Dans les communications spatiales, la bande S peut servir à la télémesure, à la poursuite et à la télécommande. Son appellation courante correspond à 2–4 GHz, mais les fréquences réellement utilisées sont limitées par la mission et les attributions. Tous les engins spatiaux n’emploient pas le même lien S.
Télémesure, poursuite et télécommande
La télémesure rapporte l’état de l’engin : températures, alimentation, attitude et autres paramètres. La télécommande transmet les instructions depuis le sol. Des mesures adaptées de distance ou de Doppler contribuent à estimer position et mouvement.
Un lien de conduite de mission et une liaison transportant beaucoup de données scientifiques peuvent avoir des besoins différents. Un même satellite peut donc utiliser plusieurs bandes et architectures d’antenne.
Pourquoi retenir la bande S
Par rapport à de nombreux usages Ku ou Ka, l’atténuation due à la pluie est souvent moins importante. Cela peut faciliter certaines liaisons de service, mais il faut toujours examiner trajet, élévation, station de sol, bande disponible et interférences.
À 3 GHz, la longueur d’onde libre est proche de 10 cm. La dimension nécessaire pour obtenir une directivité donnée doit être mise en relation avec les contraintes d’attitude et de pointage. Une antenne large couverture et une antenne à faisceau étroit ne donnent pas le même budget de liaison.
Bande S et bande X : comparer sur une base cohérente
| Aspect | Condition de comparaison |
|---|---|
| Appellation | S : généralement 2–4 GHz ; X : 8–12 GHz. Les attributions utiles sont plus précises. |
| Ouverture fixe | Une fréquence supérieure peut donner plus de directivité. |
| Gain fixe | La perte de trajet en espace libre augmente avec la fréquence. |
| Débit | Dépend de bande allouée, modulation, codage et qualité. |
| Pointage | Dépend du faisceau, de l’attitude et du suivi au sol. |
Maintenir l’ouverture physique et maintenir le gain sont deux hypothèses différentes. On ne peut donc pas conclure que X est toujours défavorable aux grandes distances ou que S impose toujours un faible débit.
Stations de sol et espace lointain
La compatibilité d’une station porte sur fréquences, antennes, modulation, codage, poursuite et fenêtres d’exploitation. Les communications lointaines utilisent aussi X, Ka et d’autres solutions selon les missions. S n’est pas la bande principale universelle de toute exploration.
Choisir S ne supprime ni perte avec la distance ni temps de propagation. Les grandes antennes terrestres, récepteurs à faible bruit et techniques de codage participent à établir le lien.
Éléments du budget de liaison
Incluez puissance d’émission, gains des deux extrémités, pertes de distribution, distance, polarisation, pointage, température de bruit, bande et qualité requise. Ajoutez des marges correspondant aux conditions de mission.
À fréquence et gains constants, doubler la distance augmente d’environ 6 dB la perte en espace libre. Des paramètres valables pour une orbite terrestre ne s’appliquent donc pas automatiquement à une sonde lointaine. Un débit fixe de 1–4 Mbit/s n’est pas non plus une propriété de toute la bande S.
Informations à confirmer dans un projet
- Fréquences montante et descendante, attribution et station compatible.
- Antennes utilisables dans les attitudes normales et dégradées.
- Volumes de données de conduite et de mission.
- Durée de visibilité, poursuite et exploitation du réseau sol.
- Polarisation, interfaces RF, puissance et contraintes thermiques.
La synthèse de la NASA sur les communications des petits satellites présente les choix de mission ; l’ESA décrit les appellations de bandes. Pour les antennes SATCOM Dolph Microwave, précisez la bande réelle et les caractéristiques de la station.
