Wie erhält eine 22-dBi-X-Band-„Patch“-Antenne so viel Gewinn und wie gut verhält sich ihr High-Gain-Strahlungsmuster?

Antwort von @NgPh auf Wie wird der LICIACube cubesat DART-Aufprallbilder zurück zur Erde übertragen? Welche Art von Antenne und Radio wird es verwenden? zitiert LICIACube zur DART-Mission: ein Asteroideneinschlag, erfasst von italienischer Kleinsatellitentechnologie (SSC20-WKIII-06 von der 34. jährlichen Kleinsatellitenkonferenz):

Ein von Simonetti verfasstes Papier: LICIACube on Dart Mission ... liefert bestätigend die folgenden Informationen:

Das Subsystem [Kommunikation] umfasst einen X-Band-Transponder, der die Downlink- und Uplink-Kommunikation verwaltet und mit vier X-Band-Patchantennen verbunden ist.

Daher wird das X-Band bestätigt. Weiter,

Der Antennensatz besteht aus:

• Das Hauptpaar besteht aus einer Sendeantenne mit 22 dBi Gewinn und einer Empfangsantenne mit 6 dBi Gewinn, beide in der solarseitigen Strukturplatte platziert;
• Das Sekundärpaar besteht aus einer Sendeantenne mit 12 dBi Gewinn und einer Empfangsantenne mit 6 dBi Gewinn, die beide auf der gegenüberliegenden Seite des Hauptpaars angeordnet sind.

In dieser Antwort finde ich, dass eine X-Band-Downlink-Frequenz (Weltraum zur Erde) etwa 8,4 GHz betragen kann. Für eine kreisförmige Apertur, die sich einer flachen Patch-Antennenanordnung annähert, sowie einer Kugel, die einer Kuh entspricht, würde eine Wellenlänge von 3,56 cm einen "Schüssel"-Durchmesser von benötigen

Dart ist ein 6U-Cubesat, sodass eine 10 x 30 cm große Seite problemlos eine Patch-Antenne mit ähnlichem Bereich tragen könnte, sodass die Zahlen funktionieren.

Aber das Strahlungsmuster des Patch-Arrays könnte kompliziert und klumpig sein und einen maximalen Gewinn in einem ungünstig geformten Muster bieten, das die Lage des Raumfahrzeugs während der Sendemodi einschränkt.

Denken Sie daran, dass ein Patch-Array wahrscheinlich eine planare Anordnung einzelner Flachstrahler ist, so dass sich ihre Amplituden in einer bestimmten Richtung in Phase addieren, höchstwahrscheinlich senkrecht zur Oberfläche. So ein planares, passives wie die Single User Starling Ground Terminals. wo die Elemente unterschiedliche und variable Phasen haben, um den Strahl zu lenken.

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Das steht im Gegensatz zu einem Phased Array , bei dem die Elemente in Gruppen oder einzeln phasengesteuert werden, um den Strahl elektronisch zu lenken.

• Wann ist eine Phased-Array-Antenne keine Phased-Array-Antenne?

Daher möchte ich fragen:

Frage: Wie erhält eine 22-dBi-X-Band-„Patch“-Antenne so viel Gewinn und wie gut verhält sich ihr High-Gain-Strahlungsmuster?