Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2024

простых геометрических соотноше- ний, а именно следует определить площадь поверхности сферы, ра- диус которой равен высоте орбиты от центра Земли, и разделить ее на площадь основания конуса луча, угол которого при вершине равен ширине ДН антенны АТ. Это значение, увеличенное на плот- ность упаковки в гексагональной сетке (примерно 1/0,74), и даст нулевое приближение требуемого числа спутников в составе ОГ. Причем предполагается, что АТ может быть расположен в любой географической точке. Примени- тельно к полярным орбитам ре- зультат показан на рис. 1 и 2. Если принять типовую ширину ДН (3,50) для антенны абонентского терминала, то получим абсурдное число спутников, не менее 400 000, то есть в 10 раз больше запланиро- ванного количества в Starlink или OneWeb (Phase 2). Можно ограничить угол сканирова- ния луча АТ, тогда спутников нужно будет существенно меньше (рис. 2). При ограничении сектора сканирова- ния +/-5 град уже потребуется при- мерно 40 000 спутников. Р езультаты имитационного моделирования Имитационное моделирование на основе программного комплекса “Альбатрос” позволяет решать многие аналитические задачи, в том числе обеспечить оценку по- требного числа спутников в ОГ, при котором АТ не придется вы- полнять процедуру поиска и со- провождения, так как в любой мо- мент времени в диаграмме направ- ленности луча его неподвижной антенны будет находиться хотя бы один спутник. Или можно при- нять заданный угол сканирования луча антенны АТ и решить ту же задачу. Для упрощения примем, что элек- трическая ось антенны АТ всегда направлена в зенит. Для этого слу- чая можно показать (см. рис. 3), что спутник будет находиться в луче ан- тенны, если угол места на него из точки положения АТ составит не менее 90 град- Θ /2, где Θ – ширина диаграммы направленности АТ по уровню половинной мощности (град). О дноэшелонная полярная орбитальная группировка Если космический сегмент представ- лен одноэшелонной орбитальной группировкой и предполагается гло- бальное обслуживание, то это озна- чает, что: l используются полярные орбиты; l расстановка плоскостей орбит осу- ществляется на дуге 180 град. Наиболее проблемный участок – это экваториальная зона, поскольку для его непрерывного обслужива- ния, например, при использовании антенны АТ с шириной луча 6 град 79 2024 СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ И ВЕЩАНИЕ Т ребуемое число КА в составе орбитальной группировки для исключения необходимости сканирования лучом антенны АТ Рис. 1 Ширина луча АТ, град Диаметр зоны обслуживания КА, км Число плоскостей для обслуживания экваториальной зоны Число плоскостей для формирования сотовой структуры Число КА в одной плоскости Число КА в ОГ 6 48,6 825 1650 412 679 800 5 40,5 990 1980 495 980 100 4 32,4 1237 2474 818 2 023 732 3 24,3 1649 3298 824 2 717 552 2 16,2 2474 4948 1237 6 120 676 1 8,1 4947 9894 2473 24 467 862 Таблица 1 К оличество КА в составе полярной ОГ (высота орбиты 500 км) для исключения необходимости сканирования лучом антенны АТ