La dimensione dell’antenna di una stazione di terra dipende da guadagno, frequenza, rumore, potenza, disponibilità e inseguimento. Non esiste un diametro valido per tutte le stazioni. Un terminale utente, un gateway e una stazione di controllo possono avere requisiti diversi anche per lo stesso satellite.
Quale dimensione si misura
Per un riflettore circolare si cita normalmente il diametro dell’apertura. Per un modello offset possono servire dimensioni e apertura equivalente definite dal costruttore. Un pannello rettangolare ha area e lati, non un diametro letterale.
L’ingombro d’installazione comprende supporto, movimento, apparati RF, radome e accesso. Lo spessore del solo pannello radiante non equivale necessariamente a quello dell’intero terminale.
Calcolare il diametro dal guadagno
Per un’apertura circolare, G ≈ η(πD/λ)². G è lineare, η l’efficienza d’apertura, D il diametro e λ = c/f. Quindi D ≈ (λ/π)√(G/η).
40 dBi corrispondono a G = 10 000. Assumendo η = 0,60, si ottengono i seguenti esempi teorici, non misure di prodotti né garanzie di servizio.
| Frequenza | λ approssimata | D per 40 dBi |
|---|---|---|
| 4 GHz | 74,95 mm. | 3,08 m. |
| 12 GHz | 24,98 mm. | 1,03 m. |
| 20 GHz | 14,99 mm. | 0,62 m. |
Con le stesse ipotesi, 1,8 m a 12 GHz producono circa 44,9 dBi, non 40,3 dBi. Se un prodotto riporta un altro dato, controlla frequenza, efficienza, definizione del guadagno e perdite incluse.
La frequenza non basta per scegliere
A pari guadagno ed efficienza, raddoppiare la frequenza dimezza il diametro del modello. Tra servizi reali cambiano però anche propagazione, rumore, copertura e potenza disponibile.
Una piccola antenna Ka non garantisce automaticamente maggiore disponibilità di una in C. Pioggia e geometria devono entrare nel bilancio. Usa le frequenze effettive di ricezione e trasmissione, non solo il nome della banda.
G/T ed EIRP
In ricezione conta G/T, rapporto tra guadagno e temperatura equivalente di rumore del sistema. Il diametro ottenuto dal solo guadagno non include già perdite prima dell’LNA, rumore d’antenna e ricevitore.
In trasmissione EIRP dipende da potenza, perdite e guadagno. Aumentare la potenza non sostituisce sempre una maggiore apertura: restano vincoli di diagramma, interferenza e linearità.
Efficienza d’apertura ed efficienza di radiazione sono diverse. Un’efficienza d’apertura del 50% non dimostra che metà della potenza venga trasformata in calore.
Fascio, superficie e inseguimento
Un’apertura maggiore in lunghezze d’onda tende a restringere il fascio. Verifica diagramma e stabilità del supporto, anche al vento. La tolleranza di puntamento deriva dalla perdita ammessa, non da un valore unico per ogni diametro.
Precisione della superficie e posizione dell’alimentatore influenzano il risultato. Rapporto f/D e illuminazione si scelgono insieme; 0,3–0,45 non è un intervallo obbligatorio per tutti i riflettori.
Una stazione GEO fissa, un terminale stabilizzato su un veicolo e una stazione LEO non usano necessariamente la stessa montatura o strategia. Anche il movimento rientra nel dimensionamento.
Alternative al riflettore
Una matrice può orientare elettronicamente il fascio secondo la propria architettura. Controlla guadagno e consumo all’angolo richiesto. Una faccia piana non assicura copertura di 120° o spessore totale sotto 5 cm.
Eliche e patch sono adatti ad alcuni servizi e coperture. Non ogni collegamento di telemetria usa le stesse bande: VHF indica normalmente 30–300 MHz, UHF 300 MHz–3 GHz.
Dati da fornire per una proposta
- Servizio, satellite, sito e geometria peggiore utile.
- Frequenze e polarizzazioni nei due versi.
- G/T, EIRP, diagramma e margine richiesti.
- Disponibilità e condizioni meteorologiche.
- Inseguimento, ingombro e limiti meccanici.
- Prove e composizione della fornitura.
I fondamenti del riflettore parabolico e le bande satellitari descritte da ESA aiutano a leggere il calcolo. Il diametro definitivo richiede il bilancio del servizio e dati verificati dell’apparato.
