지구국 안테나 크기는 이득, 주파수, 잡음, 전력, 가용성과 추적에서 결정합니다. 모든 지구국에 맞는 단일 지름은 없습니다. 같은 위성에 연결되는 사용자 단말, 게이트웨이와 추적국도 요구가 다릅니다.
어떤 크기를 비교하는가
원형 반사경은 보통 개구 지름을 말합니다. 오프셋 반사경은 실제 외형과 등가 개구를 문서에 따라 구분합니다. 직사각형 패널에는 면적과 가로·세로 치수가 적합합니다.
설치 공간에는 지지대, 회전 범위, RF 장비, 레이돔과 정비 공간도 포함합니다. 얇은 방사 패널이 전체 단말의 두께를 나타내는 것은 아닙니다.
이득에서 지름 계산
원형 반사경의 근사는 G ≈ η(πD/λ)²입니다. G는 선형 이득, η는 개구 효율, D는 지름이고 λ = c/f입니다. 정리하면 D ≈ (λ/π)√(G/η)가 됩니다.
40 dBi는 선형 10,000입니다. η = 0.60으로 가정한 아래 값은 계산 예이며 상용 모델이나 서비스 보장이 아닙니다.
| 주파수 | 파장 | 40 dBi의 지름 |
|---|---|---|
| 4 GHz | 약 74.95 mm. | 약 3.08 m. |
| 12 GHz | 약 24.98 mm. | 약 1.03 m. |
| 20 GHz | 약 14.99 mm. | 약 0.62 m. |
같은 효율에서 지름 1.8 m, 12 GHz의 이득은 약 44.9 dBi이며 40.3 dBi가 아닙니다. 다른 값의 제품 자료라면 주파수, 효율, 이득 정의와 포함된 손실을 확인합니다.
주파수만으로 크기를 정하지 않기
이득과 효율을 고정한 모델에서 주파수 두 배는 필요한 지름을 절반으로 줄입니다. 그러나 다른 서비스를 비교하면 전파 손실, 잡음, 전력과 커버리지도 바뀝니다.
작은 Ka 안테나가 C 안테나보다 항상 높은 가용성을 갖는 것은 아닙니다. 강우와 실제 송수신 주파수를 링크 예산에 넣습니다. 대역 문자만으로 치수를 주문하지 않습니다.
G/T와 EIRP
수신에는 안테나 이득과 시스템 잡음 온도의 비인 G/T가 중요합니다. 이득만으로 계산한 지름에는 LNA 앞 손실, 안테나 잡음과 수신기 특성이 자동으로 포함되지 않습니다.
송신 EIRP에는 전력, 손실과 이득이 들어갑니다. 전력 증가만으로 큰 개구를 언제나 대체하지 못하며 패턴, 간섭과 선형성 요구도 고려합니다.
개구 효율과 방사 효율은 다릅니다. 개구 효율 50%를 모든 입력 전력의 절반이 열이 된다는 의미로 읽지 않습니다.
빔·표면과 추적
파장에 비해 큰 개구는 일반적으로 빔이 좁아집니다. 바람과 움직이는 위성 추적에서 패턴 및 지지 안정성을 확인합니다.
표면 정밀도와 급전 위치가 실제 이득에 영향을 줍니다. f/D와 조명은 함께 설계하며 모든 반사경에 0.3～0.45를 강제하지 않습니다. 고정 GEO, 선박의 안정화 단말과 LEO 지구국의 추적 요구도 다릅니다.
패널과 다른 구조
배열 패널은 구조에 따라 전자 조향을 제공할 수 있습니다. 필요한 각도에서의 이득과 소비 전력을 확인합니다. 평평한 외형이 120° 커버리지나 전체 두께 5 cm 이하를 보장하지 않습니다.
헬릭스나 패치도 특정 링크에 적합할 수 있습니다. 단일 소자의 λ/4 길이 공식과 큰 반사경의 개구 공식은 같은 치수를 계산하는 식이 아닙니다.
크기 검토에 필요한 입력
- 위성, 서비스, 위치와 가장 불리한 기하.
- 양방향 주파수와 편파.
- 요구 G/T, EIRP, 패턴과 여유.
- 가용성, 날씨와 추적 조건.
- 설치 한계, 시험과 공급 범위.
