Антенна спутниковая: Спутниковая антенна виды и различие

Ham обычно работают в разных диапазонах, другими словами, вы передаете в одном диапазоне, например, на 2 метра (VHF), а принимаете в другом диапазоне, например, 70 см (UHF). Это сделано для упрощения требований к внешней фильтрации на спутнике.Таким образом, вам обычно потребуется передающая антенна VHF восходящей линии связи для двусторонней связи (обычный режим работы OSCAR). Доступен сопутствующий УКВ-блок, модель UC-1464-531. Также доступен комплект, содержащий обе уцененные антенны, комплект UC-AMSAT-KITP.

Вышеупомянутая антенна применима к проекту SatNOGS. Мы также предлагаем МШУ УВЧ, модель LNAU-0436-648. См. Категорию «Малошумящие усилители».

Ниже приведены полезные веб-страницы о любительских спутниках и соответствующей поляризации:

UC-4364-328 Технические характеристики

• Диапазон частот: 435-438 МГц
• Покрытие: всенаправленное, полусферическое
• Поляризация: круговая (AR 1 дБ)
• Усиление: +3 дБик
• Номинальное сопротивление: 50 Ом (RF)
• Входная мощность: менее 50 Вт в непрерывном режиме
• КСВ : 2. 0 Участок КСВ
• Разъем: SMA Female, на стороне цилиндрического корпуса, чуть выше основания фланца. Кабель в сборе можно приобрести отдельно SMA Cables
• Размеры:
  • Корпус 8 см (3 дюйма) ВД x 16 см (6 дюймов) в
  • Нижний фланец 10 см (4 дюйма) НД x 10 мм (0,38 дюйма) в
• Монтаж: 4 винта, M4 (# 10-32)
• Рабочие температуры: от -40 ° C до + 85 ° C
• Вес: 420 г / 0.9 фунтов
• Вес в упаковке: 750 г / 1,5 фунта

UC-4364-328 QFHA Чертеж

ПРИМЕЧАНИЯ:

• Не требует заземления
• Технические характеристики и цены могут быть изменены без предварительного уведомления

Рынок спутниковых антенн | 2021 — 26 | Доля отрасли, размер, рост

Обзор рынка

Период обучения:	2018 — 2026 гг.
Базовый год:	2020 г.
Самый быстрорастущий рынок:	Азиатско-Тихоокеанский регион
Крупнейший рынок:	Северная Америка
CAGR:	7.92%

Нужен отчет, отражающий, как COVID-19 повлиял на этот рынок и его рост?

Обзор рынка

Рынок спутниковых антенн оценивался в 2653,5 млн долларов США в 2020 году, и ожидается, что к 2026 году он достигнет 4190,8 млн долларов США, при этом CAGR составит 7,92 %% за прогнозируемый период (2021-2026 годы). Появились спутниковые антенные системы. в качестве основного решения, удовлетворяющего растущий спрос на различных ключевых рынках, таких как морской перехват, охрана границ, мобильная связь и т. д., где потребность в расширенных коммуникационных возможностях значительно возросла за последние несколько лет.

• С ростом использования малых спутников, рост инвестиций в проекты освоения космоса и использование спутниковых систем ведения войны стимулируют рост рынка спутниковых антенн по всему миру. С развитием спутниковой техники потребность в антеннах и других системах связи возрастает.
• С появлением малых спутников они все чаще используются для наблюдения Земли, приложений космических исследований и т. Д., за счет значительных преимуществ, таких как низкая стоимость запуска среди прочего.
• Кроме того, значительно выросло количество оборудования для спутниковой навигации, которое включает в себя приемники, антенны и вспомогательное программное обеспечение с различными уровнями интеграции и производительности. В зависимости от приложения антенна и приемник могут быть отдельными объектами или они могут быть интегрированы в один пакет, как в портативном приемнике GNSS.
• Кроме того, согласно отчету Комиссии по широкополосной связи в интересах устойчивого развития за 2018 год «Состояние широкополосной связи в 2018 году», поскольку широкополосная связь является катализатором устойчивого развития, спутниковые технологии могут помочь уменьшить перегрузку и перегрузку сетей. В будущем он также будет поддерживать 5G и обеспечивать подключение во время или в регионах, где наземные сети недоступны.

Объем отчета

Спутниковые антенны в основном используются для обеспечения каналов связи с другими спутниками, а также с земными станциями. Типичная спутниковая антенна состоит из трех основных компонентов: конструкции антенны, сети формирования луча и системы подачи.

География
		таблица {display: block; перелив: авто; положение: относительное; } .component-3 td {width: 200px; вертикальное выравнивание: сверху; отступ: 3px 2px; пробел: начальный; слово-разрыв: слово-разрыв; размер шрифта: 14 пикселей; высота строки: 14 пикселей; }.компонент-3> таблица> тело> тр> тд {вертикальное выравнивание: середина; }]]> Северная Америка США Канада
		таблица {дисплей: блок; перелив: авто; положение: относительное; } .component-3 td {width: 200px; вертикальное выравнивание: сверху; отступ: 3px 2px; пробел: начальный; слово-разрыв: слово-разрыв; размер шрифта: 14 пикселей; высота строки: 14 пикселей; } . component-3> таблица> tbody> tr> td {vertical-align: middle; }]]> Европа Соединенное Королевство Германия Франция Остальные страны Европы
	таблица блок: дисплей

Азиатско-Тихоокеанский регион
	Китай
	Япония
	Индия
	Южная Корея
	Остальная часть Азиатско-Тихоокеанского региона
таблица {дисплей: блок; перелив: авто; положение: относительное; }. компонент-3 тд {ширина: 200 пикселей; вертикальное выравнивание: сверху; отступ: 3px 2px; пробел: начальный; слово-разрыв: слово-разрыв; размер шрифта: 14 пикселей; высота строки: 14 пикселей; } .component-3> таблица> tbody> tr> td {vertical-align: middle; }]]> Остальной мир Латинская Америка Ближний Восток и Африка

Объем отчета может быть настроены в соответствии с вашими требованиями. Кликните сюда.

Ключевые тенденции рынка

Морское применение, свидетельствующее о значительном росте

• Спутниковая связь в морских приложениях стала очень важной, требуя настраиваемых спутниковых продуктов, которые обеспечивают передачу и прием сигналов для военных, коммерческих и развлекательных приложений по всему миру.
• Более того, согласно орбитальной связи, несмотря на достижения в области противовоздушной обороны и транспорта, морской транспорт продолжает играть важную роль во всех аспектах, являясь основным ресурсом для продовольствия, транспорта, энергии и защиты границ.
• Поскольку военно-морские и коммерческие суда находятся в море в течение длительного времени, им требуются надежные системы спутниковой связи для поддержания связи с берегом при любых погодных и морских условиях. Кроме того, что касается обслуживания, корабли, экипажи и туристические пассажиры ожидают, что они будут иметь такой же уровень надежного сетевого подключения на море, как и на суше.Это охватывает все: от базового подключения к Интернету до корпоративных сетей, передовых военных приложений и услуг по обеспечению благополучия экипажа.
• Поскольку GNSS стала основным средством получения информации PNT в море, ожидается, что рост числа установленных этих устройств в морских приложениях будет стимулировать рынок.

Чтобы понять основные тенденции, загрузите образец Отчет

Ожидается, что Северная Америка займет значительную долю рынка

• Ожидается, что в течение прогнозируемого периода североамериканский регион будет доминировать на исследуемом рынке благодаря наибольшему количеству инвестиций и исследований на рынке, наличию сложной инфраструктуры для выполнения нескольких космических программ, а также за счет самого раннего и самого высокого внедрение коммерческих спутниковых изображений в различных отраслях промышленности в регионе.
• Благодаря мощной поддержке со стороны федерального правительства в отношении грантов академическим учреждениям и организациям на разработку высокотехнологичных устройств спутниковой съемки, ожидается, что рынок в этом регионе будет расти.
• В дополнение к этому, постоянные космические миссии очень заняты поставщиками спутниковых решений в этом регионе. Например, США недавно запустили пятый усовершенствованный сверхвысокочастотный космический аппарат (AEHF-5), безопасный военный спутник связи, который обеспечит помехоустойчивую связь, включая видео в реальном времени, между национальным руководством США и развернутыми вооруженными силами.

Чтобы понять тенденции в географии, загрузите образец Отчет

Конкурентная среда

Рынок спутниковых антенн является высококонкурентным из-за присутствия на рынке множества крупных игроков, предоставляющих товары и услуги как на внутреннем, так и на международном рынках. Рынок, по-видимому, умеренно сконцентрирован, и основные игроки принимают такие стратегии, как инновации в области продуктов и услуг, слияния и поглощения и партнерства, чтобы расширить свой продуктовый портфель и опередить конкурентов.Некоторые из основных игроков на рынке — это Honeywell International Inc., General Dynamics Corporation, Mitsubishi Electric Corporation, Harris Corporation и другие.

• Апрель 2019 — Viasat Inc. представила набор микросхем второго поколения Ku- / Ka-диапазона, включая усовершенствованную гибридную антенну и дополнительный обтекатель. Новейшая двухдиапазонная система была нацелена на рынок коммерческих широкофюзеляжных самолетов, чтобы обеспечивать связь пассажиров и экипажа через коммерческие геосинхронные и негеосинхронные спутниковые сети Ku- и Ka-диапазонов практически в любой точке земного шара.
• Сентябрь 2019 г. — Опираясь на трехлетнее партнерство, Scandinavian Airlines System (SAS) и глобальную коммуникационную компанию, Viasat Inc. объявила, что SAS выбрала свою систему связи в полете для своего нового пополнения парка Airbus: A321LR и A330-300E. Эти самолеты будут оснащены новейшим комплектом IFC для Ka-диапазона от Viasat, который, как ожидается, обеспечит оптимальную связь в полете при полете в зоне покрытия спутников Viasat, которая включает существующие и будущие спутниковые системы Viasat.

Содержание

1. 1. ВВЕДЕНИЕ

   1. 1.1 Результаты исследования

   2. 1.2 Предположения исследования

   3. 1.3 Объем исследования

2. 2. МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

3. 3. РЕЗЮМЕ

4. 4.ДИНАМИКА РЫНКА

   1. 4.1 Обзор рынка

   2. 4.2 Знакомство с рыночными факторами и ограничениями

   3. 4.3 Движущие силы рынка

      1. 4.3.1 Увеличение количества проектов по освоению космоса

      2. Принятие малых сателлитов 4. 3.2

   4. 4.4 Ограничения рынка

      1. 4.4.1 Техническое обслуживание для адресации

   5. 4.5 Привлекательность отрасли — анализ пяти сил Портера

      1. 4.5.1 Угроза новых участников

      2. 4.5.2 Торговая сила покупателей / потребителей

      3. 4.5.3 Торговая сила поставщиков

      4. 4.5.4 Угроза замещающих продуктов

      5. 4.5.5 Интенсивность конкурентного соперничества

5. 5. СЕГМЕНТАЦИЯ РЫНКА

   1. 5.1 По диапазону частот

      1. 5.1.1 Диапазон C

      2. 5.1.2 Диапазон K / KU / KA

      3. 5.1.3 Диапазон S и L

      4. 5.1.4 Диапазон X

      5. 5.1.5 Диапазон VHF и UHF

      6. 5.1.6 Другие диапазоны частот

   2. 5.2 По типу антенны

      1. 5.2.1 Плоская антенна

      2. 5.2.2 Параболическая рефлекторная антенна

      3. 5. 2.3 Рупорная

         5.2.4 Антенна из армированного стекловолокном пластика

      4. 5.2.5 Железная антенна с штамповкой

      5. 5.2.6 Антенны других типов

   3. 2 Наземный

   4. 5.3.3 Морской

   5. 5.3.4 Воздушный

6. 5.4 География

   1. 5.4.1 Северная Америка

      1. 5.4.1.1 США

      2. 5.4.1.2 Канада

   2. 5.4.2 Европа

      1. 5.4.2.1 Великобритания

      2. 5.4.2.2 Германия

      3. 5.4.2.3 Франция

      4. 5.4.2.4 Остальная Европа

   3. 5.4.3 Азиатско-Тихоокеанский регион

      1. 5.4.3.1 Китай

      2. 5.4.3.2 Япония

      3. 5.4.3.3 Индия

      4. 5.4.3.4 Южная Корея

      5. 5.4.3.5 Остальной Азиатско-Тихоокеанский регион

   4. 5.4.4 Остальной мир

      1. 5. 4.4.1 Латинская Америка

      2. 5.4.4.2 Ближний Восток и Африка

** При наличии

Вы также можете приобрести части этого отчета.

Часто задаваемые вопросы

Каков период изучения этого рынка?

Рынок спутниковых антенн изучается с 2018 по 2026 год.

Каковы темпы роста рынка спутниковых антенн?

Среднегодовой темп роста рынка спутниковых антенн составляет 7.92% в течение следующих 5 лет.

В каком регионе наблюдается самый высокий рост рынка спутниковых антенн?

Азиатско-Тихоокеанский регион демонстрирует самый высокий среднегодовой темп роста в период с 2021 по 2026 год.

Какой регион имеет наибольшую долю на рынке спутниковых антенн?

Наибольшая доля в 2020 году принадлежит Северной Америке.

Кто основные игроки на рынке спутниковых антенн?

Honeywell International Inc., General Dynamics Corporation, Mitsubishi Electric Corporation, Harris Corporation, Airbus SAS — основные компании, работающие на рынке спутниковых антенн.

80% наших клиентов ищут отчеты на заказ. Как ты хотите, чтобы мы адаптировали вашу?

Пожалуйста, введите действующий адрес электронной почты!

Пожалуйста, введите правильное сообщение!

Загружается …

Все, что вам нужно знать об антеннах и спутниковой связи

4 октября 1957 года Советский Союз запустил первый искусственный космический спутник — Спутник. Это положило начало космической гонке. Это также положило начало спутниковой связи.

Спутник находился на орбите всего три недели, прежде чем его батарея разрядилась, но его единственное сообщение было доставлено: это будет будущее связи.

Около 1100 активных спутников сегодня вращаются вокруг Земли (еще 2600 или около того не функционируют). Однако только около 60% активных спутников являются спутниками связи.

В этой статье мы объясним, как работают спутники связи, для чего они используются, а также как они отправляют и принимают сообщения на Землю и с нее.

На самом базовом уровне спутником может быть луна, планета или машина, вращающаяся вокруг планеты или звезды. Наша луна — естественный спутник.

Обсуждаемые выше искусственные спутники — это то, на чем мы сосредоточимся в оставшейся части этой статьи, поэтому с этого момента мы будем называть их просто «спутниками».

Большинство спутников запускаются с помощью ракет и остаются в космосе. «Спутник вращается вокруг Земли, когда его скорость уравновешивается силой притяжения планеты.Без этого баланса спутник полетел бы по прямой в космос или упал бы обратно на Землю ».

Некоторые люди характеризуют спутник как «космическую антенну». Отчасти это правда — хотя мы бы сказали, что это основа для кластеров антенн, подключенных к оборудованию, которое обрабатывает их сигналы.

Спутники связи находятся на непрерывной геостационарной орбите на высоте 23 000 миль над Землей, все время отправляя и получая различные типы информации. «Геосинхронный» означает, что они следуют за земной орбитой, как если бы они находились в статическом положении.

Спутники бывают разных размеров и конфигураций в зависимости от возраста, назначения, производителя и других факторов. Основные части спутника следующие:

Это очень прочное защитное покрытие (или оболочка) основной части спутника. Он содержит несколько ключевых компонентов. Следующие элементы расположены внутри корпуса.

• Обработка команд и данных: Эти важные компоненты контролируют каждый аспект спутника, получая и действуя по оперативным командам с Земли.
• Контроль температуры: Эти компоненты защищают от резких перепадов температуры.
• Транспондеры: они преобразуют сигналы, отправленные и полученные от спутниковых приемных тарелок (антенн) на Земле, что будет обсуждаться ниже.

Это датчики, которые контролируют положение спутника, чтобы гарантировать, что он остается на правильной орбите и ориентирован на правильную цель на Земле. При необходимости они используют подруливающие устройства для небольшой корректировки положения спутника.

Это фотоэлектрические панели, которые собирают солнечный свет для выработки энергии. Сегодня они являются источником энергии для большинства спутников, которым помогают перезаряжаемые батареи в случае солнечного затмения.

Антенны, наряду с транспондерами, являются ключом к спутниковой связи. Антенны, прикрепленные к спутникам, по необходимости используются как для приема, так и для отправки сигналов.

Антенны на спутнике принимают сигналы восходящей линии связи (передаваемые) от различных источников на Земле.Затем сигналы обрабатываются транспондером и отправляются обратно на земную станцию ​​для перераспределения.

Одной из основных функций спутниковой земной станции (или наземной станции) является двухточечное средство прямой связи со спутником. Другая важная функция — передача информации, полученной со спутника, в другие места на Земле.

Частоты спутников, которые попадают в диапазон 1-75 ГГц электромагнитного спектра, включают следующие диапазоны:

• Диапазон L (1-2 ГГц): GPS
• C -диапазон (4-8 ГГц): постоянные сети спутникового телевидения или необработанные спутниковые каналы
• Диапазон X (8-12 ГГц): в основном военные используют
• Ku-диапазон (12-18 ГГц: спутниковая связь, особенно прямая телевидение на дом (DTH), мобильная телефония, данные
• Диапазон Ka (26-40 ГГц): спутниковая связь (включая телевидение DTH), мобильная телефония, данные, некоторое военное использование
• Диапазон V (40-75 ГГц)

Существует множество типов спутниковых антенн (иногда изготавливаемых по индивидуальному заказу).Однако наиболее распространенным типом является параболическая рефлекторная антенна (точнее, параболоид вращения).

Рупорная антенна используется для полного покрытия Земли с геостационарного спутника. Они имеют необычную форму, что делает их узнаваемыми при подключении к спутникам. Рупорные антенны также используются в качестве источников питания для улучшения работы рефлекторных антенн.

Хотя в этой статье у нас есть место, чтобы охватить лишь несколько общих применений спутниковой связи, их гораздо больше — фактически бесконечное количество.Кажется, каждый день появляются новые применения, каждое из которых борется за пространство спектра.

Молодое кабельное телевидение (известное как общинное антенное телевидение или CATV) было одной из первых частных отраслей, исследовавших потенциал спутников в начале 1970-х годов, что значительно расширило масштабы того, что было только услугой ретрансляции для небольших городов и сельских районов. области.

С тех пор кабельные сети использовали восходящее оборудование для передачи сигналов для их программирования на спутник. Этим сигналам затем назначаются новые частоты и они передаются в кабельные системы в пределах его «зоны обслуживания» (зоны приема) ).

Спутниковый кабель появился в середине 1970-х годов. Пионерами в этом направлении являются Джеральд Левин из Time-Warner, телеевангелист Пэт Робертсон и печально известный Тед Тернер, а также несколько других, в то время перспективных магнатов кабельного телевидения.

С середины 1990-х годов в телевидении прямо на дом (DTH) использовались другие диапазоны (Ka- и Ku-диапазоны в отличие от C-диапазона) для полного обхода кабельного телевидения. Вместо этого многие клиенты теперь используют маленькие домашние приемные тарелки (антенны) для телевизионных услуг.

На орбите 31 активный спутник GPS (работает на частотах в L-диапазоне). Они используют процесс «трилатерации», чтобы определить чье-то положение на Земле. Человек может находиться в «поле зрения» как минимум трех человек в любое время и в любом месте.

Приемник GPS будет использовать соотношение времени и расстояния, предоставленное спутниками, для определения вашего местоположения. Приемник может определять местоположение человека в трех измерениях — востоке, севере и высоте.

Если существующие расчеты могут быть не совсем точными, иногда четвертый спутник находится в зоне досягаемости и может подтвердить их.

Прошло чуть более шести десятилетий с момента запуска Спутника. Посмотрите, что с тех пор произошло в мире спутников и спутниковых антенн!

Какой будет спутниковая связь в будущем? И будут ли они продолжать пересекаться или больше конкурировать с быстро распространяющимися интернет-технологиями, такими как потоковое видео?

А что мы будем делать с «космическим мусором» от нефункционирующих спутников?

Несмотря на эти и другие проблемы, спутники принесли нам много удобств, которых мы не могли бы получить в противном случае, и мы рады этому, особенно потому, что делаем для них отличные антенны.

Если вас интересует одна из наших спутниковых антенн или другой тип антенны, сообщите нам об этом. Мы будем рады услышать о том, что вам нужно!

Современная плоская антенна для пользовательских терминалов Ku- / Ka-диапазонов в системах спутниковой связи LEO | 2021-09-12

В последние годы на низкую околоземную орбиту (НОО) выводится все больше широкополосных спутниковых систем, соединяющих людей по всему миру. Плоскопанельные антенны особенно привлекательны для спутников LEO из-за их способности слежения, низкого профиля и простой установки.В этой статье обсуждаются три основные антенные технологии: антенная решетка с электронным сканированием (ESA), непрерывный поперечный шлейф с переменным углом наклона (VICTS) и линзовая антенна. ESA состоят из решеток индивидуально управляемых излучающих антенных элементов с различными фазовыми задержками, которые когерентно формируют и сканируют луч антенны в дальней зоне. В категорию антенн ESA входят аналоговые, цифровые и гибридные антенны с пассивными или активными радиомодулями. Антенны VICTS состоят из вращающихся дисков, которые направляют луч и изменяют поляризацию в зависимости от относительного положения дисков.Линзовые антенны состоят из модульных наборов линз, которые направляют луч, индивидуально управляя источником энергии относительно фокуса каждой линзы. У каждой из этих технологий есть сильные и слабые стороны, которые сравниваются в этой статье с использованием показателей размера, веса, энергопотребления и стоимости (SWaP-C).

С 2015 года многие компании спутниковой связи разработали и запустили системы широкополосной связи с высокой пропускной способностью для соединения сельских и недостаточно обслуживаемых рынков. Эти спутниковые системы стали более технологичными, чем те, что были два десятилетия назад, благодаря достижениям в беспроводных технологиях, а также снижению затрат на запуск и производство.Однако для прибыльного бизнеса в области широкополосной связи, особенно в сельской местности, требуются недорогие абонентские терминалы (UT) и тарифные планы.

Ku- и Ka-диапазонов требуются высоконаправленные антенны для закрытия радиочастотных каналов со спутниками, вращающимися на высоте от нескольких сотен до нескольких тысяч километров над земной поверхностью. Фиксированные параболические отражатели обычно используются для обычных геостационарных (GEO) спутниковых систем, которые не требуют отслеживания, поскольку положение спутника относительно пользовательского терминала фиксируется во времени.Однако группировки LEO требуют слежения и переключения со спутника на спутник для поддержания связи. Эти особенности, наряду с громоздкой механикой и форм-факторами, делают параболические антенны менее привлекательными для систем LEO.

Плоские панельные антенны с низким профилем и удобными для пользователя процессами установки, таким образом, стали критически важными компонентами успешных спутниковых широкополосных систем. В этой статье обсуждаются современные технологии антенн UT Ku- / Ka-диапазона, описываются архитектуры ESA, VICTS и линзовых антенн. Обсуждаются преимущества и недостатки SWaP-C.

АНТЕННА ESA

Рисунок 1 Усиление антенной решетки и ширина луча зависят от количества излучающих элементов.

Для систем LEO привлекательной альтернативой традиционной тарелочной антенне является ESA, также известная как фазированная антенная решетка. ESA включает в себя решетку из нескольких отдельных субволновых излучающих антенных элементов, относительные фазы которых регулируются таким образом, что весь луч из решетки излучается в определенном направлении из-за конструктивных и деструктивных помех между отдельными элементами. ¹ Процесс построения концентрированного луча с использованием фазированных антенных решеток называется формированием луча. ² Мощность всего луча напрямую зависит от количества когерентных излучающих элементов и конфигурации решетки в антенне; большее количество излучающих элементов способствует более узкому и более мощному главному лепестку с меньшими и менее мощными боковыми лепестками (см. Рисунок 1 ).

Антенные системы с формированием луча могут активно позиционировать свои главные лучи и их нули в определенных угловых положениях, используя либо аналоговые фазовращатели, либо алгоритмы цифрового кодирования.Эти методы управления лучом увеличивают пропускную способность фазированной решетки без увеличения мощности передачи. ³

Три популярных метода формирования луча — аналоговый, цифровой и гибридный. Хотя все три имеют схожие высокоуровневые архитектуры, существует два типа аппаратных реализаций. Любой из этих методов формирования луча может быть реализован с использованием активных радиокомпонентов (например, РЧ-усилителей), внешних по отношению к решетке, или с использованием встроенной электроники (где радиостанции встроены непосредственно в антенную решетку).Архитектура формирования диаграммы направленности с РЧ-усилителями, встроенными в антенную решетку, называется активной решеткой формирования диаграммы направленности. Архитектуры формирования луча с внешними усилителями или радиоприемниками называются массивами пассивного формирования луча. ⁴

Активное формирование луча

Аналоговое формирование луча — самый простой метод. В нем используется одна радиочастотная цепь, которая соединяет каждый антенный элемент с усилителями и фазовращателями, за которыми следуют делители или сумматоры (см. , рис. 2а, ). Фазовращатели, делители и сумматоры реализованы на аналоговом оборудовании.Форма и направление луча контролируются посредством цифровой регулировки фазовращателей на радиочастотных путях. Аналоговое формирование луча обычно более рентабельно и менее сложно, чем цифровое формирование луча; однако он может эффективно поддерживать только один луч, ограничиваясь одним и тем же сигналом для каждого антенного элемента. Многолучевая передача возможна, но это утомительно и сложно. ⁵ Антенная решетка является полнодуплексной (одновременная передача и прием), с одной апертурой, в которой используется частотное мультиплексирование с независимо управляемыми каналами передачи и приема для каждого излучающего элемента. ¹

Рисунок 2 Архитектура приемника для аналогового формирования диаграммы направленности (a), цифрового формирования диаграммы направленности (b) и гибридного формирования диаграммы направленности (c).

Хотя цифровое формирование луча похоже на аналоговое формирование луча, оно отличается тем, что каждый антенный элемент имеет выделенный РЧ-цифровой сигнал и тракт, а не одну общую РЧ-цепь (см. , рис. 2b, ). Каждый отдельный тракт преобразует радиочастотный сигнал в модулирующий сигнал (и наоборот) с помощью радиочастотных смесителей, АЦП и ЦАП.Таким образом, каждый тракт обеспечивает независимое управление лучом, поскольку фазой и амплитудой можно управлять в цифровом виде посредством обработки основной полосы частот. Это усиление контроля позволяет обрабатывать многопотоковый сигнал на уровне элементов и дает возможность обслуживать нескольких пользователей одновременно через несколько физических лучей.

Одной из основных проблем архитектуры цифрового формирования диаграммы направленности является распределение сигналов гетеродина (гетеродина), используемых для смесителей каждого канала. Когерентность гетеродина влияет на диаграммы направленности и фазовый шум системы.Кроме того, цифровые структуры формирования луча потребляют большое количество энергии из-за высоких требований к производительности процессора. ⁵

Гибридное формирование луча объединяет аспекты аналогового и цифрового формирования луча. В нем используются РЧ-цепи с цифровым управлением, которые дополнительно дополняются аналоговыми делителями и аналоговыми фазовращателями (см. , рис. 2c, ). Следовательно, требуется меньше РЧ-цепей, что снижает общее энергопотребление. Количество антенн, используемых при гибридном формировании диаграммы направленности, значительно превышает количество аналого-цифровых преобразователей, что приводит к меньшему количеству поддерживаемых потоков данных. Тем не менее, гибридное формирование диаграммы направленности представляет собой недорогую альтернативу цифровому формированию диаграммы направленности, поскольку она потребляет меньше энергии, при этом обеспечивая многопотоковую передачу. ⁵

На фиг. 2с представлена ​​блок-схема приемной стороны активного гибридного ESA. Он включает в себя решетку антенных элементов, разделенных на множество аналоговых подрешеток формирования луча, цифровой формирователь луча на выходах подрешетки и обратный путь управления к аналоговым фазовращателям. Это уменьшает размер цифрового формирователя луча на коэффициент, равный среднему количеству элементов в каждой подматрице.Он обеспечивает эффективное средство производства больших адаптивных антенных решеток с высоким коэффициентом усиления при относительно низких затратах. ⁶

Пассивное формирование луча

Пассивные формирователи луча на основе жидких кристаллов (LC) были разработаны для УТП Ku / Ka-диапазона. Этот тип матрицы работает по принципу фазовой задержки в плоских РЧ линиях передачи на ЖК-подложке. Применяя и контролируя смещение постоянного напряжения через слой ЖК, можно регулировать выравнивание молекул ЖК в подложке и изменять соответствующую диэлектрическую постоянную, чтобы ввести фазовую задержку в сигнал в линии передачи.

Без активных электронных усилителей пассивная матрица формирования диаграммы направленности имеет значительно меньшее энергопотребление постоянного тока, чем активная матрица, а также более простую архитектуру антенны. Однако размер панели пассивной антенны обычно больше из-за собственных потерь ЖК и других материалов печатной платы. Временной отклик молекул LC (порядка миллисекунд) может привести к медленному переключению луча решетки и вызвать временное прерывание радиолинии UT-спутник во время хэндовера в спутниковой системе LEO.Время молекулярного отклика также зависит от рабочей температуры, поэтому может потребоваться дополнительный нагреватель для поддержания производительности при работе в экстремальных условиях.

АНТЕННА ЖЕРТВ

Рисунок 3 Вид сверху верхнего диска, повернутого относительно нижнего диска в антенне VICTS. ⁸

Антенна VICTS — это тип пассивной плоской апертурной антенны, состоящей из нескольких уложенных друг на друга дисков, которые механически вращаются вокруг одной оси для сканирования луча по азимуту и ​​углу места. ⁷ Самая простая антенна VICTS использует два диска: верхний и нижний. Верхний диск имеет длинные параллельные прорези, через которые проходят электромагнитные волны. Эти щели являются излучающими элементами апертуры и известны как непрерывные поперечные выступы. Нижний диск содержит один или несколько линейных источников, излучающих электромагнитные волны. Пространство между верхним и нижним дисками действует как структура плоского волновода, переносящая электромагнитные волны, которые питают излучение.

Тестирование спутниковой антенны | Приложения

• Испытание спутников в компактном диапазоне

• Тестирование ближнего поля отражающей антенны двойной формы

• Испытание спутника с помощью плоской полярной системы / Предоставлено Киотским университетом и NICT

  Радиочастотные испытания летного оборудования создают проблемы, которые уникальны для космической отрасли, и антенны, в частности, часто являются деликатными и чувствительными к гравитации. Сведение к минимуму или даже предотвращение движения этих антенн во время тестирования очень желательно по двум причинам: во-первых, это сводит к минимуму риск для антенн. Во-вторых, антенны могут быть развернуты относительно фиксированного вектора силы тяжести. Даже если это не идеально, потенциальная деформация антенны в таких случаях может быть предсказана или нейтрализована, и антенны могут быть охарактеризованы в известном и стабильном состоянии. Планарные испытательные системы ближнего поля предлагают такое уникальное решение, поскольку испытательное оборудование может работать и обслуживаться практически в полной изоляции от тестируемого летного оборудования.XY-позиционеры NSI-MI могут быть сконструированы как вертикальные планарные системы ближнего поля или горизонтальные системы, где выбор осуществляется на основе удобства тестирования конкретного рассматриваемого оборудования.

  Помимо характеристики диаграммы направленности антенн бортового оборудования, существуют определенные параметры системного уровня, которые также необходимо оценить. Это плотность насыщающего потока (SFD), эквивалентная изотропная излучаемая мощность (EIRP), групповая задержка (GD) и температура усиления (GT). Традиционно эти измерения проводились в дальней зоне.Однако размер некоторых антенн с высоким коэффициентом усиления делает создание реальных диапазонов дальнего поля непрактичным, а компактные диапазоны — непомерно высокой стоимостью. В последние годы были разработаны методы, позволяющие определять эти параметры в планарных диапазонах ближнего поля, что является очень экономичным решением. Кроме того, эти диапазоны ближнего поля позволяют интегрировать высокоскоростные автоматизированные многопортовые антенны (или антенны с управляемым лучом) для тестирования, создавая высокоэффективную тестовую систему, способную собирать все тестовые данные за один прием в ближнем поле.

  Поскольку плоские системы ближнего поля не идеально подходят для антенн с меньшей направленностью, в качестве альтернативы можно рассматривать цилиндрические или сферические гентри или арочные системы ближнего поля NSI-MI. В таких случаях тестируемое оборудование устанавливается на полу, установленном на поворотной платформе, и даже если оборудование вращается, оборудование все равно испытывает гравитацию в фиксированном направлении. В таких случаях ускорение / замедление вращающейся ступени является единственным параметром, который необходимо тщательно контролировать во время тестирования, чтобы гарантировать стабильность испытательной платформы.

  Приложения, изображенные ниже, представляют собой примеры летного оборудования, протестированного на спутниковых испытательных системах NSI-MI, с гиперссылками на конкретный тип испытательной системы, используемой в каждом случае.

  Спутниковые антенны GPS IIR / IIR-M выпущены для использования во всем мире

  В партнерстве с Центром навигации береговой охраны США (NAVCEN), Космическими силами США и Lockheed Martin Space были выпущены диаграммы направленности спутниковых антенн GPS IIR / IIR-M для всего мира общественное использование.

  Кроме того, Институт навигации бесплатно предоставил общественности соответствующую статью в журнале ION, чтобы сопровождать диаграммы направленности антенн.

  Сейчас в NAVCEN доступны следующие файлы:

  Космический аппарат для пополнения запасов GPS Block II (IIR) начал улучшаться по сравнению с базовой конструкцией в 2003 году с запуском первого космического корабля Block IIR, оснащенного модернизированной антенной панелью. Это обращенная к Земле панель, обеспечивающая широковещательный сигнал GPS в L-диапазоне. Усовершенствованная антенная панель включает измененные элементы L-диапазона, установленные на обращенной к Земле конструкции КА таким же образом, как и оригинальная антенная панель.

  Объем наземной службы Земли — это околоземная область на высоте до 3000 км.(Схема: NAVCEN / Lockheed Martin)

  Навигация космического корабля

  Использование сигналов GPS для навигации космических аппаратов в целом увеличилось за последние несколько десятилетий. Навигация с использованием GPS-наблюдений для космических аппаратов на низкой околоземной орбите в настоящее время считается обычным делом.

  Однако ситуация совершенно иная для космических аппаратов, которые летают в объеме космической службы над группировкой GPS, включая спутники на средней околоземной орбите (MEO), геостационарной орбите (GEO) и на высокой околоземной орбите (HEO), а также в миссиях. на Луну и дальше.

  Для этих космических аппаратов прием сигналов боковых лепестков передающей антенны GPS необходим для повышения доступности и производительности бортовой навигации и синхронизации. В этом контексте важно знать полную диаграмму направленности антенны (главный лепесток и боковые лепестки) от передающих антенн каждого из спутников GPS.

  В этих опубликованных диаграммах направленности антенн и соответствующем цитировании ION описываются версии антенных панелей IIR и IIR-M, их схемы широковещательного сигнала, характеристики, наблюдаемые при заводских испытаниях, и их характеристики на орбите.

  Карта: NAVCEN / Lockheed Martin

  Карта: NAVCEN / Lockheed Martin

  Карта: NAVCEN / Lockheed Martin

  Эти шаблоны представляют текущие возможности космических аппаратов GPS IIR / IIR-M. Разработчики приемников должны консультироваться со спецификациями IS-GPS-200 для использования в конструкции приемника, а не основывать конструкцию на текущих характеристиках сигнала.