Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2023

ных каналов изменяется при движе- нии КА, и за счет этого уровень сиг- нала, принимаемого антенной КА, не изменяется. При этом уровень сигнала на входе приемника КА не превосходит максимально допусти- мый или требуемый предел. Оче- видно, что выключение каналов пе- редающей АФАР АТ приводит к уменьшению ее энергопотребления и, соответственно, тепловыделения. Вычислим плотность потока мощно- сти (ППМ) электромагнитного поля П АТ ( β ), создаваемого АФАР АТ вблизи приемной антенны КА, кото- рая определяется соотношением: , (4) где P АТ – мощность, излучаемая АФАР АТ (в полосе частот пере- дающего канала), G АТ ( β ) – коэф- фициент усиления (КУ) АФАР АТ в направлении КА, R( β ) – текущее расстояние от АТ до КА (наклонная дальность). Полагая, что для каждого текущего направления β включается необхо- димое число N Т ( β ) каналов пере- дающей АФАР АТ, перепишем (4) в виде: , (5) где р – мощность одного канала (излучателя) АФАР АТ (предпола- гается, что все каналы одинаковые), g( β ) – КУ излучателя канала АФАР АТ в направлении КА. Как уже отмечалось, нет необходи- мости поддерживать максимальное значение ЭИИМ АТ в интервале времени T m . Можно переключать число каналов АФАР АТ по мере увеличения/уменьшения угла места луча β и, соответственно, изменения наклонной дальности R. Потребуем, чтобы мощность приня- того сигнала антенной КА была по- стоянна во всех точках орбиты и равна P RKA , тогда из (3), (5) полу- чим следующее соотношение для ко- личества включенных каналов пере- дающей АФАР АТ: .(6) Предположим, что максимум ДН излучателя АФАР АТ совпадает с нормалью к апертуре АФАР АТ и направлен в зенит. Коэффициент усиления излучателя по нормали к апертуре равен g 0 . Эффективная площадь антенны КА в направлении АТ, когда АТ находится в надире КА, равна S 0 , тогда количество включенных каналов АФАР АТ при направлении луча в зенит состав- ляет: . (7) Из (6) и (7) получим отношение числа включенных каналов пере- дающей АФАР АТ для произволь- ного угла места видимости КА и в зените: . (8) Предположим, что на краю сектора сканирования АФАР АТ β m ве- личины принимают значения, соот- ветственно, R( β m ) = R 1 g( β m ) = g 1 , S( α m ) = S 1 , тогда диапазон вклю- ченных каналов N 1T /N 0Т АФАР АТ в секторе сканирования составляет: . (9) Примем, что ДН отдельного излуча- теля АФАР аппроксимируется функцией cos ν θ ≡ cos ν (90° – β ). ДН при ν = 1 показана на рис. 4. Тогда соотношение (8) с учетом времени видимости КА выглядит следующим образом: (10) где R определяется формулой (1). На рис. 5 приведены графики для оценки отношения N T /N 0T в зави- симости от угла места луча АФАР АТ в соответствии с (10). Из (10) и рис. 5 видно, что при дви- жении КА в секторе (90° – ·β ) > 60° (необходимый сектор сканирования АФАР АТ составляет | θ | < ±30°), число включенных излучателей ме- няется менее чем на 40%, а при дви- жении в секторе (90° – ·β ) > 30° (сектор сканирования АФАР АТ | θ |< ±60°) число включенных из- лучателей должно изменяться более чем на 300%. В ыключение (включение) каналов приемной АФАР АТ Как и передающая АФАР АТ, при- емная АФАР АТ в области зенит- ных углов может иметь минимально необходимое количество включен- ных каналов, а при минимальных углах места ориентации луча коли- 29 2023 СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ И ВЕЩАНИЕ С ечение ДН излучателя АФАР в угломестной плоскости (в секторе углов ±60 ° ) Рис. 4