电子对抗卫星互联网

阅读bigdhost的 出版物后,我决定发布此文章,我之前对此表示怀疑,因为 许多参数是从“上限”获取的,但这些数字仍然不是主要问题。

这里的重点是SpaceX的StarX,但是每个人的物理定律都是相同的。

频率和功率


首先,您需要确定将在starlink卫星互联网中使用的范围。 据已知,对于高轨道卫星,这是K-Ka频段(22 GHz的频率处于该范围内,在该范围内,大气水分会强烈吸收波,这使得该范围的部分不适合长距离通信),而对于低轨道卫星,这就是V范围从60 GHz。

K-Ka范围已被各种通信方式使用,因此这里可能很难获得频率,几乎无法预期到200 MHz以上的带宽,但是V仍几乎是自由的,因此情况可能会更好。

在每个国家/地区分别获得使用频率的许可。 例如,日本,俄罗斯13和法国仅允许使用14个信道的2400-2480 MHz的整个wi-fi范围。这些信道占用20 MHz并进入相邻信道,还可以在40 MHz时建立双信道,可使带宽增加一倍,但不建议与许多设备一起使用或受到干扰。 仅有4g的宽度也约为100MHz,远远大于3g,这种扩展是速度提高的主要原因之一。

还分配了最大信号传输功率。 对于全向wi-fi,允许使用0.1 W,对于手机,确定尊严。 规范,约为1 W,对于卫星互联网,我也认为约为1W。 这就提出了一个问题,即该功率落在哪个频段。

现在,您需要在设备之间分配频率,如果设备太多,则必须缩小频带,从而降低传输速度。 当发生干扰时,也会发生同样的事情,您必须增加功率与频率之比(W / Hz),直到超过噪声水平。 因此,不可能在很多设备或干扰物上创造奇迹,而必须牺牲速度,在逻辑上,在V范围内,您可以跳过更多数据。

使用它有多有效? 在Wiki上以2018年院子里效率的5倍进行计算),我们设法以200 MHz的带宽实现4.5 Gbit / s的带宽,因此声称的1 Gbit / s将需要40 MHz,这对于K范围来说有点太大了,但是对于V来说并不是很忙真的。 与5g相比,由于多普勒效应而产生了困难,但可以在“比萨盒”的侧面解决。

从40 MHz时的1 Gbit / s的比率可以看出,对于许多用户而言,高速范围还不够,因此很有可能在卫星上安装多个定向天线,而不是一个宽带定向天线,结果我们在一颗卫星上安装了多个基站。

天线类


现在关于天线。 对于用户而言,要求更加明确-为了在卫星方向上获得最大增益,来自其他方向的所有信号均为噪声。 为了不机械地移动天线,使用了前灯。

为了创建更锐利的方向角以提供更高的增益,您需要在天线的行和列上使用更多的偶极子。 如此高的频率之所以好,是因为偶极子和它们之间的间距很小,即使尺寸很小,也可以制造出指向性强的天线。 您可以获得超过一千的收益。

除方向性外,天线还具有一个面积,必要时可以通过增加偶极子来增加。 但是,与此同时,不仅有用信号的电平增加,而且噪声增加,面积简单增加的信噪比仍然存在。 为什么可能需要这样做? 接收器可以在非常弱的输入信号下工作,但是除了理想接收器冷却到0度开尔文以外的所有东西都会产生内部噪声,但是如果输入信号更强,则该固有噪声几乎不会在任何条件下发生干扰。

另外,除了在大约1000倍左右的正确方向上的强放大之外,在其他方向上的辐射和接收也会具有0.01-0.5的不均匀系数,除非您当然从那些侧面覆盖了东西:)

有了卫星,情况就更加复杂了。 有了它,您需要覆盖广阔的领土。 通常,在手机信号塔上,安装了4条天线,方位角分别为方位角110°和高度4°(在地平线附近,以免将无用的能量引向天地)。 在这里,在低轨道的情况下,角度为102°

制造这样的天线非常简单,但是...然后告别了拥有大量用户的高速网络,每个人都无法进入,但是如果干扰干扰了...
但是,也许将starlink定位为高速并非一无是处吗? 这些卫星重380公斤,而不是像OneWeb一样重120公斤,这并非徒劳吗?

原则上可以打一打。 通过设计,您可以在此处进行选择,因为如果您真正将负载与相邻卫星重新分配,并且可以与固定卫星一起使用,则无需快速重定向它们。

带有PAR的选件允许对区域进行更主动的重新分配,但是有必要对系统进行设计,以使它们之间的相互影响较小(大约如何将10个人放在一个房间中,同时他们应该在电话上交谈)。

带有抛物面镜或带有角的分隔的选件与邻居隔离开来,但是必须进行机械重定向,这会降低重量,降低能耗,降低可靠性。 因此对于区域的相互重新分配是不合适的。

好吧,有点虚构)天线计数器干扰干扰器。 您可以确定干扰器的位置,使用非常狭窄的天线纯粹去除其信号,然后选择电平以在处理期间从接收的信号中减去该信号。 好吧,为此需要的是一根特殊的天线,信号处理的复杂性,仅对一个导向器的反作用(好吧,如果再增加一个天线,则可以两个)这样的战斗机可以做到,但不适用于这样的系统。

最神秘


电子战部队也许是最秘密的部队之一,因此只会对其能力进行假设。

图片

(Kraukha用于“盲”飞机,没有更多数据)

第一个干扰选项是对卫星的定向干扰。 在这种情况下,干扰应占据整个分配频谱,并且频谱功率要高于用户发射机。

但是通信协议将具有最小的传输速度和分配给它的最窄的带宽,不支持降低带宽。

为了进行评估,假设有一个1 W的发射器,其速度为2 Mbps,它需要一个100 kHz的频带(类似于5g),给出10 W / MHz。

我们乘以范围,得到2 kW的干扰功率(对于V,可能更大)。 如果用户天线和干扰天线的增益相同,则可以粗略地估算出所有这些,但是我认为由于难以产生窄波束并将其定位在移动的卫星上,因此它们不会有很大的不同。

电子战产品可以提供2 kW吗? 是的,也许10可以保持不变。 从理论上讲,它们不需要不断地发送此干扰,它们只需要短脉冲就破坏了传输的数据包,直到不可能恢复数据为止。 但是完全它将仅从一个方向到达卫星。 如果上面有多个天线并且所有组件都已很好地分离,则不会影响其他通道。

V波段偏移。 刚开始时(60 GHz),就定位了大气中氧气的吸收频率,这会大大衰减空气。 众所周知,美国军方专门将其用于短距离通信,因此,即使在不存在这种衰减的空间中,从远处看也很难听和/或淹死。 而且我没有听到更高的使用频率。 因此,在此范围内还有更多的干扰器,但可能几乎相同。

好吧,现在,将天线卡在地面上是一种更简单的方法,这里只保留一件事-天线的方向性。 卫星向所有天线发射的总功率不能超过200-300瓦,使用电池平均可以接收到千瓦。 这里的主要特征是旁瓣的水平。

如果有可能获得该参数的数据,则有可能获得相当真实的估计,但就原理本身而言。

假设UBL -20 dB,这意味着在侧面,接收比在主波束中弱100倍。 如果导演拥有相同的权力,那么他的根距就必须不超过卫星的100 = 10倍,而UBL -40则要比卫星更近100倍。 在振动器阵列中,信号幅度的分布不均匀,幅度向边缘减小,而旁瓣减小。 同时,增益会略有降低,并且如果有必要保持它的尺寸和价格会增加,因此通常可以牺牲此辅助参数。

您可以自行将340公里和1100公里(可以加上位置角的影响)划分为这些值,但是与此同时,干扰器应在视线范围内,反射干扰将弱得多,而Kulibins可以将其天线放在漏斗中。 仍有机会在所需区域内使用几种低成本,低功率的干扰器,这可能适合限制进入封闭式企业。

但是结论是,当然有可能淹没,问题是需要多远和需要什么手段,而使用定向天线,很大的区域只能受到对卫星的影响。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN412473/


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