قررت نشر هذه المقالة بعد قراءة
هذا المنشور من
bigdhost ، لقد شككت في ذلك من قبل ، لأنه تم أخذ العديد من المعلمات "من السقف" ، لكنها قررت أن الأرقام لا تزال ليست الشيء الرئيسي.
هنا ينصب التركيز على StarX من SpaceX ، لكن قوانين الفيزياء هي نفسها للجميع.
الترددات والسلطات
تحتاج أولاً إلى تحديد النطاقات التي سيتم استخدامها في الإنترنت عبر الأقمار الصناعية starlink. بقدر ما هو معروف ، بالنسبة للسواتل ذات المدار العالي ، هذا هو النطاق K-Ka (تردد 22 جيجا هرتز في هذا النطاق ، حيث يحدث امتصاص قوي للموجات عن طريق الرطوبة الجوية ، مما يجعل هذا الجزء من النطاق غير مناسب للاتصالات لمسافات طويلة) ، وبالنسبة للأقمار الصناعية ذات المدار المنخفض ، هذا هو V من 60 جيجا هرتز.
يتم استخدام نطاق K-Ka بالفعل من خلال وسائل الاتصال المختلفة ، لذلك قد يكون من الصعب الحصول على ترددات هنا ، ولا يمكن توقع عرض نطاق ترددي أكثر من 200 ميجاهرتز ، لكن V لا تزال مجانية تقريبًا ، وهنا يمكن أن تكون الأمور أفضل.
يتم الحصول على تصاريح لاستخدام الترددات في كل دولة على حدة. على سبيل المثال ، يُسمح باستخدام النطاق الكامل لـ wi-fi 2400-2480 MHz لـ 14 قناة في اليابان وروسيا 13 وفرنسا فقط 9. وتحتل هذه القنوات 20 MHz لكل منها وتصل إلى القنوات المجاورة ، ومن الممكن أيضًا إنشاء قناة مزدوجة عند 40 MHz ، والتي يسمح لك بمضاعفة عرض النطاق الترددي ، ولكن لا يوصى باستخدامه مع العديد من الأجهزة أو التداخل. عرض 4 جرام فقط هو أيضًا بترتيب 100 ميجا هرتز ، وهو أكثر بكثير من 3 جرام.هذا التمديد هو أحد الأسباب الرئيسية لزيادة السرعة.
كما يتم تعيين أقصى قدرة إرسال إشارة. بالنسبة لشبكة wi-fi متعددة الاتجاهات ، يُسمح 0.1 W للهواتف ، يتم تحديد الكرامة. الأعراف وهو حوالي 1 واط ، بالنسبة للإنترنت عبر الأقمار الصناعية ، أفكر في 1 واط أيضًا. هذا يطرح سؤالا عن النطاق الذي تقع عليه هذه القوة.
الآن تحتاج إلى تقسيم الترددات بين الأجهزة ، إذا كان هناك عدد كبير جدًا من الأجهزة ، فسيتعين عليك تضييق النطاق ، ونتيجة لذلك ، سرعة الإرسال. يحدث نفس الشيء عند حدوث التداخل ، يجب عليك زيادة نسبة الطاقة إلى التردد (W / Hz) حتى يتم تجاوز مستوى الضوضاء. لذلك لا يمكن الحصول على معجزة مع الكثير من الأجهزة أو التداخل ، يجب عليك التضحية بالسرعة ، هنا ، منطقياً ، من خلال نطاق V ، يمكنك تخطي المزيد من البيانات.
ما مدى فعاليته في استخدامه؟ خذ الكفاءة 5g مرات في 2018 في الفناء) على الويكي ، تمكنا من تحقيق عرض النطاق الترددي 4.5 جيجابت / ثانية مع نطاق 200 ميجاهرتز بحيث يتطلب 1 جيجابت / ثانية المطالب به 40 ميجاهرتز ، وهو أكثر قليلاً من نطاق K ، ولكن بالنسبة إلى V مع عدم الانشغال. المناطق حقا. على النقيض من 5 جرام ، تنشأ صعوبات بسبب تأثير دوبلر ، ولكن يمكن حلها على جانب "علبة البيتزا".
من نسبة 1 جيجابت / ثانية عند 40 ميجاهرتز ، يمكن ملاحظة أنه بالنسبة للسرعة العالية للعديد من المشتركين ، فإن النطاق ليس كافيًا ، لذلك من الممكن تمامًا تثبيت عدة هوائيات اتجاهية على القمر الصناعي بدلاً من واحد عريض الاتجاه ، ونتيجة لذلك نحصل على عدة محطات أساسية على قمر صناعي واحد.
هوائيات
الآن عن الهوائيات. من جانب المشتركين ، تكون المتطلبات أكثر وضوحًا - لإنشاء أقصى كسب في اتجاه القمر الصناعي ، جميع الإشارات التي تأتي من اتجاهات أخرى هي ضوضاء. من أجل عدم تحريك الهوائي ميكانيكيًا ، يتم استخدام مصباح أمامي.
لإنشاء زاوية اتجاهية أكثر وضوحًا ، مما يوفر مكسبًا أعلى ، تحتاج إلى استخدام المزيد من ثنائيات القطب في صفوف وأعمدة الهوائي. هذه الترددات العالية جيدة من حيث أن ثنائيات القطب والطبقة بينهما صغيرة ويمكنك عمل هوائي اتجاهي قوي حتى في الأحجام الصغيرة. يمكنك الحصول على مكاسب تزيد عن ألف.
بالإضافة إلى الاتجاهية ، يحتوي الهوائي أيضًا على منطقة يمكن زيادتها إذا لزم الأمر عن طريق إضافة ثنائيات الأقطاب. ولكن في الوقت نفسه ، لا يزداد مستوى الإشارة المفيدة فحسب ، بل يزداد الضجيج أيضًا ، وتبقى نسبة الإشارة إلى الضوضاء مع زيادة بسيطة في المساحة. لماذا قد تكون هناك حاجة لذلك؟ يمكن أن يعمل جهاز الاستقبال مع إشارة إدخال ضعيفة جدًا ، ولكن كل شيء باستثناء جهاز استقبال مثالي يتم تبريده إلى 0 درجة كلفن يخلق ضوضاء داخلية ، ولكن إذا كانت إشارة الإدخال أقوى ، فلن يتداخل هذا الضجيج الداخلي تحت أي ظروف تقريبًا.
أيضا ، بالإضافة إلى التضخيم القوي في الاتجاه الصحيح للطلب 1000 مرة ، سيكون هناك إشعاع واستقبال في اتجاهات أخرى بمعامل غير متساو من 0.01-0.5 ما لم تكن بالطبع تغطي شيئًا من هذه الجوانب :)
مع القمر الصناعي ، فإن الوضع أكثر تعقيدا. معها تحتاج إلى تغطية مساحة شاسعة. في الأبراج الخلوية ، كقاعدة عامة ، يتم تثبيت 4 هوائيات بإتجاه 110 درجة في السمت و 4 درجات في الارتفاع (بالقرب من الأفق ، حتى لا توجه الطاقة عديمة الفائدة إلى السماء والأرض). هنا ، في حالة المدار المنخفض ، يتم الإعلان عن زاوية 102 درجة
لجعل مثل هذا الهوائي أمرًا بسيطًا للغاية ، ولكن ... وداعًا للسرعات العالية مع عدد كبير من المشتركين ، لا يمكن للجميع الدخول ، ولكن إذا انكسر التشويش هناك ...
ولكن ربما ليس من أجل شيء أن يتم وضع starlink على أنه عالي السرعة؟ ربما ليس عبثًا أن هذه الأقمار الصناعية تزن 380 كجم ، وليس 120 مثل OneWeb؟
من حيث المبدأ ، يمكن إجراء عشرات. حسب التصميم ، يمكنك إنشاء خيارات هنا ، حيث لا توجد حاجة لإعادة توجيهها بسرعة إذا كنت بالفعل تعيد توزيع الحمولة مع الأقمار الصناعية المجاورة ، ويمكنك العمل مع الأقمار الصناعية الثابتة.
يسمح خيار PAR بإعادة توزيع أكثر نشاطًا للمناطق ، ولكن من الضروري العمل على النظام بحيث يكون هناك تأثير متبادل أقل بينهما (تقريبًا كيفية وضع 10 أشخاص في غرفة واحدة وفي نفس الوقت يجب عليهم التحدث على الهاتف).
الخيار مع مرآة مكافئ أو الانفصال عن القرون مسيء من الجيران ، ولكن من الضروري إعادة التوجيه ميكانيكيًا ، وهذا هو الوزن والطاقة وتقليل الموثوقية. لذلك لإعادة التوزيع المتبادل للمنطقة ليست مناسبة.
حسنا ، القليل من الخيال) تشويش العداد الهوائي. يمكنك تحديد مكان جهاز التشويش ، وإزالة إشارته فقط باستخدام هوائي ضيق للغاية وتحديد المستوى لطرحها من الإشارة المستقبلة أثناء المعالجة. حسنًا ، ما هو مطلوب لهذا هو هوائي خاص ، وتعقيد معالجة الإشارة ، والتصدي لمخرج واحد فقط (حسنًا ، إذا قمت بإضافة هوائي آخر ، يمكنك اثنين) مثل هذه الأشياء يمكن للمقاتلين القيام بها ، ولكنها ليست مناسبة لمثل هذا النظام.
الأكثر غموضا
ربما تكون قوات الحرب الإلكترونية واحدة من أكثر الأسرار سرية ، لذلك لن يكون هناك سوى افتراضات حول قدراتها.
(Kraukha مخصص للطائرات "المسببة للعمى" ، لا مزيد من البيانات)
خيار التشويش الأول هو التداخل الاتجاهي إلى القمر الصناعي. في هذه الحالة ، ينبغي أن يشغل التداخل الطيف المخصص بالكامل وأن يكون له قدرة طيفية أعلى من مرسلات المشتركين.
ولكن سيكون لبروتوكول الاتصالات الحد الأدنى من سرعة الإرسال وأضيق نطاق مخصص له ، ولا يتم دعم تخفيضه.
للتقييم ، يجب أن يكون هناك جهاز إرسال 1 W ، بسرعة 2 ميجابت في الثانية ، والتي تتطلب نطاق 100 كيلو هرتز (قياسا على 5 جرام) ، والذي يعطي 10 واط / ميجاهرتز.
نضرب في النطاق ، نحصل على قوة التداخل من 2 كيلو واط (بالنسبة لـ V ، ربما أكثر). يتم أخذ هذا كله تقريبًا إذا كان كسب هوائيات المشتركين والتشويش هو نفسه ، ولكن لا أعتقد أنها ستكون مختلفة تمامًا بسبب صعوبة إنشاء حزمة ضيقة ووضعها على قمر صناعي متحرك.
هل يمكن أن تعطي منتجات الحرب الإلكترونية 2 كيلوواط؟ نعم ، ربما 10 علب ثابتة. من الناحية النظرية ، لا يحتاجون إلى إرسال هذا التداخل باستمرار ، بل يحتاجون فقط إلى نبضات قصيرة لإفساد الحزم المرسلة حتى يستحيل استرداد البيانات. لكنها ستصل بالكامل إلى القمر الصناعي من اتجاه واحد فقط. إذا كان هناك عدة هوائيات عليه وكل شيء مفصول جيدًا ، فلن يؤثر ذلك على القنوات الأخرى.
إزاحة النطاق V. في بدايته (60 جيجا هرتز) ، يوجد تردد الامتصاص بواسطة الأكسجين الجوي ، مما يعطي توهينًا كبيرًا في الهواء. من المعروف أن الجيش الأمريكي استخدمه على وجه التحديد للتواصل عبر مسافات قصيرة ، بحيث يكون من الصعب الاستماع و / أو الغرق من بعيد في الفضاء حيث لا يوجد هذا التوهين. ولم أسمع أعلى في وتيرة الاستخدام. لذلك هناك المزيد من التشويش في هذا النطاق ، ولكن ربما يكون نفس الشيء تقريبًا.
حسنًا ، الآن عن طريقة أبسط إذا جمعت تلك الموجودة على الأرض ، هناك شيء واحد فقط يحفظ هنا - اتجاهية الهوائيات. لا يمكن للقمر الصناعي إرسال أكثر من 200-300 واط في المجموع لجميع الهوائيات ، وسوف يتلقى متوسط كيلووات مع بطارية. السمة الرئيسية هنا هي مستوى الفصوص الجانبية.
إذا كان من الممكن الحصول على بيانات هذه المعلمة ، كان من الممكن الحصول على تقديرات حقيقية تمامًا ، ولكن في الوقت الحالي المبدأ نفسه.
لنفترض أن UBL -20 ديسيبل ، مما يعني أن الاستقبال أضعف 100 مرة من الشعاع الرئيسي على الجانبين. إذا كان للمخرج نفس القوة ، فيجب ألا يكون أبعد من الجذر 100 = 10 مرات أقرب من القمر الصناعي ، مع UBL -40 ، على التوالي ، أقرب 100 مرة. في صفيف الهزاز ، يكون توزيع اتساع الإشارة غير متساوٍ ، وينخفض الاتساع نحو الحواف ، بينما تنخفض الفصوص الجانبية. في الوقت نفسه ، يتم تقليل الكسب بشكل طفيف ، وإذا كان من الضروري الحفاظ عليه ، فإن الأبعاد وزيادة السعر ، لذلك يمكن التضحية بهذه المعلمة الثانوية عادة.
يمكنك تقسيم 340 و 1100 كيلومترًا (يمكنك إضافة تأثير زاوية الموقع) إلى هذه القيم بنفسك ، ولكن في نفس الوقت يجب أن يكون التشويش في خط الرؤية ، سيكون التداخل المنعكس أضعف بكثير ، ويمكن للكوليبينات وضع هوائيهم في القمع. لا تزال هناك فرصة لاستخدام العديد من أجهزة التشويش منخفضة التكلفة منخفضة الطاقة في المنطقة المطلوبة ، والتي قد تكون مناسبة لتقييد الوصول إلى الشركات المغلقة.
لكن الاستنتاج هو أنه من الممكن بالطبع الغرق ، والسؤال هو إلى أي مدى وما هي الوسائل المطلوبة ، ومع الهوائيات الاتجاهية ، يتم حظر مساحة كبيرة جدًا فقط من خلال التأثير على الأقمار الصناعية.