Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2021

75 2021 СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ И ВЕЩАНИЕ метры могут быть обеспечены сразу в двух полосах частот 10,7–12,7 и 14–14,5 ГГц. Кроме того, если совме- стить в одном излучателе прием и пе- редачу, то невозможно обеспечить за- щиту приемного канала от передаю- щего канала (от собственного сигнала и внеполосного излучения). Один из примеров реализации подрешетки из восьми излучателей, в которой ис- пользуются двухслойные излучатели с ортогональной линейной поляриза- цией на прием и передачу, представ- лен в [8]. Но достигаемые рабочие полосы 11,7–12,75/14–14,5 ГГц, что существенно для полосы частот по приему, требуемой для Starlink, а развязка между входами – в преде- лах 25—30 дБ, что недостаточно для защиты приемного канала. Вероятно, cохранить хоть какие-то излучающие способности подобного приемопере- дающего излучателя в полосах частот 10,7—12,7/14–14,5 ГГц можно, но параметры будут очень плохими. В патенте SpaceX [6] предлагается использовать приемо-передающие из- лучатели, но указан режим с времен- ным разделением приема и передачи (TDD). Получается, что в момент передачи приемный канал отклю- чен. Это обеспечивает защиту при- емника от передатчика, но снижа- ется эквивалентная скорость ка- нала приема, которая становится заложником времени работы на пе- редачу абонентского терминала (в табл. 2 отмечено, что циклич- ность не более 11%). Соответствует ли реальная реализация антенной решетки и абонентского терминала Starlink этому патенту, прямого подтверждения нет. Как можно предположить из ана- лиза рис. 8, излучатели располо- жены в узлах гексагональной сетки. Геометрическая площадь апертуры антенны 1808 кв. см (геометриче- ская площадь эквивалентной ан- тенны с диаметром 48 см). Этот па- раметр может быть исходным. Для анализа вариантов реализации сканирующей решетки целесообразно использовать соотношения, извест- ные в антенной технике. Критерием оценки корректности вариантов яв- ляется то, что все соотношения должны выполняться и параметры не должны быть противоречивыми при вычислениях на основе разных соот- ношений, представленных в табл. 5. Используя примерные значения рас- положения излучателей (рис. 7) и данные табл. 5, заинтересованный чи- татель может самостоятельно выпол- нить такой анализ, в том числе и оце- нить возможность построения антен- ной решетки на основе раздельного применения приемных и передающих излучателей, которые чередуются друг с другом. Такой вариант также косвенно упоминается в [6]. Анализ вариантов возможных реализаций за- служивает дополнительного исследо- вания. Но в любом случае остается проблема защиты приемных каналов от передающих каналов в антенной решетке и обеспечение приемлемого значения кросс-поляризации в сек- торе сканирования луча для столь широких рабочих полос частот. З аключение Технические параметры антенной решетки и абонентского терминала Starlink, представленные в табл. 2, являются результатом анализа офи- циальных документов. Публикаций в научно-технических изданиях, по- священных анализу решений, при- нятых при реализации антенной ре- шетки и абонентского терминала Starlink, авторы не обнаружили. Единственным дополнительным ис- точником технической информации могут служить патенты компании SpaceX, среди которых особенно интересен патент [6]. Совокупность этой информации позволяет сделать вывод о том, что проблему создания дешевой антен- ной решетки и абонентского терми- нала, хотя бы сравнимого по стои- мости с терминалом типа VSAT, компания SpaceX решить не смогла. Причем себестоимость абонентского терминала в разы выше его продаж- ной цены. Не увенчалась успехом и попытка совместить в антенной решетке режим передачи и приема. На ос- нове данных патента [6] и аттеста- ции абонентского терминала [7] можно предположить, что разработ- чики системы были вынуждены пойти на неадекватное техническое решение (например, применить режим TDD совместно с режимом FDD), которое существенно сни- жает тактико-технические характе- ристики системы ШПД в целом. Следует особо отметить парадоксаль- ное решение: недостаточно широкий угол сканирования (+/-19 град.) антенной решетки абонентского тер- минала компенсируется в системе Starlink созданием многотысячной группировки и ограничением зон обслуживания абонентов. Отягчающим фактором для дости- жения коммерческой эффективно- сти системы Starlink является не- обходимость раз в 4–5 лет обнов- лять спутниковую группировку (срок службы спутника пять лет, в соответствии с данными заявки FCC). При этом ценовые параметры сервиса, возможно приемлемые для абонента в США, уникальны и практически не встречаются в дру- гих странах мира. В последующем целесообразно более подробно выполнить анализ физической реализации антенной решетки, в том числе с учетом бал- листического моделирования орби- тальной группировки Starlink. Но уже достаточно оснований для вы- вода, что рентабельность и коммер- ческий успех системы Starlink на рынке В2С, как и любой другой Р асположение пассивных директоров двухслойных излучателей в антенной решетке Starlink Рис. 8