Размер антенны земной станции определяется усилением, частотой, шумом, мощностью, доступностью и слежением. Общего диаметра для всех станций нет. Абонентский терминал, шлюз и станция управления могут иметь разные требования даже при связи с одним спутником.
О каком размере идёт речь
Для круглого отражателя обычно указывают диаметр апертуры. У офсетного проверяют внешнюю форму и определённую изготовителем эквивалентную апертуру. Прямоугольная панель имеет площадь и длины сторон, а не буквальный диаметр.
Монтажные размеры включают опору, диапазон движения, RF-оборудование, обтекатель и доступ для обслуживания. Толщина излучающей панели не обязательно равна толщине всего терминала.
Оценить диаметр по усилению
Для круглой апертуры G ≈ η(πD/λ)², где G — линейное усиление, η — эффективность апертуры, D — диаметр, λ = c/f. Следовательно, D ≈ (λ/π)√(G/η).
40 dBi соответствует линейному значению 10 000. При η = 0,60 получаются следующие расчётные примеры, а не измерения изделий или гарантия службы.
| Частота | Длина волны | D для 40 dBi |
|---|---|---|
| 4 ГГц | Около 74,95 мм. | 3,08 м. |
| 12 ГГц | 24,98 мм. | 1,03 м. |
| 20 ГГц | 14,99 мм. | 0,62 м. |
При тех же предпосылках D = 1,8 м на 12 ГГц даёт около 44,9 dBi, а не 40,3 dBi. Если паспортная величина отличается, проверьте частоту, эффективность, определение усиления и включённые потери.
Эффективная площадь
Для согласованных определений приёмной антенны Ae = Gλ²/(4π). В апертурной модели Ae = ηA, где A — геометрическая площадь. Эти величины нельзя подменять внешней площадью обтекателя.
Эффективность апертуры и излучения различаются. Эффективность апертуры 50% не означает, что половина принятой антенной мощности обязательно превращается в тепло.
Одной частоты недостаточно
При равных усилении и эффективности удвоение частоты в этой модели уменьшает диаметр вдвое. Но у реальных служб также меняются распространение, шум, покрытие и доступная мощность.
Маленькая Ka-антенна не гарантирует более высокую доступность, чем C-антенна. Включите дождь и геометрию в бюджет и используйте реальные частоты вверх и вниз.
G/T, шумовая температура и EIRP
В приёме важно отношение усиления антенны к системной эквивалентной шумовой температуре G/T. Температура включает соответствующие вклады антенны, потерь и приёмника, приведённые к одному уровню отсчёта.
Шумовая температура не равна просто физической температуре металла: учитываются небо, Земля, окружающее излучение и диаграмма. Диаметр, рассчитанный только по усилению, ещё не учитывает все эти условия.
Передающая EIRP зависит от мощности, потерь и усиления. Увеличение мощности не всегда заменяет большую апертуру: остаются диаграмма, помехи и линейность.
Луч, поверхность и слежение
Чем больше апертура в длинах волн, тем обычно уже луч. Проверяйте диаграмму и устойчивость опоры на ветру. Допустимую ошибку наведения определяют из бюджета потерь.
Важны точность поверхности и положение облучателя. f/D выбирают вместе с освещением; 0,3–0,45 не является обязательным интервалом любого отражателя.
Фиксированная GEO-станция, стабилизированный терминал на транспорте и LEO-станция могут требовать разных опор и слежения. Движение учитывают в габаритах.
Другие конструкции и данные заказа
Решётка может управлять лучом электронно в пределах своей архитектуры. Проверяйте усиление по нужным углам и потребление. Плоская форма не гарантирует обзор 120° или полную толщину менее 5 см.
- Определите службу, спутник, место и худшую геометрию.
- Задайте частоты и поляризацию.
- Согласуйте G/T, EIRP, диаграмму и запас.
- Укажите доступность и погодные условия.
- Определите слежение, пространство и механические ограничения.
- Согласуйте испытания и состав поставки.
См. апертурную модель отражателя и частотный обзор ESA. Окончательный размер выбирают по бюджету службы и проверенным данным оборудования.
