ITU-R S 1553 FRENCH-2002 A possible method to account for environmental and other effects on satellite antenna patterns《环境及其他影响卫星天线的因素的可能路径》.pdf
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1、 Rec. UIT-R S.1553 1 RECOMMANDATION UIT-R S.1553 Mthode envisageable pour prendre en compte les effets environnementaux et autres sur les diagrammes dantenne de satellite (Question UIT-R 236/4) (2002) LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que les effets environnementaux et autres
2、sont des lments importants de la dtermination des caractristiques de fonctionnement dune antenne de satellite en fin de vie; b) que les niveaux des lobes latraux dune antenne de satellite peuvent varier en fonction de facteurs environnementaux et oprationnels, et du vieillissement; c) que le diagram
3、me de rayonnement dune antenne de satellite est un paramtre important pour les calculs de brouillage; d) quon quipe de plus en plus les satellites dantennes-rseau actives dans lenvironnement des satellites; e) que les mthodes dvaluation des effets de lenvironnement sur la qualit de fonctionnement du
4、ne antenne de satellite dpendent de la technologie dantenne utilise; f) que, dans certains systmes, les brouillages causs une station terrienne ont pour principale origine les lobes latraux de lantenne du satellite, reconnaissant a) que la procdure exacte et les facteurs derreur peuvent varier en fo
5、nction de larchitecture de lengin spatial et de sa charge utile, recommande 1 demployer les mthodes et les informations prsentes en Annexe 1 pour aider les concepteurs de systmes satellites dterminer et valuer les variations des diagrammes de rayonnement des antennes de satellite en fonction de lang
6、le par rapport laxe de vise du satellite. ANNEXE 1 1 Introduction Les analyses effectues sur des antennes pour garantir leurs caractristiques en fin de vie ne dpendent pas de lorbite de lengin spatial (gostationnaire ou non) mais du type dantenne (actif ou passif) utilis. Dans les deux cas, les prin
7、cipes gnraux guidant les essais sont toutefois les mmes: le comportement du diagramme de rayonnement est test dans des conditions de gradient de temprature dgrades; la dgradation maximale est value au moyen de simulations valides; les caractristiques de fonctionnement en fin de vie sont dtermines au
8、 moyen dune combinaison des deux facteurs ci-dessus. 2 Rec. UIT-R S.1553 La prsente Annexe contient quelques prcisions sur cette mthode gnrale dvaluation des caractristiques de fonctionnement dune antenne. Il convient dapporter certaines prcisions concernant les termes utiliss pour dcrire les antenn
9、es: une antenne passive est une antenne dans laquelle le composant rayonnant ne comporte aucun quipement actif (amplificateurs de puissance semi-conducteur, faible bruit, tube ondes progressives ou autre). La fonction damplification est centralise et est intgre dans le rpteur. Les antennes passives
10、sont les plus utilises; on peut les associer une mcanique de pointage pour obtenir une couverture mobile; lantenne active est un sous-systme dans lequel les lments actifs sont intgrs entre les lments rayonnants du rseau de modelage du faisceau. Cette technique permet de gnrer des faisceaux multiples
11、 reconfigurables. Un des principes fondamentaux de la thorie des antennes actives est que le diagramme de rayonnement est dtermin par la distribution de lamplitude et de la phase en fonction de louverture. Le concepteur de lantenne peut, en principe, optimiser les lois dillumination et escompter que
12、 le diagramme de rayonnement rsultant sera tel que prvu. Dans la pratique, toutefois, il y aura des erreurs invitables et le diagramme de rayonnement rel sera, dans une certaine mesure, diffrent du diagramme thorique. 2 Antennes passives Les principales architectures dantenne passive sont bases sur
13、les antennes rflecteur, savoir un rflecteur parabolique illumin par un systme dalimentation primaire ou rflecteur secondaire situ au foyer ou prs du rflecteur principal. Les caractristiques de rayonnement de lantenne sont influences par les distorsions mcaniques et thermiques qui produisent essentie
14、llement une lgre dformation du rflecteur et ont ainsi une incidence sur les lois dillumination. Ces distorsions mcaniques et thermiques apparaissent en deux occasions: pendant la fabrication du rflecteur: la surface effective est diffrente de la surface thorique, pendant la dure de vie de lantenne:
15、lenvironnement du satellite est lorigine de certaines dformations mcaniques et thermiques qui modifient la gomtrie de lantenne et donc ses caractristiques de rayonnement. Ces effets se traduisent par une lvation du niveau des lobes latraux, une rduction du gain dans laxe et, un degr moindre, une err
16、eur de direction du faisceau principal. Les erreurs rsultant de dformations mcaniques ou thermiques sont prvisibles, et le diagramme de rayonnement qui en rsulte peut tre calcul par des mthodes classiques partir des caractristiques de la mission, de larchitecture du satellite et de la configuration
17、de lantenne. Ds que la configuration de lantenne est arrte, les diffrentes tapes de lanalyse pour garantir les caractristiques de fonctionnement en fin de vie sont les suivantes: caractrisation des erreurs de fabrication par rapport la forme thorique (calcul de lcart quadratique moyen); correction d
18、u modle dantenne compte tenu de ces erreurs; mesure des caractristiques de rayonnement de lantenne la temprature ambiante et corrlation avec la modlisation; Rec. UIT-R S.1553 3 recherches au niveau des environnements thermiques et mcaniques entranant la distorsion de lantenne la plus forte (distorsi
19、on quadratique moyenne la plus dfavorable); prvision du diagramme dantenne en fin de vie par analyse. Les paramtres de fonctionnement qui sont soumis aux essais temprature ambiante font apparatre certaines marges par rapport aux spcifications, et lanalyse indique ci-dessous servira confirmer que ces
20、 marges sont suffisantes pour garantir ses performances jusqu la fin de la dure de vie prvue. 3 Antennes actives Lvaluation ou la prvision des caractristiques de fonctionnement des antennes-rseau en prsence de variations dexcitation des lments (dues des facteurs environnementaux ou oprationnels, y c
21、ompris les dfaillances) est un aspect important des efforts techniques quil faut dployer pour le dveloppement dantennes hautes performances destines fonctionner en orbite. Dans le contexte du processus technique, on dtermine des bilans derreur pour dfinir les caractristiques de fonctionnement de lan
22、tenne sur toute la dure de vie du satellite. Un diagramme de rayonnement effectif dantenne active scartera du diagramme thorique en raison de la dispersion des caractristiques entres les chanes dlments actifs qui produisent une distorsion des lois dillumination en phase et en amplitude, ces distorsi
23、ons sont gnralement englobes sous le terme erreur A/. On observe deux types derreur selon leur nature prvisible ou alatoire. Les erreurs prvisibles (telles que la reproductibilit, lassemblage et les dfauts de gradient thermique) qui peuvent tre compenses par un talonnage de lantenne en des points dt
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