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bigdhost , lo dudaba antes, porque muchos parámetros se tomaron "desde el techo", pero decidieron que los números todavía no son lo principal.
Aquí el énfasis está en StarX de SpaceX, pero las leyes de la física son las mismas para todos.
Frecuencias y potencias
Primero debe decidir qué rangos se utilizarán en internet satelital starlink. Hasta donde se sabe, para los satélites con una órbita alta, esta es la banda K-Ka (la frecuencia de 22 GHz está en este rango, en el que se produce una fuerte absorción de las ondas por la humedad atmosférica, lo que hace que esa parte del rango sea inadecuada para comunicaciones de larga distancia), y para los satélites con una órbita baja, esta es V Rango de 60 GHz.
El rango K-Ka ya se usa por varios medios de comunicación, por lo que puede ser difícil obtener frecuencias aquí, apenas se puede esperar un ancho de banda de más de 200 MHz, pero V todavía es casi libre, y aquí las cosas pueden ser mejores.
Los permisos para el uso de frecuencias se obtienen en cada país por separado. Por ejemplo, todo el rango de wi-fi de 2400-2480 MHz para 14 canales se puede usar en Japón, en Rusia 13 y en Francia solo 9. Estos canales ocupan 20 MHz y se encuentran con los vecinos, también es posible hacer un canal dual a 40 MHz, que le permite duplicar el ancho de banda, pero no se recomienda su uso con muchos dispositivos o interferencias. El ancho de solo 4 g también es del orden de 100 MHz, que es mucho más de 3 g. Esta extensión es una de las principales razones del aumento de la velocidad.
También se asigna la potencia máxima de transmisión de señal. Para wi-fi omnidireccional, se permite 0.1 W, para teléfonos, se determina la dignidad. normas y es de aproximadamente 1 W, para Internet por satélite también pienso en 1 W. Esto plantea la pregunta de en qué banda cae este poder.
Ahora necesita dividir las frecuencias entre los dispositivos, si hay demasiados dispositivos, tendrá que reducir la banda y, como resultado, la velocidad de transmisión. Lo mismo sucede cuando se produce interferencia, debe aumentar la relación de potencia a frecuencia (W / Hz) hasta que se exceda el nivel de ruido. Por lo tanto, no es posible obtener un milagro con muchos dispositivos o interferencias, debe sacrificar la velocidad, aquí, lógicamente, a través del rango V, puede omitir más datos.
¿Qué tan efectivo es usarlo? Tome la eficiencia 5g veces en 2018 en el patio) en la wiki, logramos alcanzar un ancho de banda de 4.5 Gbit / s con una banda de 200 MHz, de modo que el 1 Gbit / s requerido requerirá 40 MHz, que es demasiado para el rango K, pero para V con poco ocupado áreas realmente. En contraste con 5g, surgen dificultades debido al efecto Doppler, pero se pueden resolver en el lado de la "caja de pizza".
A partir de la relación de 1 Gbit / s a 40 MHz, se puede ver que para una alta velocidad para muchos suscriptores el rango no es suficiente, por lo tanto, es bastante posible instalar varias antenas direccionales en el satélite en lugar de una gran direccional, como resultado obtenemos varias estaciones base en un satélite.
Antenas
Ahora sobre las antenas. Por parte de los suscriptores, los requisitos son más claros: para crear la ganancia máxima en la dirección del satélite, todas las señales que provienen de otras direcciones son ruido. Para no mover mecánicamente la antena, se utiliza un faro.
Para crear un ángulo de directividad más nítido, que proporcione una mayor ganancia, debe usar más dipolos en las filas y columnas de la antena. Tales frecuencias altas son buenas porque los dipolos y el tono entre ellos son pequeños y puedes hacer una antena fuertemente direccional incluso en tamaños pequeños. Puede obtener una ganancia de más de mil.
Además de la directividad, la antena también tiene un área que, si es necesario, se puede aumentar agregando dipolos. Pero al mismo tiempo, el nivel de no solo una señal útil, sino también el ruido aumenta, la relación señal-ruido con un simple aumento en el área permanece. ¿Por qué podría ser necesario? El receptor puede funcionar con una señal de entrada muy débil, pero todo excepto un receptor ideal enfriado a 0 grados Kelvin crea ruido interno, pero si la señal de entrada es más fuerte, este ruido intrínseco no interferirá en casi ninguna condición.
Además, a excepción de una fuerte amplificación en la dirección correcta del orden 1000 veces, habrá radiación y recepción en otras direcciones con un coeficiente desigual de 0.01-0.5 a menos que, por supuesto, cubra con algo de esos lados :)
Con un satélite, la situación es más complicada. Con él necesitas cubrir un vasto territorio. En las torres de celdas, por regla general, se instalan 4 antenas con una directividad de 110 ° en acimut y 4 ° de altura (cerca del horizonte, para no dirigir la energía inútil al cielo y la tierra). Aquí, en el caso de una órbita baja, se declara un ángulo de 102 °
Hacer una de esas antenas de este tipo es bastante simple, pero ... luego adiós a altas velocidades con una gran cantidad de suscriptores, no todos pueden entrar allí, pero si el bloqueador entra allí ...
¿Pero tal vez no es por nada que Starlink se posiciona como de alta velocidad? ¿Quizás no es en vano que estos satélites pesen 380 kg y no 120 como OneWeb?
En principio, se puede hacer una docena. Por diseño, puede hacer opciones aquí, ya que no hay necesidad de redirigirlas rápidamente si realmente redistribuye la carga con los satélites vecinos y puede trabajar con los estacionarios.
La opción con el PAR le permite redistribuir más activamente las zonas, pero necesita resolver el sistema para que haya menos influencia mutua entre ellos (sobre cómo poner a 10 personas en una habitación y al mismo tiempo que necesitan hablar por teléfono).
La opción con un espejo parabólico o separación con cuernos está cercada de los vecinos, pero es necesario redirigir mecánicamente, y esto es reducción de peso, energía y confiabilidad. Por lo tanto, para la redistribución mutua de la zona no es adecuado.
Bueno, un poco de ficción) antena de interferencia de interferencia. Puede determinar dónde se encuentra el bloqueador, eliminar su señal únicamente con una antena muy estrecha y seleccionar el nivel para restarlo de la señal recibida durante el procesamiento. Bueno, lo que se necesita para esto es una antena especial, complicación del procesamiento de la señal, contrarrestar a un solo director (bueno, si agrega una antena más, puede hacer dos) Tales cosas pueden hacer los luchadores, pero no es adecuado para tal sistema.
El mas misterioso
Las tropas EW son quizás una de las más secretas, por lo que solo habrá suposiciones sobre sus capacidades.
(Kraukha está destinado a aeronaves "cegadoras", no más datos)
La primera opción de interferencia es la interferencia direccional al satélite. En este caso, la interferencia debe ocupar todo el espectro asignado y tener una potencia espectral más alta que la de los transmisores suscriptores.
Pero el protocolo de comunicación tendrá una velocidad de transmisión mínima y la banda más estrecha asignada, cuya reducción no es compatible.
Para la evaluación, hay un transmisor de 1 W, una velocidad de 2 Mbps, que requiere una banda de 100 kHz (por analogía con 5 g), que da 10 W / MHz.
Multiplicamos por el rango, obtenemos la potencia de interferencia de 2 kW (para V, posiblemente más). Todo esto se toma aproximadamente si la ganancia de las antenas de los suscriptores y el bloqueador es la misma, pero no creo que sean muy diferentes debido a la complejidad de crear un haz estrecho y colocarlo en un satélite en movimiento.
¿Pueden los productos de guerra electrónica dar 2 kW? Sí, quizás 10 latas en constante. Teóricamente, no necesitan enviar esta interferencia constantemente, solo necesitan pulsos cortos para estropear los paquetes transmitidos hasta que sea imposible recuperar datos. Pero completamente llegará al satélite desde una sola dirección. Si hay varias antenas y todo está bien desacoplado, esto no afectará a otros canales.
Compensación de la banda V. En sus comienzos (60 GHz), se localiza la frecuencia de absorción por el oxígeno atmosférico, lo que proporciona una gran atenuación en el aire. Es bien sabido que el ejército de los EE. UU. Lo usó específicamente para comunicarse a distancias cortas, por lo que desde lejos sería más difícil escuchar y / o ahogarse, también en el espacio donde esta atenuación no existe. Y no escuché una mayor frecuencia de uso. Así que hay más de un jammer en este rango, pero tal vez casi lo mismo.
Bueno, ahora se trata de una manera más simple si los atascas en el suelo. Solo hay una cosa que salva aquí: la directividad de las antenas. Un satélite no puede transmitir más de 200-300 vatios en total a todas las antenas, recibirá un promedio de kilovatios con una batería. Aquí la característica principal es el nivel de los lóbulos laterales.
Si fue posible obtener los datos de este parámetro, fue posible obtener estimaciones bastante reales, pero por ahora el principio mismo.
Digamos UBL -20 dB, lo que significa que en los lados, la recepción es 100 veces más débil que en el haz principal. Si el director tenía el mismo poder, entonces no debería estar más allá de la raíz de 100 = 10 veces más cerca que el satélite, con UBL -40, respectivamente, 100 veces más cerca. En la matriz de vibradores, la distribución de la amplitud de la señal es desigual, la amplitud disminuye hacia los bordes, mientras que los lóbulos laterales disminuyen. En este caso, la ganancia se reduce ligeramente, y si es necesario mantenerla, las dimensiones y el precio aumentan, por lo que este parámetro generalmente secundario puede ser sacrificado.
Puede dividir 340 y 1100 kilómetros (puede agregar la influencia del ángulo de ubicación) a estos valores usted mismo, pero al mismo tiempo el bloqueador debe estar en la línea de visión, la interferencia reflejada será mucho más débil y los Kulibins pueden colocar su antena en el embudo. Todavía existe la oportunidad de usar varios bloqueadores de bajo costo y baja potencia en el territorio requerido, que pueden ser adecuados para restringir el acceso a empresas cerradas.
Pero la conclusión es que, por supuesto, es posible ahogarse, la pregunta es qué tan lejos y qué medios se requerirán, y con antenas direccionales, un área muy grande se bloquea solo por el efecto en los satélites.