Guida passo per calcolare l'area di copertura e di guadagno dell'antenna satellitare

La comunicazione satellitare si basa su calcoli precisi per determinare l'area di guadagno e copertura dell'antenna. La comprensione di questi concetti aiuta a progettare collegamenti satellitari efficaci e garantire una resistenza ottimale del segnale.

Comprendere il Gain Antenna

Antenna misura come bene un'antenna dirige l'energia della radiofrequenza in una direzione specifica. Di solito è espresso in decibels (dBi).

Per calcolare il guadagno dell'antenna, è necessario che le dimensioni fisiche dell'antenna e la frequenza di funzionamento.

Gain (dBi) = 10 * log_10[](G)]

dove G è la direttività dell'antenna, calcolata come:

G = (4 * π * A) / λ^2[]]]

Qui, A è l'apertura effettiva dell'antenna, e λ è la lunghezza d'onda del segnale.

Calcolo area di copertura

L'area di copertura di un'antenna satellitare dipende dalla sua larghezza di trave e dalla distanza dall'area di destinazione. Il parametro principale è la larghezza di trave dell'antenna, che indica la larghezza angolare del lobo principale.

Il raggio di copertura approssimativo (R) sulla superficie terrestre può essere calcolato utilizzando:

R = h * tan(θ / 2)

dove h è l'altitudine del satellite, e θ è la larghezza di trave in gradi. L'area di copertura (A) è allora:

A = π * R[²]

Esempio pratico

Supponiamo che un satellite funzioni ad una frequenza di 12 GHz, con un diametro dell'antenna di 1 metro, orbitando a 35.786 km di altitudine.

λ = c / f = 3 x 10[^]8[ / 12 x 10^]9[ = 0,025 metri

Successivamente, determinare la direttività G:

A = (π * D[^]2]]]] / 4 = (π * 1^2[[]]]]] / 4 ≈ 0.785 m^2[]]]]]]]]]]]]

Poi, G = (4 * π * 0.785) / (0.025)[^2[] ≈ 1257.2

Guadagnare in dBi:

10 * log[_10[(1257.2) ≈ 31.99 dBi

Per la copertura, supponendo una larghezza di trave di 2 gradi:

R = 35786 km * abbronzatura(1°) ≈ 35786 km * 0.01745 ≈ 624 km

Area di copertura:

A = π * (624 km)[^2[]] ≈ 1.224.000 km[^2[[]]]