Satelliittien kattavuus jalanjälki viittaa Maan pinnalla olevaan alueeseen, jonka kanssa satelliitti voi tehokkaasti palvella tai kommunikoida. Tarkka arvio tästä jalanjäljestä on välttämätön satelliittien missiosuunnittelun, kattavuusanalyysin ja viestintäjärjestelmän suunnittelun kannalta. Tässä artikkelissa käsitellään menetelmiä, joilla arvioidaan satelliittien kattavuusjalanjälkeä käyttäen kiertoratamekaniikan ja antennien tuottomalleja.

Orbitaalin mekaniikan ymmärtäminen

Orbital mekaniikka liittyy opiskelu liike satelliitit ympäri Maata. Keskeisiä parametreja ovat satelliitin korkeus, kaltevuus, ja kiertorata-aika. Nämä tekijät vaikuttavat maanrataan ja alueen satelliitti tahansa. Korkeampi kiertoradat yleensä johtaa suurempi kattavuus jalanjälkiä, mutta voi tuoda latenssi kysymyksiä.

Satelliitin sijaintia ja kiertorataa koskevia parametreja käytetään maan pinnan pinnan sijainnin määrittämiseen suoraan satelliittien alla. Tästä kohdasta kattavuusalue voidaan laskea satelliittien näkökentän ja antenniominaisuuksien perusteella.

Antenna Gain ja Beam-kuvio

Antennivoitto kuvaa, kuinka tehokkaasti antenni ohjaa radiotaajuusenergiaa tiettyyn suuntaan. Saapumiskuvio tai sädekuvio osoittaa, miten signaalin voimakkuus vaihtelee eri kulmissa. Erittäin suuntaantennissa on kapea säde, mikä johtaa pienempään peittojalanjälkeen, kun taas monisuuntainen antenni kattaa suuremman alueen.

Kattavuusjalanjäljen arvioimiseksi antennin sädeleveyden avulla määritetään suurin kulma siitä porauksesta, jossa signaali pysyy tehokkaana. Yhdistämällä tämä satelliittien sijaintiin voidaan laskea maan peittoalue.

Kattavuusjalanjäljen laskeminen

Prosessissa lasketaan suurin vinoväli satelliittien ja maan pintaan antennin säteen leveyden sisällä. Tämä alue määrittää säde kattavuusalueen maassa. Laskelmassa tarkastellaan satelliitin korkeus, säteen leveyden kulma ja Maan säde.

Arvioitaessa maan peittosädettä (R) voidaan käyttää seuraavaa kaavaa:

R ... h × tan(θ)[

jossa h on satelliitin korkeus ja θ[ on antennin puolipalkin leveyden kulma. Tämä tarjoaa yksinkertaistetun arvion jalanjäljen koosta, jota voidaan tarkentaa yksityiskohtaisemmilla malleilla ottaen huomioon maan kaarevuus ja ilmakehän vaikutukset.