Uydu antenleri, modern uzay tabanlı iletişimin, yayın, navigasyon ve uzaktan algılama sistemlerinin linchpinidir.Bu elektromekanik cihazlar radyo-freze (RF) elektrik hatları ve elektromanyetik dalgalar arasında sinyalizasyon hatları ve elektromanyetik dalgalar serbest uzay yoluyla ortaya çıkıyor. Uydu anten türleri çeşitliliği, her anten tipinin geniş bir yelpazesini yansıtıyor - hızlı bir şekilde bir balkonlu uydu kanallık için, gerçek bir testte ve üç boyutlu ekranlı ekrandaki temel parametrelerin sabitlenmesini sağlar.

Temel Performans Parametreleri

Belirli anten türlerine dalmadan önce, anten performansını ölçen ölçümler anlamak önemlidir. Uydu antenleri için en kritik parametreler, doğrudan, kiriş genişliği, polarizasyon, dürtüsel bant genişliği ve radyasyon deseni.Dörtücüksel radyatöre göre ölçümler, antenin belirli bir yöndeki hassas bir şekilde RF enerjisini nasıl yoğunlaştırdığını açıklar.

Parabolik Dish Antenler

Parabolik yemeği antenleri, ayrıca yansıtıcı antenler olarak da adlandırılır, uydu iletişiminin iş kümeleridir. Yüksek kazancı ve dar kiriş genişliği onları geostationary uydularla mükemmel bir noktaya kadar yapar.Temel tasarım, yüksek çözünürlükte bulunan bir parabolik alanı ve ters yöndeki bir yüzey ve dalga dalga dalga dalga dalgalar ile karakterize eder.In practice, Ku14-dolu bir alana kadar yüksek bir dalgayı yansıtacak şekilde, yüksek çözünürlükte bir kirişle elde edebilir.

Prime-Focus ve Offset-Fed Designs

Parabolik yemekleri asal-focus veya dengeleme olarak yapılandırılabilir. Bir as-focus, besbelli, reflektifin merkezinde, strutların desteklediği bir özelliktir.Bu tasarım, bir paraoidin segmenti ve yemi azaltıcısı ile karakterize eder - bu yüzden yüksek seslenişe edilen 55 tane daha yüksek seslenişe kadar yüksek seslenişe edilen 55 adet yüksek seslenişe kadar yüksek seslenir.

Cassegrain ve Gregorian Yapıları

Teleports, derin uzay iletişiminde kullanılan çok büyük yemekler ve radyo astronomisi için, Cassegrain veya Gregorian gibi iki taraflı tasarım yaygındır. Bu düzenleme, birincil reflektörün odak noktasının yakınında yer alan ikincil bir yansıma (subreflector) kullanır.Bu düzenleme, yem elektroniklerinin uygun bir yerde konumlanmasını sağlar (örneğin, alt kapıda) diskotuyu kullanarak geri yüklemesini sağlar.

Parabo Dish Antenlerinin Uygulamaları

[FONT:0]Television Yayınlama: [DDTH) Doğrudan-to-home (DTH) uydu TV en tanıdık tüketici uygulamasıdır. Küçük dengeleme yemekleri (45-60 cm Ku bandında) Astra, Hot Bird veya DiTV gibi yüzlerce kanal alır.

[FONT:0]Broadband Internet ve VSAT: Çok Küçük Aperture Terminals (VSAT) iki yönlü işletme ve konut internet bağlantısı için yedi mil uzaklıktaki restoranlara 75 cm'den 2.4 metreye kadar yemek seçenekleri sunar. Ku-band VSAT ağları deniz, havacılık ve kırsal işletmelere hizmet eder; Ka-band sistemleri (20-30 GHz) Yağmurdan daha yüksek sunar.

[FONT=0) Deep-Space İletişim: [Dönetici: [Dönetici: 0 ve 70 m) Dünya yörüngesinin ötesinde uzay aracı ile iletişim kurabilecek ve krigenal olarak serinlenmiş düşük-noise yükselteçleri, mobil telefon sinyalinden milyarlarca kez daha zayıf olan sinyalleri resepsiyona izin veriyor.

[FONT:0] Radio Astronomi: [Dönemli: [Dönemli: 0,2] Büyük parabo Gözlemevi (305 m, sabit s global) ve Yeşil Banka Teleskopu (100 m, tamamen yönetilebilir) harita göksel radyo kaynakları.The Square Kilometer Dizisi (SKA) iki kıtada binlerce yemek anteni içerecektir.

Helical Antennas

Helical antenler, uydu veya zemin terminali değişiklikleri sırasında kutuplaşma yanlış bir yaradan oluşur, çünkü genellikle iki temel modda çalışır: normal mod (belirli kutuplu kutuplaşma için ünlüler) ve oksidasyon modu (genç eksenel eksenler boyunca kutuplaşma yanlışlığını azaltır).

Normal Mode Helix

Normal modda, helix boyutları, yüksek çözünürlükte küçük bir şekilde kullanılır (küresel olarak daha az görünür). Radyasyon modeli kısa bir dipol veya monopolye benziyor, lineer veya yakın kutuplaşma ile, normal mod helixes, el uydu telefonlarında kullanılır, GPS alıcıları ve küçük boyutun kritik olduğu düşük seviyeli IoT terminalleri.

Axial Mode Helix

Helix çevresi yaklaşık bir dalga boyun eğlendiricidir (C ⁇ ⁇ ) ve perde açısı 12 ila 15 derece arasındayken, anten normal modları boyunca çok daha geniş bir kiriş sunar (yaklaşık 1 kutuplama ile hızlanır).Gets ve telemetri bağlantıları için uygundur, özellikle de CubeSats ve küçük uydular için 10-15 dBi for axial-mode helixlar Dünya çapında çok daha geniş bant genişliği sunar.

Helical Antennas Uygulamaları

[FONT=0) Uzaylı Telemetri:[Dönetici:[Döneticileri dahil) Birçok küçük uydu ( popüler CubeSat form faktörü dahil) kolayca dağıtılabilir yel-mode helical antenler için, ergonomik ve VHF bandlarında iletişim için.

[FONT:0)Mobile Uydu Hizmetleri: [Döneticileri ve deniz uydu telefonları genellikle helical antenleri içerir.The dairesel kutupizasyon, kullanıcının tam olarak uyduya göre çalışmasını sağlamak için ihtiyacı ortadan kaldırır.

[FONT=0]Küresel Navigasyon Uydu Sistemleri (GNSS): ), Helical antenler GNSS kalibrasyonunda referans antenler olarak hizmet eder ve araştırma ve geodesy için yüksek hacimli antenler olarak. onların faz merkezi stabilitesi ve multipath reddedilmesi, alt-centimeter konumlandırma için değerlidir.

[FONT:0) Uzayda Radyo Frekans Tanımlama (RFID):[Dönetici: 1) Bazı deneysel görevler, mikrogravity'de envanter takip etmek için uzay aracı bileşenlerine bağlı pasif RFID etiketleri için helical antenleri kullanır.

Fazd Dizi Antenleri

Fazlı dizi antenler, birçok küçük radiating elementin bir dizisini oluşturur (tipik olarak yüz binlerce kişi) ki, mekanik hareket olmadan kompozit kirişi yönlendirmek için elektronik olarak ayarlanır.Bu elektronik kirişli direksiyon, neredeyse anlık kirişler ve daha yüksek performans ve güvenilirlik için her bir elementte -kapıdaki hızları takip etme yeteneği.

Pasif Elektronik Taramalı Diziler (PESA)

Bir PESA'da, tek yüksek güç verici / arıcılık, bazı eski radar sistemlerinde ve düşük hızda uydu izleme uygulamaları ile tüm elementleri beslemektedir. PESA, AESAs'den daha basit ve daha ucuz, ancak besleme ağındaki yüksek kayıplardan muzdariptir ve çok daha yüksek radar sistemlerinde ve düşük hızda kullanılan uydu izleme uygulamaları ile sınırlıdır.

Aktif Elektronik Olarak Taramalı Diziler (AESA)

Modern aşamalı diziler neredeyse her zaman AESA, her elementin (veya küçük element grubu) kendi güç yükseltici, düşük çözünürlükli yükseltici, faz kayması ve sık sık sık sık sık sık sık sık sık ağ kayıplarının ortadan kaldırılması, gürültünün geliştirilmesi ve lütuf verici bir bozulmanın gerçekleşmesine izin veriyor - birkaç modül başarısız olursa, dizi farklı kazanç veya yanlobe de bozulma ile çalışmaya devam ediyor. AESAs, farklı dağıtımları kullanarak birden çok eşanlı kirişler oluşturabilir.

Dijital Kirlenme

Dijital dönüşüm, fazlı bir dizi evrimdeki bir sonraki adımdır. Bir dijital dizide, her element sinyali dijital verilere dönüştürülür ve yazılımda işlenir.Bu, uyarlanabilir kirişler, hareketliliği bastırma ve herhangi bir rastgele kiriş şekli yaratma yeteneğidir. Düz ekranlı uydu antenleri Kymeta ve Gilat gibi şirketlerden dijital kirişler sunmak için dijital kirişler kullanır, LEO ve GEO uydu takımyıldızlar için hafif terminalleri sağlar.

Fazd Dizi Antenlerinin Uygulamaları

[FONT:0)LEO Uydu Konsülleri:[Döneticileri: [Döneticileri: [Döneticileri] Yıldızlink kullanıcısı terminali, gökyüzünde hızla hareket eden Starlink uydularını takip etmek için yaklaşık 1.000 elementle bir aşamalı dizi anten kullanıyor.

[FONT:0)Military and Defense: AESA radarları modern dövüş uçakları (F-35, F-22, Gripen E) Yer bazlı diziler balistik füzeler ve uydular; ABD Uzay Kuvvetleri Uzay Telgraf radarı LEO'da uzayı tespit etmek ve izlemek için standarttır.

[FONT=0)Satellite Takip, Telemetri ve Komut (TT&C): ), LEO uyduları için yer alan Ground istasyonları, uydular arasındaki hızlı el ele geçirmek için daha fazla sayıda standart setleri kullanıyor.

[FONT:0)5G ve non-Terrest Networks:[Dönetici: 0:1] Tümleşik uydu-5G ağları, her iki uydu ödemeli uydu yüklerinde ve kullanıcı terminallerini sorunsuz bir şekilde sağlamak için kullanarak aşamalı dizi geliştirmeyi içerir.

Özelleştirilmiş Anten Tipi

Üç büyük aile ötesinde, diğer birçok anten tasarımı niş ama uydu sistemlerinde kritik rollere hizmet eder.

Horn Antenler

Horn antenler, orta derece kazanç sağlayan dalga kılavuzları alevliyor (10-25 dBi) ve düzgün radyasyon kalıpları için kullanılıyor.Onlar parabolu yemekler için, ölçüm standartları ve milimetre dalga bandında uydu izleme için birincil antenler olarak kullanılır (örneğin, Q/V grubu 40-50 GHz).

Patch (Mikrostrip) Antenler

Patch antenler bir zemin uçaktaki bir dielektrik substratı üzerinde metal bir yamadan oluşur. Düşük profilli, hafif ve kumaşlı, onları uçaktaki uydu terminali antenleri için popüler hale getirmek, drone ve el cihazları. tek bir yama düşük kazanç sağlar (tipik olarak 5–7 dBi), ancak yamalar dizisi daha yüksek kazanç ve elektronik direksiyon elde edebilir.

Yanarrays

Yanarraylar, belirli bir faz değişikliği ile olayı yansıtacak şekilde bir dizi baskı elemanından oluşur ve küçük uydular için kullanılabilir bir dizi baskı elementinden oluşur.Her bir element, olayı belirli bir faz değişikliği ile yansıtacak şekilde tasarlanmıştır, odaklanmalı bir kirişler yaratır.

Seçim Kriterleri: Uygulamalı Anten Türü Uygulamalı

Doğru uydu anten tipini seçmek, teknik performansı, çevresel sağlamlığı, maliyet ve fiziksel kısıtlamalar gerektirir. Aşağıdaki çerçeve karar sürecini yönlendirir.

  • [FONTD:0]Frequency Band: [DDDD: 8] Alt frekanslar (L-band 1-2 GHz, S-band 2-4 GHz) yağmur ve küçük yamalar gibi daha basit anten tasarımları izin vermek, ancak yüksek kazanç için daha büyük reflektörler gerektirir.
  • [FONT:0)Gain ve Beam genişlik Gereksinimler: Yüksek kazanç ( > 30 dBi) genellikle paraboluk bir yemeği diker, özellikle GEO bağlantıları için.Leo takımyıldızlar için, orta derece ile bir dizi kazanır (20-30 dBi) daha kısa yol uzunluğu ve hızlı bir şekilde kiriş yönlendirme ihtiyacı.
  • [FONT:0)Mobilite ve Puanlama:[Dönetici: 1) terminal sabit ise mekanik olarak yönlendirilmiş bir yemek maliyetine uygun. Mobil platformlar için (vehüler, hava, deniz), elektronik olarak yönlendirilmiş bir dizi veya düşük profilli helical anten daha iyidir.
  • [[Dönetici:0)Polarizasyon:[Dönetici kutupizasyon, tahmin edilemez olan mobil ve uzay uygulamaları için tercih edilir. Linear kutupizasyon genellikle sabit nokta bağlantıları için dikkatli bir uyum ile kullanılır.
  • [FONT:0)Environmental Koşullar: tropikal bölgelerdeki antenler yüksek nem, rüzgar yüklerine ve yıldırıma dayanmalıdır.
  • [[DÜŞÜNCÜ:0)Cost ve Kompleksi: [Dil antenler tüketici televizyonu için emsal donanımdır, küçük birimler için on dolar maliyeti vardır. Fazlı diziler karmaşık ve pahalı, ancak toplu üretim ve Moore'un yasası düşük maliyetlidir; Starlink'in kullanıcı terminali ortadaki üretime yaklaşık 600 dolar mal olur. Helical antenler ortada oturmak için 600 dolar.

Bazı gelişmeler bir sonraki uydu antenlerini şekillendiriyor. En önemli şey, fazlı dizilere doğru hareket ediyor:0)Software-flat Panel, elektronik olarak yönlendirilebilir antenler), kutuplama, sıvı kristaller veya faz-değişim malzemeleri ile ilgili olarak, bu antenler, çok fazla emisyon uydular ve çok yönlü terminaller sağlayacaktır.

[FONTcal ve terahertz iletişim, antenleri ücretsiz uzay lazer terminallerine doğru itecektir, ancak RF antenleri yayın ve navigasyon için baskın kalacaktır.

Son olarak, UltraT:0) Uydu sistemleri[Döneticileri) dağıtıldı, CubeSat swarms gibi dünyayı yörüngeden bağlamaya devam edecek olan bu eğilimler, bağımsız formlar ve dağıtılmış algılama sağlar.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Uydu antenleri henüz dinamik bir alan, parabolu yemekler ile, helicals ve fazlı diziler her biri iletişim ekosisteminde farklı nişleri işgal ediyor. Parabolu reflektörler GEO bağlantıları ve derin uzay görevleri için eşsiz bir kazanç sunuyor. Helicals, mobil ve uzay uygulamaları için basit, düşük geri dönüş dairesel döngüler sağlar. Fazlı diziler LEO takımlarında, savunma sistemleri ve sonraki nesil bağlantılarda çok sayıda uydurabilir.

[FONT=0]Dönemli bağlantılar: [Dönemli: [Dönemli: 1)

  • [0]NASA Deep Space Network overview[Dönetici:0]
  • [0]Starlink fazd dizi teknolojisi).
  • [FONT:0)Keysight: Anten Ölçüm Temelleri (PDF)).
  • [0]ESA: Future uydu anten teknolojileri).
  • [FONT:0)IEEE: Uydu İletişim için Fazd Dizi Antenleri (gerçek erişim)).