HOME » ขนาดสายอากาศสถานีภาคพื้นดิน: คำนวณจากอัตราขยายและลิงก์

ขนาดสายอากาศสถานีภาคพื้นดิน: คำนวณจากอัตราขยายและลิงก์

ขนาดสายอากาศสถานีภาคพื้นดินขึ้นอยู่กับ อัตราขยาย ความถี่ สัญญาณรบกวน กำลัง ความพร้อมใช้งานและการติดตาม ไม่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเดียวสำหรับทุกสถานี เทอร์มินัลผู้ใช้ เกตเวย์และสถานีควบคุมอาจต้องการคนละขนาด แม้เชื่อมต่อดาวเทียมดวงเดียวกัน

ขนาดที่ระบุหมายถึงส่วนใด

สำหรับจานสะท้อนวงกลม มักระบุเส้นผ่านศูนย์กลางของช่องเปิด ส่วนจานออฟเซตอาจต้องใช้ขนาดและช่องเปิดสมมูลตามนิยามผู้ผลิต แผงสี่เหลี่ยมมีพื้นที่และด้าน จึงไม่ได้มีเส้นผ่านศูนย์กลางจริงแบบจานวงกลม

พื้นที่ติดตั้งรวมฐาน ช่วงการเคลื่อนที่ อุปกรณ์ RF เรโดมและทางเข้าบำรุงรักษา ความหนาของแผงแผ่คลื่นอย่างเดียวไม่จำเป็นต้องเท่ากับความหนาของเทอร์มินัลทั้งหมด

คำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางจากอัตราขยาย

สำหรับช่องเปิดวงกลม ใช้ G ≈ η(πD/λ)² โดย G เป็นค่าเชิงเส้น η คือประสิทธิภาพช่องเปิด D คือเส้นผ่านศูนย์กลาง และ λ = c/f ดังนั้น D ≈ (λ/π)√(G/η)

40 dBi เท่ากับ G = 10,000 เมื่อสมมติ η = 0.60 จะได้ตัวอย่างเชิงทฤษฎีต่อไปนี้ ไม่ใช่ขนาดผลิตภัณฑ์หรือการรับรองบริการ

ความถี่	λ โดยประมาณ	D สำหรับ 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

ภายใต้สมมติฐานเดียวกัน จาน 1.8 m ที่ 12 GHz ให้ประมาณ 44.9 dBi ไม่ใช่ 40.3 dBi หากผลิตภัณฑ์ระบุค่าอื่น ให้ตรวจความถี่ ประสิทธิภาพ นิยามอัตราขยายและความสูญเสียที่รวมอยู่

ความถี่เพียงอย่างเดียวเลือกขนาดไม่ได้

เมื่ออัตราขยายและประสิทธิภาพเท่ากัน การเพิ่มความถี่สองเท่าทำให้เส้นผ่านศูนย์กลางในแบบจำลองลดลงครึ่งหนึ่ง แต่บริการจริงอาจต่างกันทั้งการแพร่คลื่น สัญญาณรบกวน พื้นที่ครอบคลุมและกำลังที่มี

สายอากาศ Ka ขนาดเล็กไม่ได้รับรองความพร้อมใช้งานสูงกว่า C โดยอัตโนมัติ ต้องใส่ฝนและเรขาคณิตของเส้นทางในงบประมาณลิงก์ ใช้ความถี่ส่งและรับจริงแทนชื่อย่านเพียงอย่างเดียว

พิจารณา G/T และ EIRP

ฝั่งรับต้องพิจารณา G/T ซึ่งเป็นอัตราส่วนระหว่างอัตราขยายกับอุณหภูมิสัญญาณรบกวนสมมูลของระบบ การหาขนาดจากอัตราขยายอย่างเดียวไม่ได้รวมความสูญเสียก่อน LNA และสัญญาณรบกวนของสายอากาศกับเครื่องรับไว้แล้ว

ฝั่งส่ง EIRP ขึ้นกับกำลัง ความสูญเสียและอัตราขยาย การเพิ่มกำลังไม่สามารถแทนช่องเปิดที่ใหญ่ขึ้นได้ทุกกรณี เพราะยังมีข้อจำกัดด้านรูปแบบการแผ่ การรบกวนและความเป็นเชิงเส้น

ประสิทธิภาพช่องเปิดต่างจากประสิทธิภาพการแผ่คลื่น ค่าแรกที่ 50% ไม่ได้พิสูจน์ว่ากำลังครึ่งหนึ่งเปลี่ยนเป็นความร้อน

ลำคลื่น พื้นผิวและการติดตาม

ช่องเปิดที่ใหญ่เมื่อเทียบกับความยาวคลื่นมักทำให้ลำคลื่นแคบลง ตรวจรูปแบบการแผ่และความมั่นคงของฐานรวมถึงเมื่อมีลม ค่าคลาดเคลื่อนการชี้ต้องมาจากความสูญเสียที่ยอมรับ ไม่ใช่ตัวเลขเดียวสำหรับทุกขนาด

ความแม่นยำของผิวและตำแหน่งฟีดมีผล อัตราส่วน f/D กับการส่องผิวจานต้องเลือกด้วยกัน ช่วง 0.3–0.45 ไม่ใช่ข้อบังคับของจานทุกแบบ

สถานี GEO อยู่กับที่ เทอร์มินัลบนยานพาหนะและสถานี LEO ไม่จำเป็นต้องใช้แท่นหรือวิธีติดตามเดียวกัน ช่วงการเคลื่อนที่จึงเป็นส่วนหนึ่งของการกำหนดขนาดติดตั้ง

ทางเลือกอื่นนอกจากจานสะท้อน

อาร์เรย์อาจปรับทิศทางลำคลื่นทางอิเล็กทรอนิกส์ตามสถาปัตยกรรมของมัน ต้องตรวจอัตราขยายและการใช้พลังงานที่มุมที่ต้องการ แผงแบนไม่ได้รับรองมุมครอบคลุม 120° หรือความหนารวมต่ำกว่า 5 cm

เฮลิกซ์และแพตช์เหมาะกับบางหน้าที่และพื้นที่ครอบคลุม ระบบโทรมาตรไม่ได้ใช้ย่านเดียวกันทั้งหมด โดยทั่วไป VHF คือ 30–300 MHz ส่วน UHF คือ 300 MHz–3 GHz