¿Las señales de enlace ascendente/descendente del satélite se propagan o se filtran al espacio?

Tienen que difundir su señal. Además, se requiere un plato realmente grande para no difundir su señal en absoluto.

Imagine que no hubo propagación en absoluto. El plato tendría que apuntar exactamente al satélite, al margen del tamaño del plato. ¡Eso está mucho más allá de la tecnología de hoy! DSS tiene sus platos apuntando a 0,1 grados. A la distancia de la órbita geosíncrona, eso es 62 km. Los láseres se pueden apuntar con un poco más de precisión, pero aún así no son tan precisos.

La cantidad que se propaga una señal es inversamente proporcional al tamaño de la antena (en la mayoría de los casos). Hay calculadoras , pero en general, cuanto mayor es la frecuencia y más grande es el plato, menor es el ancho del haz. Pero nunca se puede apuntar en una sola dirección sin una antena infinitamente grande.

Como ejemplo, una antena de 10 m de ancho tiene un ancho de haz de 0,14 grados a 14 GHz (donde he tomado el ancho del haz como el punto de -3 dB).
A 36.000 km (órbita geoestacionaria), un haz enviado por esta antena tendrá 88 km de ancho.

36000 * bronceado (0,14 grados) = 88

Para cualquier tamaño de antena razonable, tendrá fugas porque el lóbulo principal será mucho más ancho que la antena receptora. Los lóbulos laterales estarán en un ángulo bastante grande en relación con el lóbulo principal. Para un plato, sospecho que los lóbulos laterales son mucho más débiles que el lóbulo principal.

Para el enlace ascendente, existe un límite inferior teórico del ancho de propagación que es ~ (distancia entre el receptor y el transmisor)*(longitud de onda)/(tamaño del transmisor). Hay varias formas de llegar a esto, como el Principio de Incertidumbre de Heisenberg (cuanto más pequeño es el transmisor, más se sabe la posición del haz, por lo tanto, menos se sabe sobre la dirección). Esta es solo una fórmula de orden de magnitud; obviamente, el haz no tiene un borde afilado. Tomando los números de la respuesta de @Hobbes:

15 GHz -> longitud de onda ~ 0,0214 m, distancia = 36*10^6 m y el transmisor = 10 m. 36*10^6*.0214/10 = 77*10^3. Así que mi fórmula da una aproximación aproximada del resultado de Hobbes.

Tenga en cuenta que este es el límite inferior; es físicamente imposible hacerlo mejor que esto. En el mundo real, cualquier sistema práctico funcionará peor.

Para el enlace descendente, esta dispersión será significativamente menor que el radio de la Tierra siempre que esté en el rango de MHz, por lo que si no violaría la mecánica cuántica que solo una pequeña porción del haz no alcance la Tierra, pero nuevamente la ingeniería práctica va a ser otra historia.

Además, si se entiende que "enlace descendente" significa satélite a la Tierra, entonces su última imagen parece mostrar transmisiones de satélite a satélite, no enlaces descendentes.

PS "receptor/transceptor" es redundante; "transceptor" ya indica que es capaz de ser tanto un transmisor como un receptor .