Was ist das große kreisförmige Gerät mit einem Dutzend konzentrischer Kreise auf Sentinel 3B?

Es scheint mit der "X-Band-Antenne" in diesem Diagramm übereinzustimmen: (Entnommen von https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/c-missions/copernicus-sentinel-3 -- Aber sie schreiben der ESA zu für dieses Bild)

Es entspricht auch dem allgemeinen Stil von mindestens einer Beispielantenne, die in einer Google-Suche nach X-Band-Antennen gefunden wurde.

(X-Band-Isoflux-Antenne von https://www.tryo.es/aerospace-products/antennas/ )

Die X-Band-Antenne wird für Downlinks von Wissenschaftsmissionsdaten verwendet . Isoflux-Antennen haben eine besondere Strahlform, die es ihnen ermöglicht, mit Bodenstationen direkt darunter oder weit entfernt in der Nähe des Horizonts gleichermaßen gut zu kommunizieren. Die Antwort von @uhoh enthält viel mehr Details zur Isoflux-Antenne.

Nachdem ich die Antwort von @ Saiboogu gelesen hatte , in der erklärt wurde, was das ist, fand ich einige zusätzliche hilfreiche Informationen.

Hierbei handelt es sich um eine Isoflux-Antenne , die so ausgelegt ist, dass sie einen ungefähr konstanten Sendesignalfluss über die nutzbare Sendefläche auf der Erde liefert, vom Nadir nach außen bis zu einem maximalen Kegelwinkel von 60 Grad vom Nadir, wie vom Raumfahrzeug aus gesehen. Während eine "omnidirektionale" Antenne die einfachste Lösung wäre, verschwendet sie viel Energie in Richtungen, die die Erde niemals erreichen werden.

Stattdessen wurde seine Antenne sorgfältig entworfen und optimiert, um die Energie nur in Richtungen zu verteilen, die die Erde an Orten erreichen, an denen das Raumschiff sinnvollerweise über dem Horizont sichtbar ist.

Mit Hilfe des Sinussatzes kann man zeigen, dass Sentinels Höhe von etwa 800 km, der Erdrand etwas weiter als 60 Grad vom Nadir entfernt ist, und bei 60 Grad der Elevationswinkel des Raumflugs etwa 13 Grad über dem Horizont liegt , das etwa 3.000 km von dem Subsatellitenpunkt entlang der Erdoberfläche entfernt ist. Energie, die über 60 Grad hinaus übertragen wird, wird verschwendet.

Ich habe das Diagramm aus dieser Antwort ausgeliehen . Wenn es maßstabsgetreu gezeichnet wäre, wäre das Raumschiff viel näher an der Erde.

$$\frac{\sin(OPA)}{R_E} = \frac{\sin(OAP)}{R_E+h}$$

An diesem Punkt ist der Pfad etwa 3,6-mal länger, und daher ist die empfangene Leistung aufgrund des umgekehrten quadratischen Gesetzes zehnmal niedriger (-10 dB) als am Subsatellitenpunkt. Was Sie also wirklich möchten, ist eine Antenne mit einer winkelabhängigen Verstärkung, die bei 60 Grad 10 dB höher als das Minimum ist und darüber hinaus schnell auf Null abfällt.

Und genau das versucht diese seltsam aussehende Antenne!

Nach der Optimierung, um das Wackeln bei hoher Winkelfrequenz herauszubekommen, gibt es einen kleinen Anstieg nahe Null, aber da dies ein kleiner Bruchteil des Raumwinkels ist, führt dies nicht zu einem signifikanten Leistungsverlust bei großen Winkeln.

Quellen:

1. Semantic Scholar: Mehrzieloptimierung einer Isoflux-Antenne für LEO-Satelliten-Downhandling-Link (offener Zugang)
2. IEEE Proceedings: Mehrzieloptimierung einer Isoflux-Antenne für LEO-Satelliten-Downhandling-Link (Paywalled)
3. EnginSoft: Mehrzieloptimierung von XBA Sentinel-Antennenbildern von hier. Klicken Sie auf Articolo completo , um den vollständigen Artikel anzuzeigen.