Pointing a Ground Antenna at a Circular Orbit Communications Satellite
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2025-2-76-87Keywords:
Low-orbit communications satellite, geostationary satellite, control by azimuth and altitude angles, rotary support, antenna beam pointingAbstract
Two complementary processes of radio antennamain narrow beam pointing to the selected communications satellite are considered: the initial angular beam setting in the direction of the satellite and its beam tracking in order to improve the conditions of radio communication. A rotary support device with control by two angular coordinates: azimuth angle and altitude angle,was chosen as a platform to mount the antenna. At the same time, the rotary support mounting can be carried out both on a resting and on a moving ground platform. The geostationary and low-orbit satellite options were chosen as the communications satellite. As a result, calculation formulae have been obtained and discussed to ensure the following important and frequently encountered in practice modes of ground antennapointing at communications satellites with a circular orbit: setting the angular direction of the ground antenna main beam to a geostationary communications satellite; pointing the transported antenna main beam to the geostationary communication satellite; initial exposure of the angular direction of a stationary ground antenna beam for the acquisition of a low-orbit communications satellite; pointing the main beam of a stationary ground antenna at a moving low-orbit communications satellite; pointing the transported antenna main beam to a low-orbit communications satellite. At the same time, the known dependencies corresponding to the mode of non-guidance of the antenna support and rotary device on the geostationary communications satellite were chosen as the basic mathematical model. The introduction of appropriate substitutions made it possible to be generalized to all other listed pointing modes. The article provides some illustrative calculationsto get an initial idea of the requirements for the pointing system. In general, the disclosure of the articlematerial is carried out from the point of view of a rotary support device developer intereststo implement effective antenna pointing at a communications satellite at the angles of azimuth and altitude.References
Верба Б. П., Мосунов Д. Г., Шишаков К. В. Проектирование антенны диапазона 230…280 МГц: моделирование основных параметров, исследование ШСУ различных типов // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2018. № 3. С. 149-154.
Урличич Ю. М. Анализ низкоорбитальных спутниковых систем широкополосного доступа на примере развития Starlink // Электросвязь. 2024. № 7. С. 14-19.
George Sebestyen, Steve Fujikawa, Nicholas Galassi, Alex Chuchra (2018) Low Earth Orbit Satellite Design. Springer, 313 p.
Звонарев И. С., Караваев Ю. Л. Нейросетевой алгоритм обучения мобильного робота в задаче следования за целью // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2024. Т. 27, № 2. С. 4-14. DOI: 10.22213/2413-1172-2024-2-4-14
Зинкин С. В. Теоретические обоснования методов снижения ближнего бокового излучения антенн для земной станции спутниковой связи // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2024. Т. 27, № 2. С. 70-75. DOI: 10.22213/2413-1172-2024-2-70-75
Анпилогов В. Р. О серийности и себестоимости абонентских терминалов спутниковой системы широкополосного доступа // Технологии и средства связи. 2023. № S1. С. 36-41.
Проблемы создания антенн c электрическим сканированием луча для абонентских терминалов спутниковых систем связи в Ku- и Ka-диапазонах / Анпилогов В. Р. [и др.] // Первая миля. 2019. № 3. С. 16-27.
Фокин Г. А. Обзор моделей радиоканала связи с беспилотными летательными аппаратами // Труды учебных заведений связи. 2018. Т. 4, № 4. С. 85-101.
Силаньтев А. А. Оценка отношения сигнал/ шум в спутниковых системах связи // Журнал радиоэлектроники. 2015. С. 2-3.
Спутниковые системы связи и вещания // Радиотехника. 2015. Вып. 2. 330 с.
Agbo S., Sadiku M. (2017) Principles of Modern Communication Systems. Prairie View A & M University, 2017.
Чепурнов П. А., Мишуков А. Н., Яковлев Р. С. Общая описательная модель низкоорбитальной многоспутниковой системы широкополосной связи ONEWEB // Информация и космос. 2022. № 3. С. 46-56.
Qu Z., Zhang G., Cao H., Xie J. (2017) LEO Satellite Constellation for Internet of Things: IEEE Access. Vol. 5, pp. 18391-18401.
Щеглов Г. А., Таратонкина В. С. Оценка проектных параметров группировки спутников интернета вещей на предельно низких орбитах // Инженерный журнал: наука и инновации. 2024. Вып. 8. С. 1-15.
Щеглов Г. А., Таратонкина В. С. Оценка проектных параметров группировкиинформационных спутников IoT 5G // Инженерный журнал: наука и инновации. 2023. Вып. 7.
Меньшикова Л. В., Найденова Д. М. Мониторинг радиочастотного спектра сети спутниковой связи, охватывающей всю территорию Российской Федерации: особенности практики территориально распределенного решения // Информационно-технологический вестник. 2022. № 4. С. 119-135.
Меньшикова Л. В., Найденова Д. М. Пропускная способность сети спутниковой связи с космическим сегментом - геостационарным искусственным спутником Земли // Информационно-технологический вестник. 2022. № 3. С. 89-106.
Анализ развития систем спутниковой связи ведущих зарубежных стран с космическими аппаратами на геостационарной орбите на период до 2025 года / П. А. Чепурнов, А. В. Петриченко, Р. С. Яковлев, А. Н. Мишуков // Информация и космос. 2020. № 3. С. 34-41.
Храмов В. Ю., Чепурнов П. А. Состояние и перспективы развития систем спутниковой связи тактического звена управления США и стран НАТО // Информация и космос. 2016. № 2. С. 22-26.
Стрелец В. Перспективы спутниковой связи в свете решений ВКР-2019 // Электросвязь. 2020. № 2. С. 5-9.
Yung K.L., Ip A.W.H., Fatos Xhafa, Tseng K.K. (2022) IoT and Spacecraft Informatics (Aerospace Engineering). Elsevier, 376 p.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Илья Олегович Малышонков, Константин Валентинович Шишаков, Александр Владимирович Савельев
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
