¿Cuántas antenas de comunicación necesita un satélite si pertenece a una constelación?

Supongo (pero puedo estar equivocado) que en una constelación de satélites de comunicación como la que spaceX planea poner en servicio:

  • cada enlace dúplex completo requiere una antena dedicada
  • cada satélite se comunica con un subconjunto de los otros satélites en la constelación (algunos, si no todos, los satélites que están en la línea de visión)
  • un subconjunto de satélites se comunican directamente con el segmento terrestre
  • una antena activa requiere una cantidad sustancial de energía para funcionar
  • puede haber algunas antenas de repuesto en un satélite

Dadas todas esas suposiciones, me pregunto cuántas antenas por satélite se requieren para que la constelación pueda funcionar como se espera.

No estoy seguro de que sus suposiciones sean todas correctas. No necesitará una antena dedicada por enlace, y su opinión de "sustancial" puede no ser correcta: pueden ejecutar antenas de muy baja potencia.
@RoryAlsop ahora me pregunto cómo la potencia que necesita una antena afecta su ancho de banda utilizable (la constelación spaceX está hecha de satélites de comunicación).
Es posible que desee leer google.co.uk/…

Respuestas (1)

Estamos viviendo en el siglo XXI ahora. Una matriz en fase puede soportar una gran cantidad de haces, cada uno apuntando en una dirección diferente, cada uno moviéndose a una velocidad diferente. Toda la dirección se puede hacer electrónicamente.

Entonces no, no necesita una antena para cada enlace. Solo unas pocas matrices en fase fijadas en naves espaciales es todo lo que se necesita.

Aquí hay un dibujo de un satélite Iridium Next . Los satélites SpaceX se verán muy diferentes, pero a los efectos de su pregunta, el Iridium Next es un buen ejemplo.

La matriz hexagonal grande (naranja) en su parte inferior es la banda L (1-2 GHz, 30-15 cm) es una antena de matriz en fase de transmisión/recepción de 48 haces para comunicarse con múltiples "clientes" terrestres. Cada haz se "genera" en la electrónica de procesamiento de señales, y se enviaría una fase diferente y posiblemente (probablemente) una amplitud a cada una de las subunidades con la matriz.

Cuanto mayor sea la frecuencia, más pequeña puede ser la matriz y aun así producir haces estrechos y orientables.

Esta excelente y detallada respuesta sobre la matriz en fase de GAIA describe la situación en la que la nave espacial gira alrededor de su eje pero necesita mantener un bloqueo de datos continuo con la Tierra. La matriz en fase está diseñada para manejar esto y mantener un bloqueo de 360 ​​grados de acimut y de 30 a 60 grados de elevación con respecto al plano medio de la nave espacial. Todo se hace usando procesamiento matemático y rápido para generar la amplitud y la fase de señal correctas en cada subelemento para que el haz siempre esté optimizado.

Entonces, la respuesta es "algunos" si cuenta una sola matriz fija como antena. Están hechos de muchas subunidades pequeñas, pero no son antenas independientes, todas comparten la misma señal.

arriba: Dibujo conceptual de Iridium-NEXT de Harris .

ingrese la descripción de la imagen aquí

arriba: Probando la matriz en fase de GAIA, desde aquí (con muro de pago aquí ).

En cuanto a los satélites Iridium NEXT, además de la antena de la misión principal, tienen 4 antenas de enlace cruzado para los satélites "vecinos", una para el satélite que está delante y otra para el que está detrás en el mismo plano; luego uno para el siguiente satélite en el este y otro para el plano del oeste. Además, tienen 2 (?) antenas que se conectan a las estaciones terrestres (eso es para las personas que llaman a un número Iridium que no usan un teléfono Iridium, sino, por ejemplo, una línea fija).
@eerie ¡Gracias! Originalmente traté de incluir información como esa en la respuesta, pero encontré el dibujo tan confuso que no pude entender qué es qué. ¿Las cuatro antenas de enlace cruzado también son arreglos en fase? Parece que tendrían que ser dirigibles de alguna manera. Si lo desea, puede editar la respuesta y agregar información sobre los haces de enlace cruzado, o sugerir algún lugar donde se discutan las antenas de enlace cruzado o al menos tener una flecha que las señale para que sepa qué qué es. ¡Gracias!
Desafortunadamente, no sé ni entiendo realmente acerca de la matriz en fase. Pero leí que los enlaces en el plano son fijos, los otros son orientables. Tal vez eso ayude. Agrego una imagen a la respuesta con las descripciones insertadas. Mucha información técnica se puede encontrar aquí
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