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    PFD的限值規定及天底天底、天底形狀發生變化

       2023-08-08 網絡整理0091930
    核心提示:下面這張表是由空間站下行鏈路用戶傳輸產生的地球表面的PFD(1,110公里):3GHz網關下行鏈路,也是只對水平面以上40°至90°的到達角進行發射,即被40°以上仰角的網關地面站接收。下面這張表是空間站下行網關鏈路,在最大slant(即40°到達角)和nadir(90°到達角)時,產生的地球表面的PFD(1,110公里):

    雖然ITU-R的RR《無線電規則》對于PFD的限值有相應的規定,但頻率和區域( 1/ 2/ 3)以及特殊情況的定義越來越詳細。 因此,報告中除了考慮FCC限值外,還考慮了ITU-R限值規定。 FCC中未涉及的類型和頻率是根據ITU-R中的相關規定,但是否都必須符合規定? 我們用兩個反例來說明:

    01

    下行10.7~12.2GHz用戶鏈路

    首先,每顆衛星上的Ku波段下行用戶雜波僅在水平面以上40°至90°到達角處發射,即只能被仰角40°或以上的客戶月球站接收。 據悉,發射功率將根據到達角度在傾斜(slant)和交匯處(nadir)之間進行調整,以保持月面PFD恒定。 因此,不同到達角造成的損耗是不同的,天線增益會隨著轉向角和多徑形狀的變化而變化。

    我們先來了解一下天底和傾斜,如右圖所示:天底(朱諾)簡單理解為與(天頂)完全相反的一點,天頂正上方,朱諾正下方。 在天文學中ku波段 傳輸損耗,最低點是指向特定位置的重力垂直方向。 對于在軌衛星來說,最低點是衛星的向上視場(field of view)。 傾斜是相對于最低點的傾斜角度。

    由于天底和傾斜,空間站到地面的距離不同,多徑也會發生變化,因此發射功率也不同。 下表顯示了月球表面系統的 PFD 估計值,包括最大傾斜角 40° 和最低點 90° 的朱諾號。

    下表是空間站下行用戶傳輸的月球表面(1,110公里)的PFD:

    頻段:10.7-12.2GHz; 鏈接:用戶; 服務經度:±55°以下; 衛星軌道高度:NGSO;

    這顯然是最壞的情況,即PFD最大的情況,因為如果是一顆運行在更高高度、服務更高經度、運行在更高Ku波段頻率的衛星,得到的PFD會更低。

    那么我們回顧一下上一篇文章中的極限,應該是 25.208(b):

    匹配嗎? 看看下面的結果:

    以 4kHz 帶寬為單位的 PFD(藍線是 FCC 限制,白線是 PFD 估計值):

    以 1MHz 帶寬為單位的 PFD(藍線是 FCC 限制,白線是 PFD 估計):

    但上述頻率為10.7~12.2GHz,而FCC限制最多僅11.7GHz,不包括12.2GHz部分,因此該部分的限制參考了ITU-R規定: 對于衛星本節中固定的NGSO空對地限值比FCC低2dB,即黑色實線向下移動2dB:-124~-114dB(W/㎡)/1MHz。

    因此,本節40°以上的PFD距離限制仍有6-8dB的余量。

    不僅是 25.208(b),Ku 頻段在 12.2-12.7GHz 上也有 25.208(o) 限制:

    本段規定了保護多通道視頻和數據分發服務(“MVSDS”)的相對較低的限制。 如右圖所示,該段的PFD有超過30dB的余量:

    02

    下行17.8~19.3GHz網段鏈路

    與之前的10.7~12.2GHz頻段相同,該公司每顆衛星上的17.8~19.3GHz網段下行僅傳輸到水平面上方40°至90°的到達角,即該網段仰角40°以上由地面站接收。 系統根據到達角度調整傾斜和最低點之間的發射功率,以保持月球表面的PFD恒定。

    下表為空間站下行段在最大傾角(即40°到達角)和最低點(90°到達角)時形成的月面PFD():

    頻段:17.8-19.3GHz;
    鏈路:Downlink Gateway Transmissions;
    ?極化:LHCP和RHCP;
    ?衛星軌道高度:1110 km;

    這顯然是最壞的情況,即PFD最大的情況。 如果是運行在較高高度的衛星,則產生的 PFD 會較低。

    最新版本的FCC對于.8-19.3GHz頻段沒有相應的PFD限制,但ITU-R無線電法規卻有適用于整個17.7-19.3GHz頻段的NGSO系統限制,具體如下:

    X的值如下:

    那么該段空間站的PFD值是多少呢?

    可以看出ku波段 傳輸損耗,大部分夾角條件下都滿足極限值,但在40°以上還有10dB的余量,在12°以下,系統的PFD實際上超過了極限值。

    解釋如下:

    首先,他覺得PFD算法有缺陷:該算法包含了不在視距內的衛星的干擾,但沒有考慮到可能關閉的衛星,而且這些算法不具備擴展到更大的能力。 ,動態控制尺度。 當考慮到這一激勵因素時,預計其系統不會對該頻段運行的固定業務系統造成任何實際干擾。

    其次,他認為ITU-R推薦的限值不合理。 雖然FCC的早期版本25.208(e)也采用了與ITU-R相同的建議,但當前版本25.208(e)已經完成。 向上。 ITU-R中的PFD限制是在擬議的NGSO系統衛星數量少得多的時候制定的,即在WRC-2000之前的研究周期中,比例函數(即上述PFD公式中使用的288顆衛星)上述衛星系統的變量“X”)基于 衛星規模(96、288 和 840 顆衛星),未考慮更大的規模。

    據悉,基礎分析是基于一些特別保守的假設,這會導致估計的PFD水平遠低于實際系統形成水平。 為什么說它保守呢? 這是不現實的,因為它假設 星座的所有可見衛星同時在 FS 系統方向輻射最大 PFD。 據悉,這些假設并未考慮到實際的衛星天線模式、每顆衛星的功率限制或NGSO衛星系統的自干擾限制。

    其實ITU早在WRC-15就認識到了上述問題,但WRC-19之后的最新版本《無線電規則》并沒有改變,所以我們在ITU-R的RR中看到這些仍然是有缺陷的但是賦權方式。

    至于FCC.208,該部分的限值在后來的版本中為空,標記為“”。 而且,原報告中給出了推論:雖然該系統沒有達到PFD限值,但該系統不會對地面FS系統構成干擾威脅。

    這也足以看出在衛星領域的地位,也應驗了你常說的那句話:“FCC已經一路綠燈了……”

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