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Ku、商用Ka、政府Ka波段在移动应用中的性能对比(II)

2016-7-15 22:59| 点击快速提问| 查看: 2147

摘要: 本期将从偏轴ESD限值的角度,分析不同地区、不同频段、不同口径天线在使用中的差异。需要指出的是,用户终端所允许的偏轴ESD限值最终还是由邻星操作者之间所达成的协议所决定的。回顾上一期请点击「星识」Ku、商用Ka ...


本期将从偏轴ESD限值的角度,分析不同地区、不同频段、不同口径天线在使用中的差异。需要指出的是,用户终端所允许的偏轴ESD限值最终还是由邻星操作者之间所达成的协议所决定的。
回顾上一期请点击「星识」Ku、商用Ka、政府Ka波段在移动应用中的性能对比(I)
2、偏轴ESD限值
 为了减少上行信号对于邻星产生的干扰,绝大多数的FSS频段都对偏轴ESD有所限制,不同的组织对此的要求也有所不同,如表1所示。
表1.不同频段偏轴7度内的ESD限值
这些限值反映的是特定频段中,在典型的天线尺寸、卫星轨位间隔、卫星G/T以及频率复用程度等条件下的ESD限值。以Ku波段为例,在美国,Ku波段是按照卫星间隔2度,典型天线口径1米来确定偏轴ESD限值,而欧洲的卫星间隔则是按照3度,因而美国的ESD限值要比欧洲低8dB。商业Ka波段的偏轴ESD限值要比政府Ka波段的低很多,这可能是建立在商业Ka波段卫星点波束的高G/T值以及大量的频率复用的特点,以及由此带来的上行终端数量大大增加的假设下的。目前,政府Ka波段的限值仍需通过双边的协调来确定,但相对少的终端数量还是很有希望使其偏轴ESD的限值维持在一个相对较高的水平。

为了看清偏轴ESD限值对于移动终端的影响,我们首先用贝塞尔函数对一个通用的圆口面天线方向图进行建模,天线抛物面的边缘锥度为8dB;然后分别计算移动终端常用口径的天线方向图(0.15米到1米),并确定在不同偏轴ESD限值下,不同口径天线所能支持的最大轴向ESD。 
图1是按照美国FCC对于Ku波段偏轴ESD的要求(图中红色曲线),画出的0.15米、0.5米以及1米口径天线的方向图。需要注意的是,为了满足FCC的要求,在轴向ESD(偏轴角为0度时)上,0.15米天线和1米天线的差值达到了30dB。由此也可以清楚的看出:天线口径越小,允许的轴向ESD就越小。
图1. Ku波段不同天线口径的偏轴ESD 
图2画出的是对上文所提到的四个频段(美国Ku、欧洲Ku、商业Ka和政府Ka),不同天线口径与最大轴向ESD的对应关系。从图中可以看出,政府Ka波段具有明显的优势,可以获得更高的轴向ESD;商业Ka介于美国和欧洲Ku波段之间;美国Ku的限制最为苛刻。如果按照欧洲对于Ku波段ESD的限值,则Ku卫星系统允许终端发射的轴向ESD比其它Ka波段系统更高,但当这个限值变得更严格后,这个优势将不复存在。实际的偏轴ESD的要求最终取决于不同的相邻卫星操作者之间达成的协议。 

图2.不同天线口径和偏轴ESD限值时的轴向ESD 


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