Hinweis: Dies ist eine @uhoh-Frage im alten Stil, was bedeutet, dass sie etwas lang ist. In diesem Fall denke ich, dass es wirklich sein muss, da die Frage etwas komplex ist; Ich versuche zu verstehen, wie all diese Komponenten interagieren.
Ich habe viele Bilder eingefügt, um den Lesern Zeit zu sparen, die jeweils ihre eigene Bildsuche durchführen.
Der Artikel Inmarsat 5-F4 Satellite Overview von Spaceflight 101 enthält viele hilfreiche Diskussionen und hervorragende Bilder. Da heißt es zum Beispiel:
Die vier Inmarsat-5-Satelliten sind im Wesentlichen Kopien, die dieselbe Satellitenplattform verwenden und identische Nutzlasten aufweisen. Basierend auf der BSS-702HP-Satellitenplattform von Boeing wiegt jeder etwa 6.100 Kilogramm und beherbergt 89 Ka-Band-Transponder, die hohe Benutzer-Download-Geschwindigkeiten von 50 Mbit/s und Uplink von 5 Mbit/s unterstützen.
Ich denke, ich kann ungefähr 89 Ka-Band-Transponder erreichen, indem ich alle Speisehörner addiere, die als Focal-Plane-Arrays für die drei seitlich angebrachten Schüsselreflektoren angeordnet sind. Und wenn ich mir die Illustrationen des voll entfalteten Satelliten anschaue und die Geometrie abschätze, ist die Breite geteilt durch die Entfernung zur Schüssel ein ähnliches Verhältnis wie der Durchmesser der Erde geteilt durch die GEO-Entfernung. Hier meine Rechnung:
oben x2: Foto: Inmarsat von Spaceflight 101 .
oben: Abgeschnitten, davon gefunden bei Defense Talk .
Das Problem mit meiner Arithmetik ist, dass unten ein kleines Gericht herausschaut und ich nicht weiß, was ich damit machen soll. Wenn Sie sich das nächste Bild ansehen, scheint es einen zweiten Satz von 3 Gerichten mit vielleicht Dutzenden weiterer Transponder vorzuschlagen:
oben: Künstlerisches Konzept eines Global Xpress-Satelliten. Bildnachweis: Inmarsat. Von Spaceflight Now .
Außerdem heißt es in dem Artikel weiter:
Inmarsat 5-F4 beherbergt zwei Sende- und zwei Empfangsaperturen, und sechs lenkbare Punktstrahlen bieten ein hohes Maß an Flexibilität, um auf sich ändernde Anforderungen zu reagieren und zusätzliche Kapazität dorthin zu lenken, wo sie benötigt wird. Die Hochleistungs-Punktstrahlen werden von zwölf 130-Watt-Wanderfeldröhrenverstärkern gespeist, während die regulären Kommunikationsstrahlen Bent-Pipe-Repeater und 60:48-TWTAs verwenden.
Frage 1: Ich dachte, ich könnte 89 Transponder bekommen, indem ich die Speisehörner auf der einen Seite zähle, aber es gibt Hinweise darauf, dass es auf der anderen Seite eine symmetrische Anordnung gibt. Ist ein Uplink und der andere Downlink? Wenn nicht, wie funktioniert die Arithmetik?
Frage 2: Ich sehe keine Hinweise auf Phased Arrays (obwohl das nicht bedeutet, dass sie nicht vorhanden sind), also frage ich mich, wie die sechs lenkbaren Punktstrahlen erzeugt werden!
Wird das auf die gute alte Art gemacht? Wird es mit gelenkigen, beweglichen Speisehörnern oder vielleicht mit kippbaren Schalen gemacht?
oben x2: Ausschnitt aus Spaceflight 101 Boeing-Bildern unten:
oben: Inmarsat 5-F1 (F4 identisch) – Foto: Boeing. Von Raumflug 101
oben: Inmarsat-5 F1 & F2 – Foto: Boeing. Abgeschnitten von Spaceflight 101 . Originalbild ist riesig!
oben: Inmarsat-5-Abdeckungskarte – Bildnachweis: Inmarsat. Aus Spacefight 101 .
oben: Screenshot von Inmarsat-5: Overview Brief for Arctic Aug 2014 , vor F4, zeigt aber die Anordnung der einzelnen Strahlen.
Die Antwort ist möglicherweise nicht so eindeutig, wie Sie hoffen, zunächst aufgrund der Terminologie und dann aufgrund der Architekturmöglichkeiten einer Kommunikationsnutzlast.
Terminologie
Futter = Futterhorn, wie du auf dem ersten Foto richtig mit Zahlen identifiziert hast
Strahl = ein kohärentes HF-Feld. Sie haben richtig erkannt, dass es von einem Phased Array oder anderem kommen könnte, und Sie verstehen bereits, dass ein Strahl nicht 1 zu 1 mit einem Feed verknüpft werden muss, obwohl dies möglich wäre.
Antenne = meist die Gesamtanordnung aus Reflektor und Speisung, oder nur Speisung, wenn es sich um eine direkt strahlende Antenne handelt. Wiederum könnte eine Antenne mehrere Strahlen und mehrere Einspeisungen haben.
Transponder = nicht genau definiert, kann aber als eine ganze Kette von Geräten vom Empfang bis zum Senden oder nur als Hochleistungsverstärker innerhalb dieser Kette verstanden werden.
Die Architektur
Das folgende Diagramm von Satsig ist als generische Payload hilfreich:
Es ist wahrscheinlich nichts wie der Fall von Inmarsat 5, aber darum geht es nicht. Das Wichtige ist, dass Sie sehen können, dass es Folgendes gibt:
In diesem Fall können wir sehen, dass jeder der Hochleistungsverstärker eine gewisse Zuordnung zu einer Auswahl von Empfangsantennen und nur einer Sendeantenne hat. Jeder Hochleistungsverstärker wurde außerdem einem Frequenzunterband innerhalb des Ku-Bereichs zugeordnet. Jede der Antennen ist breitbandig. Schließlich können wir nicht sehen, wie viele Feeds es pro Antennenreflektor gibt.
Zurück zu "Transponder":
Erstens die Anzahl der Leistungsverstärker <> Anzahl der Antennen, obwohl wir, wie bereits erwähnt, das Feedhorn-Detail nicht sehen können.
Wenn wir davon ausgehen, dass sich ein Transponder auf einen Hochleistungsverstärker bezieht, dann können wir sehen, dass die Anzahl der Transponder anscheinend mit der Anzahl der Subfrequenzbänder zusammenhängt, die über jede Antenne aggregiert werden. Es muss jedoch nicht so einfach sein, das ist nur ein Artefakt des Beispieldiagramms.
Geht man davon aus, dass sich ein Transponder auf die gesamte Gerätekette bezieht, sieht die Definition zunächst noch schwieriger aus. Während es eine große Anzahl möglicher Pfade geben könnte, ist es wahrscheinlich, dass sich die Anzahl von Transpondern auf die Anzahl von Pfaden bezieht, die gleichzeitig zusammen existieren können, daher könnte sie sich immer noch zur Anzahl von Leistungsverstärkern summieren.
Abschließend zu den Fragen
Ich kann die 8 Reflektoren im obersten Stockwerk sehen, drei auf einer Ost- oder Westseite und vielleicht noch 1+ auf der anderen.
F1 Dieser Link zur Website von Inmarsat hier gibt nur 89 Benutzerstrahlen an, er erwähnt nichts über 89 Transponder. Abgesehen davon sieht Ihre Arithmetik für die Anzahl der Speisehörner glaubwürdig aus, da sie mit der Inmarsat-Zahl übereinstimmt. Sie haben Recht, dass es weitere 89 Feeds auf der anderen Ost-/Westseite geben könnte, es könnte genauso sein, dass: A) ein Benutzerstrahl nur in eine Richtung geht, B) ein Benutzerstrahl in beide Richtungen durch jeden der 89 Feeds geht C) die Zweiwege-Benutzerstrahlen haben separat ausgebildete Durchgangs- und Empfangspfade auf gegenüberliegenden E/W-Flächen. Ich denke, wir müssen einfach akzeptieren, dass wir in diesem Aspekt nichts wissen (falls es hilft: Ich muss oft Payload-Blockdiagramme durchsehen, um herauszufinden, was mit was verbunden ist; nichts geht über bessere Informationen im Voraus!)
F2 Sie haben Recht, dass es ein Phased Array geben könnte. Normalerweise würde ich die Masse der Feed-Hörner vorschlagen, aber da Ihre Anzahl der Feed-Hörner mit 89 übereinzustimmen scheint, würde ich am ehesten dazu neigen, die lenkbaren Spotbeams mit der Spitze zu assoziieren stattdessen Bodenreflektoren. Es gibt eindeutig 8 statt 6, und abgesehen davon, dass nur 6 einen Kardanring haben, müssen wir wieder einmal akzeptieren, dass wir es nicht wissen, bis bessere Informationen vorliegen.
Abgesehen davon sehe ich Spaceflight101.com normalerweise als gute Quelle an, obwohl wir im Moment akzeptieren müssen, dass wir im Moment nicht verstehen, wo die 89 "Transponder" ins Spiel kommen. Ich akzeptiere, dass es sein könnte, dass ihre Terminologie die Verwendung des Begriffs Transponder auf etwas anderes als die 60:48 TWTAs beschränkt.
Zwei weitere kleine Gedanken, die das Bild auf den Kopf stellen könnten:
Es kann bei der Strahlidentifikation helfen, die Punktstrahlgrößen am Boden mit ihren angenommenen Reflektorgrößen auf dem Satelliten abzugleichen. Suchen Sie beispielsweise nach veröffentlichten Zahlen zu den Größen der Punktstrahlen und vergleichen Sie sie mit der von Ihnen geposteten Benutzerstrahl-Abdeckungskarte. Der erste Punkt, der mir in den Sinn kommt, ist, dass die steuerbaren Spots möglicherweise eine größere Bodenfläche haben als die Benutzerstrahlen, wenn ich mich in meiner Interpretation an die Reflektorgrößen halte.
äh