Спутники на низкой околоземной орбите (НОО) все чаще используются для экологического мониторинга Земли, а также в логистических целях, таких как навигация морских судов. Данные, передаваемые со спутниковых терминалов на приемники на Земле, известные как «нисходящая линия связи», неуклонно увеличиваются и, как следствие, требуют новых частотных областей.
В этом отношении Ka-диапазон для спутниковой связи в микроволновом диапазоне частот 17–31 ГГц дает несколько преимуществ. Диапазон Ka позволяет использовать антенны меньшего размера, чем для обычных частот нисходящего канала, и передачу на основе фазированной решетки , что позволяет управлять линией передачи независимо от положения спутника. Однако передающие устройства в Ka-диапазоне до сих пор были в значительной степени неэффективны из-за ухудшения поляризации сигнального луча при изменении направления передатчика. Ухудшенная поляризация проявляется в виде шума в приемнике, уменьшая отношение сигнал/шум.
На этом фоне исследователи из Токийского технологического института (Tokyo Tech), Япония, в новом исследовании предложили первый зарегистрированный передатчик с двойной круговой поляризацией для спутников в диапазоне Ka на основе стандартного кремниевого CMOS-процесса. Их работа была представлена на симпозиуме IEEE по радиочастотным интегральным схемам и опубликована в материалах конференции.
«В нашем исследовании мы смогли снизить потери и повысить эффективность передачи с помощью схемы адаптивной настройки импеданса, реализованной с помощью тюнера нагрузки на основе трансформатора пи-типа с малыми потерями. Благодаря этому новшеству спутник сможет передавать на приемник на Земле в широком диапазоне углов», — объясняет доцент Ацуши Ширане, один из авторов исследования.
В дополнение к схеме адаптивного импеданса была также интегрирована схема обнаружения круговой поляризации для калибровки круговой поляризации при управлении лучом. «Поскольку нагрузка настраивается и передатчик формирует больший угол с приемником, круговая поляризация ухудшается. Это было фундаментальным ограничением использования двойной круговой поляризации . Но с нашей внутренней калибровкой на ухудшение это традиционное ограничение снимается. может позволить создать практичное устройство на основе нашей технологии», — говорит доктор Ширане.
Действительно, как продемонстрировали исследователи, их инновационная конструкция передатчика показала высокую энергоэффективность, а также высокую эквивалентную изотропно излучаемую мощность в широком диапазоне углов (от -60° до +60°).
Эти результаты могут проложить путь к значительному скачку в технологии нисходящей линии связи. Кроме того, в связи с растущими экологическими проблемами низкоорбитальный мониторинг Земли, вероятно, станет более важным. В этом свете эти результаты подчеркивают, что полоса частот Ka является сильным кандидатом для спутниковой связи в ближайшие годы.
Теги: Интернет, связь, спутник
