Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2026

84 каждой линии связи будет сни- жаться, а средняя задержка пере- дачи информации возрастет. Зави- симости пропускной способности линий связи от числа лучей пред- ставлены для этих двух случаев на рис. 4. Представленные выше результаты на рис. 2–4 не учитывают снижение пропускной способности на линии “вниз” из-за межлучевых помех, ко- торые могут появиться, когда раз- ные лучи обслуживают соседние ячейки. Если, например, ячейки от- стоят на расстояние диаметра зоны, то величина этой помехи составит примерно –13 дБ (при учете влия- ния первого бокового лепестка от соседнего луча). Но влияние этих помех существенно ослабляется путем планирования циклов обхода разными ДСЛ зоны обслуживания, не допуская экспонирования двумя и более ДСЛ соседних ячеек в кон- кретном цикле сканирования. Кардинальным шагом увеличения пропускной способности является снижение высоты орбиты СР. В частности, это предусмотрено в будущей версии НССС Starlink – снижение орбит с 500–550 км до 300–350 км. Пропускная способ- ность каналов связи “вниз” опреде- ляется как [18]: , , где: h 2 n – пороговое отношение “сиг- нал/шум”, k – постоянная Боль- цмана, T = T a + T r – эквивалентная шумовая температура приемной си- стемы, T а – суммарные потери в ан- тенне и шума (фона) неба, T r = T 0 (F sys -1) – шумовая температура приемника, T 0 = 290 K, F sys = 10 NF – 10 – коэффициент шума приемника; L – потери энергии в линии связи “вниз”. При принятых исходных данных пропускная способность линии связи “вниз” в зависимости от вы- соты орбиты СР представлена на рис. 5. Поскольку СР имеет существенные ограничения по габаритным харак- теристикам конструкции АФАР, важно оценить зависимость разме- ров PAA, ширины диаграммы на- правленности одного ДСЛ Ѳ и значения угла сканирования – β от числа лучей. Эту оценку можно по- лучить, используя известные ре- зультаты [21, 22]. Как показано в этих работах, диа- грамма направленности АФАР зави- сит от диаграммы направленности одного излучателя F 1 ( φ ) и множи- теля решетки F 2 ( φ ) и определяется как [21]: F( φ ) = F 1 ( φ ) F 2 ( φ ). Рассмотрим для примера квадрат- ную конструкцию антенной ре- шетки, у которой диаграмма направ- ленности в обеих плоскостях совпа- дает. Для упрощения рассмотрим зависимость только от ширины диа- граммы направленности Ѳ . Будем также считать, что ДН полностью определяется множителем F 2 ( φ ). Ширина основного лепестка функ- ции F 2 ( φ ) определяется как [22]: Ѳ  = 49 λ / Dcos( β ) (в градусах), где λ – длина волны, D – линейный размер АФАР. D можно выразить через n – общее число излучателей и d – расстояние между фазовыми центрами излучателей (шаг ре- шетки), которое выбирается меньше λ во избежание появления побоч- ных максимумов излучения. Рассмотрим несколько частотных диапазонов на линии связи “вниз”. Если линия связи “СР – абонент” функционирует в Kа-диапазоне на частоте f = 18 ГГц, то ограничимся габаритами АФАР размерами 1 х 1 м, значение сектора сканирования при- мем β от -50 ° до 50 ° , а ширину диа- граммы направленности ДСЛ при- мем Ѳ = 5 ° . Поскольку расстояние между элементами составляет 0,95, линейная длина решетки составит D = 0,2692 м. В этом случае воз- можно получить на АФАР с девя- тью ДСЛ, разделив антенну на де- вять секторов (три ряда по три сег- мента). Количество излучателей в каждом сегменте при этом составит 18 х 18. При загрузке, например, ρ = 0,7 при указанных ранее усло- виях среднее время передачи со- общений при использовании дина- мического алгоритма сканирования ДСЛ составит 286 мс (рис. 2). Если линия связи функционирует в Кu-диапазоне на частоте f = 12 ГГц, то линейный размер АФАР состав- ляет 0,4 м. В этом случае становится возможным сформировать четыре независимых луча и обеспечить сред- нюю задержку в 305 мс (рис. 2). При построении низкоорбитальных систем спутниковой связи для сни- жения стоимости бортовых и або- нентских АФАР выгоднее увели- чить количество спутников в орби- тальной группировке, снизив при этом размеры зоны обслуживания каждого СР (зону сканирования ДСЛ) β в пределах ±20°. В этом случае размеры АФАР для частот 18 ГГц и 12 ГГц будут 0,174 м и 0,26 м соответственно. Для указан- ных данных возможна реализация на СР 25 и 9 ДСЛ соответственно. Необходимо отметить, что здесь приведена только оценка числа ДСЛ, которая в общем случае не- сколько изменится при учете влия- ния дифракционных максимумов. Оценим необходимую площадь АФАР для обеспечения информа- ционного обмена между СР и обыч- ным абонентским смартфоном. З ависимость пропускной способности от высоты орбиты СР Рис. 5