Suureneva ülemaailmse kommunikatsiooni nõudluse keskel on satelliitide kommunikatsioonitehnoloogia viimastel aastatel olnud oluliste edusammude tunnistajaks. SelleKa-Band ja Ku-Band, kuna mikrolaine spektri võtmesegmente kasutatakse tänu nende kõrgsageduslikele atribuutidele laialdaselt lairibaühenduse, sõjaväe- ja lennundussektoris. Neil kahel sagedusribal on siiski oma plussid ja puudused. Mõlema jõudluse tasakaalustamine disainis on satelliitide kommunikatsioonitehnoloogia praeguses uurimistöös osutunud oluliseks fookuseks.
1. Ka-riba ja Ku-riba omaduste võrdlus
Ka-riba, mis hõlmab sagedusvahemikku 26. 5-40 GHz, pakub laia ribalaiust ja suurt mahutavust, muutes selle ideaalseks kiireks andmeedastuseks ja suure võimsusega suhtlusnõuete täitmiseks. Selle antenni suurus on väike ja sekkumisvastane võime on tugev. See sobib kohapealseks kujundamiseks, võib katta konkreetseid alasid ja võib vähendada signaali sumbumist. Ka-riba signaalid on aga ilmastikuolude ja maastiku suhtes väga vastuvõtlikud, eriti tugeva sademete ja mägise maastikuga piirkondades, kus võib tekkida oluline signaalide sumbumine.
KU-ribaga, mille sagedusvahemik on 12-18 GHz, võib olla kitsam ribalaius, kuid see paistab silma signaali stabiilsusega, muutes selle nii fikseeritud kui ka mobiilse lairibaühenduse jaoks hästi sobivaks. KU riba antenni suurus on suhteliselt suur ja võtab tavaliselt kasutusele suure katvusega talakujunduse, mis sobib maapealseteks rajatisteks ja fikseeritud terminalideks.
2. Kahe sagedusega söödakujunduse olulisus
Et anda täielikku mängu eelisteleKA Band ja Ku Bänd, Kahe sagedusega söödakujundus tekkis. See disain saavutab suure läbilaskevõime, odavate ja laia katvuse eesmärgid, toetades Ka Bandi ja KU bändi signaali edastamist samal platvormil. Näiteks SATPRO käivitatud KA/KU kahesageduslik tsiviillennukite satelliitide sidesüsteem ei paranda mitte ainult andmeedastuse määra, vaid suurendab ka lennuohutust ja reisijate kogemusi.
Kahe sagedusega söödakujundus lahendab ka traditsiooniliste ühe sagedusega antennide piirangud mitme ribaga rakendustes. Näiteks saab kasutusele koos korduva mikrostrip-massiivi antenni kujunduse, KA riba vertikaalset polarisatsiooni ja KU riba horisontaalset polarisatsiooni saab saavutada samal peegelduspinnal, lihtsustades seeläbi antenni struktuuri ja parandades kiirguse efektiivsust
3. tehnilised väljakutsed ja lahendused
Peamised väljakutsed, millega kahesageduslike söödakujundusega silmitsi seisab, hõlmavad signaalide häireid, polarisatsiooni eraldamist ja antenni suuruse optimeerimist. Nendest probleemidest ülesaamiseks on teadlased pakkunud välja mitmesuguseid uuenduslikke lahendusi:
Polarisatsiooni eraldatus: Veenduge, et optimeerides söödavõrgu ja filtri kujundustKa-Band ja Ku-BandSignaalid ei sega üksteist. Näiteks saab nelja pordi voogade võrgulahendus, kasutades lairibaühenduse ortogonaalse režiimi sidurit (OMT) ja sagedusega duplekserit, tõhusalt eraldada ja töödelda kahe sagedusega signaale.
Antenni suuruse optimeerimine: Võttes kasutusele madala profiiliga disaini ja mitme sagedusega jagamise tehnoloogia, saab antenni kõrgust ja pindala vähendada. Näiteks võib ava jaotuse ja polünoomi sobitamisel põhinev meetod märkimisväärselt parandada antenni kiirguse efektiivsust ja võimendust.
Signaalvastane: Võttes kasutusele suure võimendusega antennid ja täiustatud signaalitöötluse algoritmid, paraneb süsteemi sekkumisvastane võime keerulises keskkonnas. Näiteks kasutavad Ka-riba antennid signaali kvaliteedi ja stabiilsuse parandamiseks tavaliselt suure võimsusega võimendite ja madala müraga võimendite kombinatsiooni.
4. rakenduse väljavaated ja tulevikuväljavaated
Kahe sagedusega söödakujunduse rakenduse väljavaated on laiad. Tsiviillennundussektoris võimaldab KA/KU kahesagedussüsteem lennukitele juurde pääseda kiirele Internetile ja hõlbustab reaalajas andmeedastust. Sõjaväevaldkonnas saavad kahesageduslikud antennid toetada mitmesuguseid kommunikatsioonimissioone ja suurendada operatiivset tõhusust. Tsiviilkontekstis suudab kahesagedussüsteem pakkuda stabiilsemaid ja tõhusamaid kommunikatsiooniteenuseid koduse lairiba- ja kaughariduse jaoks.
Vaadates tulevikku, kuna millimeetri laine ja mitme ribaga antennitehnoloogiad jätkuvad, on kahesageduslike söödakujundused muutuvad üha tõhusamaks ja mitmekülgsemaks. Näiteks tehisintellekti algoritmide kaasamine signaalitöötluse täpsustamiseks suurendab süsteemi töökindlust ja tõstab kasutajakogemust.
Järeldus
Kahe sagedusega söödakujundusKa-Band ja Ku-Bandkujutab olulist edasiliikumist satelliitide kommunikatsioonitehnoloogias. Kasutades tõhusalt mõlema sagedusriba eeliseid, suudab see vastata mitmekesistele suhtlusvajadustele, suurendades samal ajal jõudlust ja laiendades satelliitide kajastust. Tehnoloogia edenedes eeldatakse, et kahesageduslike söödakujundus muutub satelliidiühenduse tulevikus üha olulisemaks.
Viide:
1. KU-Band edastab/võetakse vastu All-Sil. UC San Diego.
2. satelliitide katalüüsimine.
3. Ka-Band Vs. Ku-riba [2015-07-06]
4. KA versus KU-Band: VSAT-tehnoloogia peamised erinevused. Amir Yafe jt.
5. Uus wid KU bändi tutvustamisel NR NTN -i jaoks. Intelset jt.
6. Äriliste kosmoseühenduse lahendused. Smithsi ühendus.