Roman Dávid-ÚVOD do KA pásma: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

dxsatcs.com-KA-band-reception-hf-system-lhcp-polarization-wgs-2-satellite-02

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

 

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 .

Analyzovaný geosynchrónny objekt : WGS-2
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 % 
                    wgs-1-2-3-satellites-footprint-beam-spot-n

  ►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

                dxsatcs.com-KA-band-reception-hf-system-lhcp-polarization-wgs-2-satellite-n

         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-01dxsatcs.com-KA-band-reception-hf-system-lhcp-polarization-ka-band-lnb-norsat-9000cf--02   dxsatcs.com-KA-band-reception-hf-system-lhcp-polarization-ka-band-lnb-norsat-9000cf--03

                                               dxsatcs.com-KA-band-reception-hf-system-lhcp-polarization-wgs-2-satellite
dxsatcs.com-KA-band-reception-hf-system-lhcp-polarization-wgs-2-satellite-04dxsatcs.com-KA-band-reception-hf-system-lhcp-polarization-wgs-2-satellite-05dxsatcs.com-KA-band-reception-hf-system-lhcp-polarization-wgs-2-satellite-06

                                             dxsatcs.com-KA-band-reception-hf-system-lhcp-polarization-wgs-2-satellite
dxsatcs.com-KA-band-reception-hf-system-lhcp-polarization-wgs-2-satellite-07dxsatcs.com-KA-band-reception-hf-system-lhcp-polarization-wgs-2-satellite-08dxsatcs.com-KA-band-reception-hf-system-lhcp-polarization-wgs-2-satellite-09

                                               dxsatcs.com-KA-band-reception-hf-system-lhcp-polarization-wgs-2-satellite
dxsatcs.com-KA-band-reception-hf-system-lhcp-polarization-wgs-2-satellite-10dxsatcs.com-KA-band-reception-hf-system-lhcp-polarization-wgs-2-satellite-11dxsatcs.com-KA-band-reception-hf-system-lhcp-polarization-wgs-2-satellite-12

►►►Technické parametre sekundárneho radiantu / vlnoplocha parabolického reflektora s aktívnym priemerom D=300 cm

               PF Channel Master-300 cm-KA-band-reception-WGS-2-satellite-60-east-n

PF Channel Master 3.0 m / výpočty realizoval autor
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
PF Channel Master-300 cm-KA-band-reception-WGS-2-satellite-60-east-05PF Channel Master-300 cm-KA-band-reception-WGS-2-satellite-60-east-04PF Channel Master-300 cm-KA-band-reception-WGS-2-satellite-60-east-02

                                                 dxsatcs.com-PF Channel Master-300 cm-KA-band-reception-WGS-2-satellite-60-east
PF Channel Master-300 cm-KA-band-reception-WGS-2-satellite-60-east-01PF Channel Master-300 cm-KA-band-reception-WGS-2-satellite-60-east-03PF Channel Master-300 cm-KA-band-reception-WGS-2-satellite-60-east-06

 

►►►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
wgs-2-satellite-20925-mhz-modem-spectrum-analysis-televes-h60-01wgs-2-satellite-20925-mhz-modem-spectrum-analysis-televes-h60-02wgs-2-satellite-20925-mhz-modem-spectrum-analysis-televes-h60-03

► 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
wgs-2-satellite-20925-mhz-modem-quality-analysis-televes-h60-01wgs-2-satellite-20925-mhz-modem-quality-analysis-ka-band-reception-03wgs-2-satellite-20925-mhz-modem-qpsk-constellaton-analysis-televes-h60-03

► 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.

                                                         Roman Dávid-founder-of-Czech -Slovak-DX -Satellite-Club-Think-Tank- www.dxsatcs.com-01
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