Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2021

76 низкоорбитальной системы широко- полосного доступа типа LEO-HTS, критически зависит от наличия де- шевой и эффективной для примене- ния на массовом рынке антенной ре- шетки абонентского терминала. Система Starlink является подтвер- ждением на практике того, что соз- дание подобной низкоорбитальной системы широкополосного доступа типа LEO-HTS следует начинать только тогда, когда есть достоверное практическое решение реализации дешевой и эффективной антенной решетки абонентского терминала. Пока готовился материал этой статьи, очередное громкое заявление о пер- спективе создания дешевой антенной решетки прозвучало от компании Amazon применительно к проекту многоспутниковой системы ШПД Kuiper в Ka-диапазоне [https://space- news.com/amazon-unveils-flat-panel- customer-terminal-for-kuiper-constella- tion/]. Работы в направлении поиска приемлемых решений физической реализации многослойных излучате- лей в интегральном исполнении ве- дутся и для реализации антенных ре- шеток в Ka-диапазоне [9]. Л итература: 1. Анпилогов В., Шишлов А., Эйдус А. Анализ систем LEO-HTS и реализуемости фазированных ан- тенных решеток для абонентских терминалов // Технологии и сред- ства связи. 2015. № 6–2 (111). С. 14—26. 2. Анпилогов В. Обзор до- кладов и обсуждений на круглом столе V международной конфе- ренции “ИНЖИНИРИНГ&ТЕ- ЛЕКОММУНИКАЦИИ – EN&T 2018”// Технологии и средства связи. 2019. № S1. С. 32–38. 3. Анпилогов В., Денисенко В., Зимин И., Кривошеев Ю., Чекуш- кин Ю., Шишлов А. Проблемы соз- дания антенн с электрическим ска- нированием луча для абонентских терминалов спутниковых систем связи в Ku и Ka-диапазонах // Первая миля. 2019. № 3 (80). С. 16–27. 4. Анпилогов В.Р., Афонин А.А. Затухание в спутниковых каналах Кu- и Ка-диапазонов // Техноло- гии и средства связи. Специальный выпуск “Спутниковая связь и ве- щание – 2010”. 2009. № 6–2. С. 83–85. 5. Анпилогов В.Р., Афонин А.А. Методика вероятностной оценки пропускной способности многолучевой спутниковой сети массового обслуживания // Электросвязь. 2011. № 7. С. 45–47. 6. M. Kahrizi et al. HALF DUPLEX MODE DIGITAL BEAMFORMING DEVICE, Pub. No.: US 2020/0388916 Al, Pub. Date: Dec. 10, 2020. 7. Radiation Hazard Analysis, Fixed Customer Premises Earth Station Terminal (Space X 1616679). 8. Haeng Sook Noh, Jae Seung Yun, Jong Myen Kim, Soon-Ik Jeon Microstrip patch array an- tenna with high gain and wideband for Tx/Rx dual operation at Ku- band , Conference: Antennas and Propagation Society International Symposium, 2004.IEEE , Volume: 3, July 2004. 9. R.A. Kolesnikov Y.B. Korchemkin M.S. Uhm S.H. Yun Circularly Po- larized Multilayer Printed Radiator for Wide-Angle Scanning Ka-band Phased Array, 2020 International Conference on Engineering and Telecommunication (EnT). l Усиление антенны в максимуме, разы G = K/( θ α θ β ) θ α и θ β ширины ДН в ортогональных плоскостях (град.); К-коэффициент примерно 30 000 Усиление антенны в максимуме, разы G = 4 π S/ λ 2 S = S г * η эффективная площадь, S г – геометрическая площадь апертуры; η – коэффициент использования поверхности; S – геометрическая площадь поверхности Ширина ДН-антенны, град. Θ α = k λ /L α Θ β = k λ /L β K = 51 град. для равномерного распределения амплитуды прямоугольной апертуры для распределения, спадающего минус 10 дБ к краю k ≈ 65 град.; L α и L β – размер апертуры в ортогональных плоскостях Требуемый угол сканирования луча относительно осевого направления, град. Θ ск = 162[(R з +H)/H] N -0,5 Максимальное значение угла сканирования из условия работы в любой географической точке зоны обслуживания на Земле (R з. =.6371 км); H – высота орбиты, N – число спутников Минимальное число управляемых элементов антенной решетки в зависимости от угла сканирования * [1] M ≥ (2 Θ ск α 2 Θ ск β )/ ( Θ α Θ β ) 2 Θ ск α и 2 Θ ск β углы сканирования в ортогональных плоскостях при условии 2 Θ ск α 2 Θ ск β >> Θ α Θ β Минимальное число управляемых элементов антенной решетки при одинаковом сканировании в ортогональных плоскостях** М ≥ 4 π / ( Θ α Θ β ) SIN 2 ( Θ ск /2) Для симметричного сканирования Θ ск α = Θ ск β Минимальное число управляемых элементов антенной решетки в зависимости от числа спутников [3] М ≥ 2 [(R з +H)/H] 2 D/N D – коэффициент направленного действия антенны Коэффициент направленно действия антенны, разы D= G/ η a η a – аппретурный коэффициент использования поверхности (не учитывает тепловые потери и потери на отражение η a ≥ η ) Расстояние между центрами излучателей решетки d/ λ ≤ 1,156/(1+sin θ ск ) Условие отсутствия побочных максимумов излучения в секторе сканирования для гексагональной сетки * Вендик О.Г. Парнес М.Д. Антенны с электрическим сканированием: под редакцией Л.Д. Бахраха. 2001. С. 106. ** Вендик О.Г. Антенны с немеханическим движением луча. М., “Советское радио”, 1965 (с учетом преобразования, выполненного Шишловым А.В.). С оотношения для анализа антенн и антенных решеток Таблица 5