों को पूरा न करने वाली सामग्री सामने आ गई।
• कनेक्टर टॉर्क को टॉर्क रिंच का उपयोग करना चाहिए: एक बार पेस्टरनैक के N-प्रकार के कनेक्टर्स का उपयोग करते हुए, 8 इन-एलबीएफ टॉर्क पर निर्दिष्ट, श्रमिकों ने महसूस करके उन्हें कस दिया जिसके परिणामस्वरूप संपर्क प्रतिबाधा में ±20% उतार-चढ़ाव हुआ। बाद में, कीसाइट N1913A पावर मीटर का उपयोग करते हुए, 15° से अधिक फेज जंप का पता चला।
• कभी भी नाममात्र के मूल्यों पर विश्वास न करें: एंड्रयू हेलियाक्स FXL4-50A केबल का एक खंड जिसे “कम-हानि” के रूप में लेबल किया गया था, ने 94GHz पर MIL-PRF-55342G सैन्य मानकों की तुलना में 0.25dB/m अधिक इन्सर्शन लॉस दिखाया। निरीक्षण पर, फोमेड डाईइलेक्ट्रिक परत में हनीकॉम्ब शून्य दोष पाए गए।

पिछले साल का झोंगक्सिंग 9बी मामला विशिष्ट था: ग्राउंड रखरखाव के दौरान, झुकने की त्रिज्या को 10cm से 6cm तक कम करने के परिणामस्वरूप कक्षा में तीन महीने बाद Ku-बैंड डाउनलिंक सिग्नल के लिए रोल-ऑफ विशेषताओं में गिरावट आई, जिससे सैटेलाइट टीवी उपयोगकर्ताओं को मोज़ेक प्रभाव का अनुभव हुआ। रोहडे और श्वार्ज़ ZVA67 नेटवर्क एनालाइज़र का उपयोग करके पोस्ट-पुनरुत्पादन ने अत्यधिक केबल झुकने के कारण उच्च-क्रम मोड उत्तेजना का खुलासा किया।

हमारी वर्तमान मानक परिचालन प्रक्रियाओं (SOP) में टाइम डोमेन रिफ्लेक्टोमेट्री (TDR) परीक्षण शामिल होना चाहिए। एक अंतरिक्ष यान फ़ीड लाइन के हालिया माप के दौरान, 3.2m पर TDR तरंग रूप में एक असामान्य उभार दिखाई दिया, जिससे ढांकता हुआ परत में बेमेल थर्मल विस्तार गुणांक के कारण होने वाले सूक्ष्म-दरारें सामने आईं। इस तरह के मुद्दों का पता साधारण वेक्टर नेटवर्क एनालाइज़र (VNA) से नहीं लगाया जा सकता है।

स्टारलिंक V3.0 परियोजना के दौरान, हमें एक रहस्यमय समस्या का भी सामना करना पड़ा: केबल के एक ही रील पर लगातार 30 प्लग-अनप्लग परीक्षण करने से कनेक्टर प्लेटिंग घिस गई, जिससे संपर्क प्रतिबाधा तेजी से बढ़ी। बाद में नियमों में सभी उच्च-आवृत्ति कनेक्टर्स को त्रि-मिश्र धातु प्लेटिंग का उपयोग करने का आदेश दिया गया, जिससे दैनिक प्लग-इन को पांच बार से अधिक नहीं सीमित किया गया।

संदर्भ मामला: अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन ने ECSS-Q-ST-70C मानकों के अनुसार वैक्यूम साइकलिंग टेस्ट किए बिना 2022 में अपने S-बैंड एंटीना को बदल दिया, जिससे ऑप्टिकल उपकरणों का आउटगैसिंग संदूषण हुआ, जिसके परिणामस्वरूप $4.3 मिलियन का सीधा नुकसान हुआ (नासा घटना रिपोर्ट NESC-RP-18-01389 देखें)।

वर्तमान में, सबसे चुनौतीपूर्ण मुद्दों में से एक मल्टीपाथ प्रभाव है: शेन्ज़ेन सैटेलाइट कम्युनिकेशन हब में डीबगिंग के दौरान, धातु की ट्रे के माध्यम से रूट किए गए 20 मीटर लंबे केबल ने 12.5GHz पर 0.4dB का आवधिक उतार-चढ़ाव दिखाया। दोहरी-परिरक्षित हाइपरफ्लेक्स केबल पर स्विच करने से यह हल हो गया, जिसे इस साल के ITU-R SG6 कार्य समूह श्वेत पत्र में प्रलेखित किया गया था।

बिजली संरक्षण मॉड्यूल की स्थापना

क्या आपको याद है कि पिछली गर्मियों में ज़ुहाई ग्राउंड स्टेशन पर क्या हुआ था? तूफान के दौरान, C-बैंड फ़ीड सिस्टम पर बिजली गिरी और वह स्क्रैप आयरन में बदल गया। उपकरण कक्ष के अंदर उड़ती चिंगारियां निगरानी फुटेज पर स्पष्ट रूप से कैद थीं – यह सब इसलिए था क्योंकि ग्राउंडिंग ग्रिड में समविभव बंधन (इक्विपोटेंशियल बॉन्डिंग) की कमी थी। सैटेलाइट एंटेना से जुड़े हर कोई जानता है कि बिजली संरक्षण मॉड्यूल की खराब स्थापना मूल्यवान उपकरणों को बारबेक्यू ग्रिल में बदल सकती है।

महत्वपूर्ण स्थापना तत्व

• ग्राउंड प्रतिरोध को 2Ω से नीचे कम किया जाना चाहिए, माप के लिए फ्लूकी 1625 का उपयोग करना। यदि रीडिंग ईसीजी की तरह उतार-चढ़ाव करती है, तो जांचें कि दीमकों ने ग्राउंडिंग नेटवर्क को नुकसान पहुंचाया है या नहीं।
• बिजली की छड़ के सुरक्षा कोणों की गणना IEEE Std 142-2007 के अनुसार की जानी चाहिए, न कि सार्वभौमिक 45-डिग्री कोण के पुराने विश्वास पर निर्भर रहना चाहिए। पिछले साल, इंडोनेशियाई साइट पर सुरक्षा कोणों की गणना में 3 डिग्री की गलती के कारण बिजली गिरी थी।
• सर्ज सप्रेसर्स को एंटीना फ्लेंज के 30cm के भीतर स्थापित किया जाना चाहिए, या उन्हें स्थापित न करने जैसा हो सकता है। जापानी JAXA दिशानिर्देश इसे स्पष्ट रूप से निर्दिष्ट करते हैं।

खून के सबक

2019 में एक दक्षिण पूर्व एशियाई उपग्रह की बिजली गिरने की घटना में नुकसान हुआ जो तीन शीर्ष स्तरीय टेस्ला खरीदने के लिए पर्याप्त था। इंजीनियरिंग टीम ने शॉर्टकट लिए, वेवगाइड के निचले हिस्से में बिजली की छड़ स्थापित की, जिससे बिजली के प्रवाह को LNB में प्रवेश करने दिया गया, जिससे पूरे लो नॉइज़ एम्पलीफायर (LNA) का कार्बनीकरण हो गया। कीसाइट N9048B स्पेक्ट्रम एनालाइज़र के साथ बाद के परीक्षण में डिज़ाइन किए गए शोर फ्लोर 15dB अधिक पाए गए।

छिपे हुए खतरे

कॉपर बसबार का सतही उपचार एक कला है। MIL-STD-188-124B आवश्यकताओं के अनुसार, सतही निष्क्रियता के लिए अनुरूप कोटिंग का उपयोग किया जाना चाहिए, लेकिन व्यावहारिक अनुप्रयोगों से पता चलता है कि 15μm से मोटी चांदी की प्लेटिंग संपर्क प्रतिरोध को बढ़ाती है। पिछले साल, ज़ीचांग स्टेशन पर उन्नयन में सहायता करते हुए, एक प्रसिद्ध निर्माता के कॉपर बसबार की मोटाई धातुकर्म माइक्रोस्कोप परीक्षा के तहत नाममात्र मूल्य का केवल 60% पाई गई थी।

हाल के नासा जेपीएल तकनीकी मेमोरेंडम में खतरनाक डेटा है: जब ग्राउंडिंग स्ट्रैप्स की झुकने की त्रिज्या तार व्यास के आठ गुना से कम होती है, तो उच्च-आवृत्ति प्रतिबाधा 300% बढ़ जाती है। इसलिए, उच्च-स्तरीय परियोजनाएं अब सोने की परत चढ़े हुए तांबे के टेप का उपयोग करती हैं, हालांकि उनकी उच्च लागत होती है, क्योंकि विकल्प बिजली से मारा जाना है।

शैतान परीक्षण में निहित है

बिजली संरक्षण प्रणाली पूरी करने के बाद, स्वीकृति परीक्षण में जल्दबाजी न करें। कई $8/20\mu s$ सर्ज तरंगों को उत्पन्न करने के लिए क्रोमा 19032 का उपयोग करें। पिछले साल, एक प्रांतीय स्टेशन से कथित तौर पर 100kA मॉड्यूल 75kA पर फट गया। डिस्सेम्बली से पता चला कि MOV वैरिस्टर्स में घटिया चांदी के इलेक्ट्रोड थे, जिनका रिक्ति डिजाइन ड्राइंग से 0.3mm कम था।