Teoretický návrh a realizácia VF systému pre spracovanie cirkulárnych a lineárnych vektorov vlnení v spektre KA pásma od 18,2 do 22,2 GHz (SHF) určeného pre vlnoplochy* rotačných paraboloidov s pomerom f/D od 0,37 do 0,42
Roman Dávid : Teoretický návrh a realizácia VF systému pre spracovanie cirkulárnych a lineárnych vektorov vlnení
v spektre KA pásma (SHF) od 18,2 do 22,2 GHz určeného pre vlnoplochy* rotačných paraboloidov s pomerom f/D
od 0,37 do 0,42.
*1 : vlnoplocha ako pojem z Huygensovho ai. princípov
►KA band satellite reception
►SHF-Super High Frequency satellite reception
.
Abstrakt č.1 : výskum mnohonásobnej korelácie G> D <BW vo frekvenčnom spektre KA pásma s λ=13,5-18,5 mm (platí za predpokladu
šírenia vlnenia vo vákuu)
Pri konštrukciou a miestom danej orbitálnej ose azimutu λ= 90° / - 40° musel autor zadefinovať referenčnú nosnú f0 na stacionárnom objekte
geosynchrónnej obežnej dráhy s vysokou pravdepodobnosťou naplnenia mnohonásobnej korelácie (súvzťažnosti) G> D <BW v spektre
kmitočtov od fmin=18,2 GHz do fmax=22,2 GHz na vlnoplochách troch rotačných paraboloidov so vzostupnou postupnosťou D=140 >240 > 300 cm,
ktoré autor za týmto účelom fyzicky inštaloval.Analýza spektra a následná identifikácia aktívneho modemu na f=20 925 MHz (FEC 2/3) v
kmitočtovom spektre cirkulárneho vektora vlnenia LHCP na objekte WGS-2 z východnej časti orbitu na λ=60° s prakticky ''nulovým“ (voči
zemskému povrchu) geosynchrónnym driftom,zadefinovala referenčný kmitočet “f0“ pre výskum a naplnenie mnohonásobnej korelácie v spojitosti
s autorom navrhnutým VF systémom pre spracovanie cirkulárnych vektorov vlnení kmitočtového spektre KA pásma (SHF).
⇒ Poznámka autora : geosynchrónny objekt UFO F-10 (resp. UHF-10 Ultra High Frequency follow on satellite_UHF-EHF-GBS) patriaci ministerstvu
obrany Spojených Štátov Amerických-PENTAGON na λ=72° s aktívnym modemom na f=20 595 MHz a s bodovým smerovaním do oblasti
Arabského zálivu musel autor po detailnej analýze stavu objektu vylúčiť ako nevhodný z dôvodu permanentného geosynchrónneho driftu
takmer 6°/24h/ s nutnosťou periodickej rekonfigurácie EL uhla každých 10 min. , podobne ako 2 objekty z cirkulárnych prechodných dráh
s časovo podmienenou periodicitou lokalizácie rádovo v jednotkách hodín v 24 hod. intervale.
►►►Technické údaje objektu WGS-2 na geosynchrónnej obežnej dráhe s autorom zadefinovaným referenčným kmitočtom f0=20 925 MHz .
| Názov objektu : (vojenský telekomunikačný satelit ) | WGS-2 /Wideband Global SATCOM / |
|---|---|
| Obežná dráha : |
geocentrická |
| Polohovanie objektu : | 60° východnej dĺžky |
| Aktivita objektu na obežnej dráhe : | pravdepodobne 08-2009 |
| Výrobca objektu : | Boeing Satellite and Intelligence Systems, Inc USA |
| Výlučný vlastník a prevádzkovateľ objektu WGS-2 : | Strategické velenie ministrstva obrany Spojených Štátov Amerických-PENTAGON |
| Polarizácia vlnenia pre f0=20 925 MHz / IF=1675 MHz : | Kruhová-ľavotočivá LHCP / idetifikovaná meraním |
| Aktívne vyťažované frekvenčné spektrum satelitu v pásme KA /down/ : | Od 20,4 do 21,3 GHz / viď nasledovná analýza spektra vektora LHCP |
| Aktívne vyťažované frekvenčné spektrum satelitu v pásme X /down/ : | Od 7,25 do 7,75 GHz |
| Aktivity objektu v spektre KA pásma : | Vysokorýchlostné (2.1 to 3.6 Gbps) data kanály,Northrop Grumman "live window" atď ... |
| Poveternostné podmienky pri meraní : | Polojasno s premenlivým vetrom s rýchlosťou 3-5 m/s _údaje zo zdroja Shmu |
| Zemepisná poloha výskumu a meraní : | Lučenec _ N48°19719' , E19°40148' |
►neoverená premisa o predpokladanom zaradení referenčnej nosnej f0 (aktívny modem) do jedného z ôsmych lúčov bodového
smerovania zväzku NCA 7 s relatívne najnižšou hladinou EIRP/C=50,8 dBW >>> DVB-S , R 2/3 , RS max=37,5 Mbps
►WGS-1 na λ=175° >>> WGS-2 na λ=60° >>> WGS-3 na λ= - 12° : spojovacie linky objektov aktívne vyťažujú 8 bodovo smerovaných zväzkov
a 2 oblastné zväzky s bližšie nešpecifikovaným počtom 125 MHz kanálov na zväzok
► WGS-2 na λ=60° / zväzok NCA 7 / EIRP/C=50,8 dBW >>> dostupnosť v % ►
zdroj informácii : The MITRE Corporation Washington USA _ National Security Engineering Center (NSEC)
►Poznámka autora : z pochopitelných príčin (nakoľko sa jedná o údaje súvisiace s národnou bezpečnoťou USA a ich spojencov v NATO)podliehajú
všetky detailné-nie všeobecné dáta definovaného objektu WGS-2 vysokému stupňu utajenia a z dôvodu že mi nie je známa osoba,ktorá by
disponovala stupňom bezpečnostnej previerky,ktorý by jej umožňoval oboznamovať sa s týmito utajovanými skutočnosťami,som sumu v tejto práci
zverejnených technických a fakto-grafických dát o analyzovanom objekte WGS-2 čerpal z odtajneného “informačného torza“, ktoré na základe
zákona o slobodnom prístupe k informáciám (ktorý vstúpil do platnosti v USA v roku 1967-FOIA) bolo v minimálnej možnej miere sprístupnené
verejnosti . ( Unclassified for Official Use only )
Abstrakt č.2 : návrh VF systému pre spracovanie cirkulárnych vektorov vlnení kmitočtového spektre KA pásma (SHF) od 18,2 do 22,2 GHz
určeného pre vlnoplochy rotačných paraboloidov s pomerom f/D od 0,37 do 0,42.
Autorov návrh vychádza z jeho praxe overenej premisy o prakticky zanedbatelne malom tlmení (<<<0,5 dB) pri správne vypočítanom trojstupňovom
spracovaní elektromagnetického vlnenia v postupnosti primárny radiant>stupeň vybudenia polarizácie>prírubový transformátor pre cirkulárne
vektory LH/RH a dvojstupňovom zapojení v postupnosti primárny radiant>prírubový transformátor pre lineárne vektory vlnenia V/H. Z troch
v teórii jednoznačne definovaných faktorov smerujúcich k dosiahnutiu čo najvyššej účinnosti prenosu,ako sú účinné ožiarenie sekundárneho žiariča
(cez správne vypočítanú vyžarovaciu charakteristiku primárneho radianta definovanú tzv. účinnosťou-resp. keď hovorím o žiariči tzv. svetelnosťou
jeho priezoru definovanú v stupňoch ψ,ktorú si autor vypočítal pre paraboloidy s identickým pomerom f/D pri rozdielnom D=140 resp.300 cm ) ďalej
zabezpečiť účinné vybudenie cirkulárneho vlnenia vo vlnovode (v závislosti od rozmerov,hrúbky,permitivity,tvaru a natočenia dielektrickej lišty čím sa
prakticky definuje fázový posun 90° resp. opozdenie vlny šíriacej sa v dielektrickej lište oproti vlne šíriacej sa vo vzduchovom dielektriku vlnovodu atď)
a nakoniec minimalizovať straty v impedančnom neprispôsobení jednotlivých stupňov.Autor venoval maximálnu pozornosť práve návrhu druhého stupňa
pre vybudenie polarizácie a vypočítal 4 ks dielektrických líšt pre f-stred v postupnosti 18,7 >19,7>20,7>21,7 GHz .Prvotné úvahy o vybudení cirkulárnych
vlnení pomocou dielektrickej lišty na báze zliatin kovov alebo pomocou indukčného člena,sa v praxi autorovho zapojenia ukázali ako nevhodné a po
približne 300 hod. výskumnej činnosti v tejto oblasti mohol odovzdať zhotoviteľovi návrh finálneho prototypu VF systému pre plné kmitočtové spektrum
KA pásma ku konečnej realizácii na CNC strojoch s požadovanou presnosťou zhotovenia 0,01 mm .
►►► Praktická realizácia finálneho riešenia VF systému pre spracovanie cirkulárnych vektorov vlnení v spektre KA pásma od 18,2 do 22,2 GHz
primárny radiant > budič polarizácie > prírubový transformátor > PLL LNB Norsat 9000 HD-3F
výpočet a návrh VF systému : Roman Dávid Lučenec / zakladateľ a autor Think-Tanku dxsatcs.com
KA-band PLL LNB ⇒ Norsat 9000 HD-3F _ L.O.stability +/- 60 kHz , NF=1,6 dB , LOF=20 250 MHz , f=21 200 - 22 200 MHz
KA band DRO LNB ⇒ Norsat 880-9000 A+B+CF _ L.O.stability +/- 1 MHz , NF=1,3-1,6 dB , LOF=17-18-19 250 MHz , f=18 200 - 21 200 MHz
dxsatcs.com-KA-band-reception-hf-system-lhcp-polarization-wgs-2-satellite
dxsatcs.com-KA-band-reception-hf-system-lhcp-polarization-wgs-2-satellite
dxsatcs.com-KA-band-reception-hf-system-lhcp-polarization-wgs-2-satellite
dxsatcs.com-KA-band-reception-hf-system-lhcp-polarization-wgs-2-satellite
►►►Technické parametre sekundárneho radiantu / vlnoplocha parabolického reflektora s aktívnym priemerom D=300 cm
| Aktívny priemer : | D=300 cm |
|---|---|
| Pomer f/D : | 0,4 |
| Materiál vlnoplochy : | sklo-laminát |
| Typ vlnoplochy : | rotačný paraboloid |
| Spôsob polohovanie orbitálnej osi azimutu+elevácie : | plne manuálne definovanie AZ/EL |
| Rozsah spektra pracovných frekvencií : | 18,2 - 22,2 GHz |
| Zisk (G) pre f/stred=20 200 MHz (mód RX-circular) : | 53,5 dBi |
| Šírka vyžarovacieho laloku pre fstred pri -3 dB (mód RX) : | 0,34° |
| Šumová teplota antény pre EL=22,5° / 60° v.d. : | 110 K |
| Rozsah definovania EL uhla : | 0-70° |
| Rozsah definovania AZ uhla : | 0-360° |
| Pôvod a výrobca antény : | dopravená v kontajneri loďou z USA / zaniknutá značka Channel Master USA |
dxsatcs.com-PF Channel Master-300 cm-KA-band-reception-WGS-2-satellite-60-east
dxsatcs.com-PF Channel Master-300 cm-KA-band-reception-WGS-2-satellite-60-east
►►►Výsledky meraní a analýz na finálnom riešení VF systému pre spracovanie cirkulárnych vektorov vlnení v spektre KA pásma od 18,2 do 22,2 GHz.
–Analyzovaný geostacionárny objekt : WGS-2 / λ=60°
—Analyzovaný prenos : autorom definovaný referenčný kmitočet f0=20 925 MHz / IF=1675 MHz _ aktívny modem
—Identifikované parametre kanálu : BW=49,43 MHz , SR=36 615 Ksym/sec , FEC=2/3
—Sekundárny radiant : rotačný paraboloid Channel Master s D=300 cm
—Digitálny a analógové analyzátory spektra a kvality : Televes H60 Advanced , Unaohm AP 201 S PLUS , Rover DM16 4HD Digimax atď ...
► Analýza frekvenčného spektra vektora vlnenia LHCP s f0=20 925 MHz / IF=1675 MHz
- Roman Dávid vykonáva video záznam s analýzou kvality a spektra v mieste meraní Lučenec dňa 11.8.2012 -
.
.
►Televes H60 Advanced
f0=20 925 MHz / IF=1675 MHz f0=20 925 MHz / IF=1675 MHz f0=20 925 MHz / IF=1675 MHz
SP=200 MHz SP=500 MHz SP=1 500 MHz
.
.
► Televes H60 a video sekvencia s analýzou spektra v mieste meraní dňa 10.8.2012
.
.
► Analýza kvality vektora vlnenia LHCP s f0=20 925 MHz / IF=1675 MHz
► Televes H60 Advanced ⇒ Rover DM16 4HD Digimax
f0=20 925 MHz , BW=49,43 MHz , SR=36 615 Ksym/sec , FEC=2/3
platí že Ch BER → 0 pri rezerve zisku N.MAR=7 dB čo vyjadruje konštelačná vzorka v kvadrante QPSK
► Televes H60 a video sekvencia s analýzou kvality v mieste meraní dňa 10.8.2012
.
Teoretický návrh a realizácia VF systému pre spracovanie cirkulárnych a lineárnych vektorov vlnení v spektre KA pásma
(SHF) od 18,2 do 22,2 GHz určeného pre vlnoplochy rotačných paraboloidov s pomerom f/D od 0,37 do 0,42.
autor práce : Roman Dávid_zakladateľ Think-Tanku Czech & Slovak DX Satellite Club © Lučenec 2012 / Slovenská rep.
poznámka od autora : uplatnil som deskriptívny spôsob tvorby slovosledu,v ktorom v tretej osobe v minulom čase,oznamovacím
spôsobom pomenúvam fakty,postupy a deje
Doporučená literatúra :
►pri výpočtoch autor aplikoval matematické vzorce (nie myšlienky a postupy) z nasledovnej literatúry dostupnej na portále books.google.com :
1, Alan W.Rudge - The Handbook of Antenna Design Volume 1 , Peter Pelegrinus Ltd. , London 1982
2, Nathan Marcuvitz - Waveguide handbook , Peter Pelegrinus Ltd. , London 1993
►voľne dostupné zdroje v téme analyzovaného geosynchrónneho objektu WGS-2... _ spol. Boeing Satellite and Intelligence Systems, Inc USA :
1, The Wideband Global SATCOM (WGS) satellites / download pdf
2, UHF Follow-On (UFO) series / download pdf
Roman Dávid : Praktická aplikácia dvojstupňového zapojenia VF systému pre lineárne vektory vlnenia v pásme super vysokých
frekvencií KA pásma od 18,2 do 18,6 GHz do ohniska rotačného paraboloidu s pomerom f/D 0,4 a výsledok analýzy priepustnosti
VF systému derivovanú od PER Packet Error Rate formátu DVB-S2.
.
►KA band satellite reception
►SHF-Super High Frequency satellite reception
.
►►►Autor definuje objekt,poukazuje na jeho inklináciu ,určuje referenčný kmitočet f0 pre merania a testy priepustnosti
dvojstupňového zapojenia VF systému ...
►Definovaný objekt : Astra 1H
►Zemepisná dĺžka objektu dňa 4.9.2012 o 17:29:28 hod : 19,43°
poznámka : Autorove výstupy z monitoringu objektu 1H (od 18.8 do 1.9.2012 )a z meraní na sekundárnom radiante s D=300 cm
potvrdili jednoznačne identifikovatelnú inklináciu analyzovaného objektu 1H v necyklickom rozsahu zmien Δλ
(pravidelne aktualizovaná suma údajov od provajdera SES Astra ) čo je v mnohonásobnej korelácii s nutnou necyklickou
rekonfiguráciou prevažne EL uhla v priemere 2x /24 hod. , s permanentnou osciláciou špičky "Q" referenčného kmitočtu f0
resp. s priepustnosťou dvojstupňového zapojenia VF systému atď.
pojem rekonfigurácia EL uhla/pomôžem si príkladom z kinematiky : ak polohovaciu maticu EL uhla rozdelíme osou "x" a "y"
na 4 kvadranty,pričom obvod matice vytvorí kruh rozdelený na 4 krivočiare lichobežníky,potom po zmene polohy analyzovaného
objektu 1H vyjadrenú v° Δλ, musel autor na dosiahnutie predchádzajúcej Q,rekonfigurovať-pootočiť maticu EL uhla o uhlovú
dráhu φ =90° pohybujúceho sa bodu po obvode kruhu,čiže o jeden kvadrant ...
►Aktuálna inklinácia objektu : 0,23°
poznámka : Autor kvantifikuje funkčnú závislosť medzi zmenou Δλ a Q v špičke amplitúdy až 2 dB (LM/NM) v závislosti od necyklickej
zmeny Δλ analyzovaného objektu 1H
►Zadefininovaný referenčný kmitočet : f0=18 359 MHz / IF=1 109 MHz _ Óčko TV Česká republika
poznámka : nejedná sa o príležitostné testy ale o stabilne prítomný prenos-vysielanie v spektre KA pásma,ktoré nepatrí do DTH kategorizácie
►Polarizácia vlnenia pre f0=18 359 MHz / IF=1109 MHz : Vertikál
►Vyžarovací diagram objektu 1H pre KA pásmo : detailné fakty provajder nezverejnil
| Názov objektu : | Astra 1H |
| Obežná dráha : | geocentrická |
| Polohovanie inklinujúceho objektu : | okolo 19,45° východnej dĺžky |
| Aktivita objektu na obežnej dráhe : | od 18.6.1999 |
| Výrobca objektu : | Boeing Satellite and Intelligence Systems, Inc USA |
| Polarizácia vlnenia pre f0=18 359 MHz / IF=1109 MHz : | vertikál / V |
| Aktívne vyťažované frekvenčné spektrum satelitu v pásme KA /up and down/ : | 29,5-30 GHz - 18,3-18,8 GHz |
| Aktivity objektu v spektre KA pásma : | viď nasledovné novinky od Think-tanku dxsatcs.com |
| Poveternostné podmienky pri meraní : | polojasno,bezvetrie |
| Zemepisná poloha výskumu a meraní : | Lučenec _ N48°19719' , E19°40148' |
Astra 1H : KA band footprint / uplink coverage Astra 1H : KA band footprint / downlink coverage in red
! SES proprietary and confidential !
►►► Praktická realizácia finálneho riešenia VF systému pre spracovanie lineárnych vektorov vlnení v spektre KA pásma od 18,2 do 22,2 GHz
primárny radiant > prírubový transformátor > KA band DRO LNB ⇒ Norsat 880-9000 AF
výpočet a návrh VF systému : Roman Dávid Lučenec / zakladateľ a autor Think-Tanku dxsatcs.com
dxsatcs.com-KA-band-reception-hf-system-v-h-polarization-astra-1h-ka-band-satellite
dxsatcs.com-KA-band-reception-hf-system-v-h-polarization-astra-1h-ka-band-satellite
dxsatcs.com-KA-band-reception-hf-system-v-h-polarization-astra-1h-ka-band-satellite-09
►►►Technické parametre sekundárneho radiantu / vlnoplocha parabolického reflektora s aktívnym priemerom D=300 cm
| Aktívny priemer : | D=300 cm |
|---|---|
| Pomer f/D : | 0,4 |
| Materiál vlnoplochy : | sklo-laminát |
| Typ vlnoplochy : | rotačný paraboloid |
| Spôsob polohovanie orbitálnej osi azimutu+elevácie : | plne manuálne definovanie AZ/EL |
| Rozsah spektra pracovných frekvencií : | 18,2 - 22,2 GHz |
| Zisk (G) pre f/stred=20 200 MHz (mód RX-circular) : | 53,5 dBi |
| Šírka vyžarovacieho laloku pre fstred pri -3 dB (mód RX) : | 0,34° |
| Šumová teplota antény pre EL=22,5° / 60° v.d. : | 110 K |
| Rozsah definovania EL uhla : | 0-70° |
| Rozsah definovania AZ uhla : | 0-360° |
| Pôvod a výrobca antény : | dopravená v kontajneri loďou z USA / zaniknutá značka Channel Master USA |
PF Channel Master-300 cm-KA-band-reception-astra-1h-satellite-ka-band-dxsatcs-01
►►►Výsledky meraní priepustnosti derivovanej od PER na finálnom riešení VF systému pre spracovanie lineárnych vektorov vlnení
v spektre KA pásma na inklinujúcom objekte Astra 1H
–Analyzovaný geostacionárny objekt : Astra 1H / λ=19,43°
—Analyzovaný prenos : autorom definovaný referenčný kmitočet f0=18 359 MHz _ Óčko TV Česká republika
—Identifikované parametre kanálu : BW=9,3 MHz , SR=6 889 Ksym/sec , FEC=3/4 , DVB-S2 , QPSK
—Sekundárny radiant : rotačný paraboloid Channel Master s D=300 cm
—Digitálny a analógové analyzátory spektra a kvality : Televes H60 Advanced , Unaohm AP 201 S PLUS , Rover DM16 4HD Digimax atď ...
► Analýza frekvenčného spektra vektora vlnenia -V- s f0=18 359 MHz / IF=1 109 MHz
- Roman Dávid vykonáva video záznam s analýzou kvality a spektra v mieste meraní Lučenec dňa 3.9.2012 -
►Televes H60 Advanced : f0=18 359 MHz _ Óčko TV Česká republika
f0=18 359 MHz / IF=1109 MHz f0=18 359 MHz / IF=1109 MHz f0=18 359 MHz / IF=1109 MHz
SP=50 MHz SP=500 MHz SP=1 500 MHz
► Televes H60 a video sekvencia s analýzou spektra v mieste meraní dňa 2.9.2012
f0=18 359 MHz _ Óčko TV Česká republika
.
.
►►►Anylýzy priepustnosti na finálnom riešení VF systému pre spracovanie lineárnych vektorov vlnení
v spektre KA pásma na inklinujúcom objekte Astra 1H derivované od stavu DVB-S2-PER Packet Error Rate,
doplnené vzorkou QPSK konštelačného diagramu a online video analýzami ....
►Televes H60 Advanced + Rover DM16 4HD Digimax : f0=18 359 MHz _ Óčko TV Česká republika
f0=18 359 MHz / IF=1109 MHz f0=18 359 MHz / IF=1109 MHz
platí že DVB-S2 PER<1x10-8 DVB-S2 Link Margin osciluje od 4 do 5,8 dB
f0=18 359 MHz / IF=1109 MHz f0=18 359 MHz / IF=1109 MHz
vzorka QPSK konštelácie detail na II. QPSK kvadrant
► Televes H60 a video sekvencia s analýzou kvality v mieste meraní dňa 2.9.2012
f0=18 359 MHz _ Óčko TV Česká republika
.
.
.
►►►Stabilne identifikovatelné vysielanie Óčko TV vo "V" spektre inklinujúceho satelitu A1H na 19,43°e na f=18 359 MHz
Óčko tv Česká republika : vysielanie v KA pásme _ SHF
--- vysielanie v KA pásme českej Óčko tv ---
.
Roman Dávid : Praktická aplikácia dvojstupňového zapojenia VF systému pre lineárne vektory vlnenia v pásme super vysokých
frekvencií KA pásma od 18,2 do 18,6 GHz do ohniska rotačného paraboloidu s pomerom f/D 0,4 a výsledky analýz priepustnosti
VF systému derivovanú od PER Packet Error Rate formátu DVB-S2.
autor práce : Roman Dávid_zakladateľ Think-Tanku Czech & Slovak DX Satellite Club © Lučenec 2012 / Slovenská rep.
►voľne dostupné zdroje v téme družice A1H zo zdroja prevádzakovateľa SES Astra :
1, http://www.ses.com/4628677/astra-1h
2, http://www.ses.com/4405429/tool/centerofbox
3, http://www.ses.com/4405170/tool/ephemeris