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楼主: cmj9808
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[专题专项] SpaceX的低轨卫星互联网星座

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jisuluntan 发表于 2016-11-17 22:45 | 显示全部楼层
接收天线是安在房顶或车上的,然后转成wifi信号。是这种模式。
topzdx 发表于 2016-11-17 23:14 | 显示全部楼层
dwy 发表于 2016-11-17 14:32
首期卫星将能提供总下载能力32Tbps。整个系统将能提供最大1Gbps每用户的宽带服务。  那这样的速率大概能满 ...

高速上网不是一直都要高带宽的,除非是双向高清视频。
以视频文件1.5--2小时的文件为例,2--4G的文件清晰度已可满意(50吋屏,对比DVD画质), 假设用户是百兆带宽,完全可以实时观看,系统容量是同时32万人观看。平时上网用户的流量中有没有10 分之1是这种满流量用户不好说,按10M光纤可以服务大部分用户上网、购物、聊天等算,系统第一期可容320万人。
  按系统到容量的90%左右会劣化估算,容量是280万人左右......
topzdx 发表于 2016-11-17 23:17 | 显示全部楼层
转贴 新浪科技的信息:

新浪科技讯 北京时间11月17日上午消息,SpaceX公司已经进一步披露发射4425颗卫星的细节内容,意在提供全球宽带接入互联网服务,其西雅图公司将在研发过程中起关键作用。
  本周二,SpaceX公司向美国联邦通信委员会(FCC)提交的申请和支持性文件,对上述计划进行了解释。
  在接下来的几年里,SpaceX公司是几家企业中唯一一家基于卫星部署互联网业务的公司。其他公司中包括空中客车集团、维珍银河公司和其他电信公司联合资助的OneWeb公司,以及波音公司,后者准备发射1000颗以上低轨道卫星。

  依照规定,OneWeb的服务日期不得晚于2019年,但SpaceX公司和波音公司的时间期限尚不明朗。
  在申请文件附带的技术信息中,SpaceX公司表示,将利用800颗卫星开始商业宽带服务,在全球的覆盖范围是北纬15度到60度,南纬15度到60度。阿拉斯加的一些地区将被去除在外,因为那里需要FCC临时授权。
  最终,该网络的卫星数量将增长到4425颗,传输频段在Ku和Ka之间。
  “一旦全面部署,SpaceX公司系统将穿过地球的表面几乎所有地方,因此在原则上,有能力在全球各地提供无处不在的宽带服务,”SpaceX公司说。
  卫星环绕地球轨道的高度范围在714至823英里(约合1150至1325公里)之间,远高于国际空间站,但远低于地球静止轨道卫星。SpaceX公司表示将遵循联邦指导方针来减少轨道碎片。
  SpaceX公司说,每颗卫星重达850磅(约合386公斤),连同太阳帆板在内,体积为13x6x4英尺(约合4x1.8x1.2米),工作寿命估计在五至七年。
  SpaceX公司还需要从FCC以及国际电信联盟(ITU)获得网络操作许可。ITU的备案文件是美国政府和挪威政府以SpaceX公司的名义提交的。
  去年,这家总部位于加利福尼亚州的公司在华盛顿州雷蒙德市建立了一个办公室,业务重点放在卫星项目上。在SpaceX公司CEO伊隆·马斯克( Elon Musk)在西雅图宣布该项目时,他表示,多达1000名员工可能最终会在雷蒙德工作。
  当时马斯克估计,大约需要五年时间和100亿美元资金才能启动卫星项目。
topzdx 发表于 2016-11-17 23:38 | 显示全部楼层
F9R 1200公里轨道的运载能力是多少吨?(落船)
按386 kg 算一箭多少星(要考虑适配器)? 20-30?
yezishu 发表于 2016-11-18 00:22 | 显示全部楼层
dwy 发表于 2016-11-17 14:59
还有,那个相控阵接收天线能管多大范围?到哪里都要带着吗?不做成类似手机直接接收信号的(类似GPS接收器 ...

参照隔壁oneweb的话天线在几十cm级别,大哥大到手提箱大小,然后通过有线或无线网分出去。
有些海岛现在就是这种模式,岛上的网络集中到地面站再卫星中转。
科考队,旅游者或者偏远地方弄一个宽带终端还是比千里迢迢拉网线值得的。在我国还可以当翻墙工具卖吧。      
红色信号 发表于 2016-11-18 03:11 | 显示全部楼层
dwy 发表于 2016-11-17 14:32
首期卫星将能提供总下载能力32Tbps。整个系统将能提供最大1Gbps每用户的宽带服务。  那这样的速率大概能满 ...

对于黑非洲 和  南亚国家来说这样的免费卫星上网无疑是解决上网问题的好办法 必将带来深远影响,对于朝鲜这种有高墙阻挡的国家来说 会产生爆炸性影响
璇瑢子 发表于 2016-11-18 03:21 | 显示全部楼层
对美国广大农村还是挺有用的。。

还有就是公交车旅游大巴乃至远程客机提供网络,可能会比4G靠谱一点
hkhtg090201 发表于 2016-11-18 06:38 | 显示全部楼层
yezishu 发表于 2016-11-18 00:22
参照隔壁oneweb的话天线在几十cm级别,大哥大到手提箱大小,然后通过有线或无线网分出去。
有些海岛现在 ...

关键是, 这个要有上传信号, 几十厘米级别的天线能做到吗?

topzdx 发表于 2016-11-18 09:19 | 显示全部楼层
本帖最后由 topzdx 于 2016-11-21 15:53 编辑
hkhtg090201 发表于 2016-11-18 06:38
关键是, 这个要有上传信号, 几十厘米级别的天线能做到吗?

目前不知有否上行的资料,有个测试同步卫星的下行贴子可以参考下.
http://tvb2058.spaces.eepw.com.cn/articles/article/item/11257
要注意的是常用的偏馈天线口径大小,取决于接收地点的场强。
同步卫星的距离估算值3万6千公里,但有个仰角问题(主要是卫星发射能量的极化问题)
SPX的卫星是低轨的,不知发射功率如何,如果为了减重,降低了发射功率。就看到达地面的场强,场强等同于同步卫星,那天线口径不小于40cm。如果X的功率没降那么多,地面上所有的天线都笑了...

问题是低轨卫星一直在运动,地面天线如何跟踪?
答:SPX用相控阵天线,对机械运动跟踪的要求很低。还有,如果卫星上的天线也用相控阵对准地面天线的话,到达地面天线的场强所需能量与广播卫星的就很不一样。
能跟踪的话上传主要取决于发射功率,车载的话达到一定功率不难,难的是手持设备...
topzdx 发表于 2016-11-18 09:41 | 显示全部楼层
Ku波段是主要用于卫星通信,特别是广播卫星电视。 由国际电信联盟(国际电讯联盟)分配。

Ku波段,电磁频谱在微波范围从11.7到12.7 Ghz(下行频率)及14至14.5 Ghz(上行频率) 。

例子:
A、北美的Ku波段卫星有12至24个转发器,其中每转发器消耗20至120瓦。地面需0.8米至1.5米的天线
B、直接广播卫星通常具16至32个转发器。每个消耗100至240W,提供27兆赫的带宽,地面接收天线下降至450毫米(18英寸) 。

Ku波段卫星单转发器功率一般比较大(约在100W以上),多采用赋形波束覆盖,卫星EIRP较大,加上Ku波段接收天线效率高于C波段接收天线,能量集中,方便接收,因此接收Ku波段卫星节目的天线口径远小于C波段,从而可有效地降低接收成本,方便个体接收。

降雨对Ku波段卫星广播的影响比较严重,其上下行信号降雨衰耗远大于C波段,暴雨情况下Ku波段上行或下行链路瞬间雨衰量可超过20dB,而C波段最大雨衰量一般不超过1dB。
转张场强/天线表

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hkhtg090201 发表于 2016-11-18 09:51 | 显示全部楼层
topzdx 发表于 2016-11-18 09:19
目前不知有否上行的资料,有个测试同步卫星的下行贴子可以参考下.
http://tvb2058.spaces.eepw.com.cn/ar ...

     如果真是4千多颗星,估计同一地点天空中   在很高仰角内   能保证很多颗卫星 同时存在,不知道 不跟踪的话 场强是否能满足需要.

PS:疑问太多了, 感觉 这方面的中文科普在本站 还是少了点。
topzdx 发表于 2016-11-18 09:55 | 显示全部楼层
关于Ka波段和相控阵,参考这个贴子
http://www.miit.gov.cn/n11293472 ... 43068/15748181.html

Ka波段Tx:30~31GHz;Rx: 20~21GHz;
单元阵列控制技术
  采用行列控制的天线单元阵列,利用移相器和电压改变的介质材料实现对波束扫描控制。通过改变施加在介质材料上的偏置电压而实现了波束的电子扫描,波束扫描范围最大可达到±80°之多。

天线极化:
  Ku频段:双线极化
          交叉极化隔离度:≥30dB
          收发隔离度:≥85dB
  Ka频段:双圆极化
          交叉极化隔离度:≥26dB
          收发隔离度:≥85dB

天线增益:
  Ku波段≥35dBi;
  Ka波段≥38dBi;

电压驻波比:VSWR≤1.5:1
波束跟踪精度:优于1/8半功率波束宽度

Ku/Ka新型卫星移动阵列天线具有非常低的平面轮廓,重量轻,与主体可共形,因此非常适合应用在航空器、火箭、卫星、航天飞机、飞船、军舰、船载和车载移动平台上。在微波和毫米波频段本项目新型阵列天线是反射面天线,微带阵列天线,缝隙波导阵列天线,偶极化阵列天线,口面阵列天线的最佳代替者和强有力的竞争者。
  传统相控阵天线是由辐射单元、移相器、T/R模块和馈电网络组成,不仅结构复杂,价格昂贵。而且在毫米波和准光学频段,T/R模块的体积尺寸已经大大的超过了辐射单元的尺寸和阵元之间的间距,没有安装T/R模块和移相器的空间等诸多限制相比较,不论是机械扫描还是电扫描的本新型阵列天线就是传统相控阵扫描天线的最佳候选物。
  1993年由休斯飞机公司研制了该类独特的天线阵列,它利用了低损耗,低色散,尺寸牢靠,设计灵活的阵列结构,引起了美国军方的极大关注。美国的海军,空军纷纷下订单,将此种阵列天线分别用于多个计划当中。美国的新康公司是研发该阵列天线的唯一一家公司,他们已满负荷地为美国军方和Harris公司生产天线,在世界范围内除美国外,都还没有开展对该阵列天线的研发工作。国内目前就我公司(五院的)正对该天线进行相关的研制。

是否应用这类天线,全球鹰头上的“大鼓包”就可以变平了?
topzdx 发表于 2016-11-18 10:02 | 显示全部楼层
关于信号质量问题:
1、天线越大,信号越好。
2、高频头质量越好,接收的信号越稳定、信号质量也好。
3、接收机的门限(解出音视频的最低信号质量%要求)越低,就不用大尺寸的天线接收。

当频率高于10 GHz 的发送和接收 在雨区有明显退化的发生(通常被称为“雨衰” ),暴雨超过100毫米/h 有明显的影响。 数字接收机超过门限就不会有太大问题,为应付雨衰通常加上10%的余量。

Ku波段卫星数字广播上行系统要适合于数字传输的特殊要求,这就要求上行系统要有更低的相位噪声、更好地幅频特性和群时延特性。
Ku波段卫星数字广播上行系统所使用的上行天线波束半功率角度很窄,对天线的机械精度和跟踪精度提出了更高的要求。如国产Ku波段13米上行天线其主反射镜镜面精度达0.5mmR.M.S,付反射镜镜面精度达0.17mm R.M.S,天线跟踪精度达0.013°R.M.S。  
Ku波段卫星数字广播上行系统要采取上行功率控制手段,以便自动补偿或消除在卫星上行 链路出现的 雨、 雪、 云、 雾等对上行信号的衰减作用。
topzdx 发表于 2016-11-18 10:13 | 显示全部楼层
本帖最后由 topzdx 于 2016-11-18 10:15 编辑
hkhtg090201 发表于 2016-11-18 09:51
如果真是4千多颗星,估计同一地点天空中   在很高仰角内   能保证很多颗卫星 同时存在,不知道 不跟 ...

按照18楼相控阵天线的例子,扫描角80度,天空中有很多已知轨迹的卫星,又可以根据GPS算出地面天线的位置,不用机械式跟踪天线,固定摆放的天线也能无缝宽带上网。或者地面是双天线或三天线,就能覆盖很大范围的天空。(天线接收角接缝处重合10--15度)
hkhtg090201 发表于 2016-11-18 10:25 | 显示全部楼层
这些卫星必须要有足够的剩余燃料 用于主动离轨, 否则, 将来这太空垃圾就太多太多了。
dwy 发表于 2016-11-18 10:51 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
能手机全球任意位置上网,也就能实现全球任意位置语音(视频)通话吧,这对野外救援求生很重要。再加上太阳能板给手机临时充电。
yezishu 发表于 2016-11-18 11:57 | 显示全部楼层
hkhtg090201 发表于 2016-11-18 06:38
关键是, 这个要有上传信号, 几十厘米级别的天线能做到吗?

可以的。现在INMARSAT的同步轨道海事卫星就可以用小天线进行L波段的通信,4代卫星在窄波束热点有492K速率。
4代的波束覆盖图,窄波束覆盖陆地区域。
http://www.trancomm.com.cn/uploa ... %BD%A9%E9%A1%B5.pdf

4代332mm x 279mm大小的终端。

第五代卫星Inmarsat-5宣称改用宽带Ka波段以后能实现50Mbps的下载和5Mbps的上传速率,便携天线下也有5M速度,最近相继投入使用。
Inmarsat-5 F1 (Inmarsat I-5 F1)        2013-073A        08.12.2013        Ba LC-200/39                Proton-M Briz-M (Ph.3)       
Inmarsat-5 F2 (Inmarsat I-5 F2)        2015-005A        01.02.2015        Ba LC-200/39                Proton-M Briz-M (Ph.3)       
Inmarsat-5 F3 (Inmarsat I-5 F3)        2015-042A        28.08.2015        Ba LC-200/39                Proton-M Briz-M (Ph.3)       
Inmarsat-5 F4 (Inmarsat I-5 F4)                                2017?                CC LC-39A                 Falcon-9 v1.2

和这一系统比的话spaceX以及其他家的低轨卫星计划主要优势在于通讯距离近卫星和地面天线的规模都可以进一步缩减,发射费用也降低,但是需要的卫星数量大为增加。

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点评

谢谢  发表于 2016-11-18 14:28
dwy 发表于 2016-11-18 12:07 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
yezishu 发表于 2016-11-18 11:57
可以的。现在INMARSAT的同步轨道海事卫星就可以用小天线进行L波段的通信,4代卫星在窄波束热点有492K速率 ...

看卫星分布很均匀,实际大多数用户在北半球,能调剂卫星吗?
zimu 发表于 2016-11-18 12:22 | 显示全部楼层
dwy 发表于 2016-11-18 10:51
能手机全球任意位置上网,也就能实现全球任意位置语音(视频)通话吧,这对野外救援求生很重要。再加上太阳 ...

spaceX这个还是需要有终端地面站的. 而且为了数据的高速传输, 使用的是相控天线,  相比普通的同步轨道高速通信卫星方案,  这个方案的地面站的尺寸优势很突出, 本身不算大, 达到家用水平.  但无论如何也还塞不进手机.

作为对比, 同为低轨道通信的铱星的手机终端用的是一根全向天线, 便携性达到手持程度,  但数据交换的速率就很低了.
dwy 发表于 2016-11-18 13:02 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
zimu 发表于 2016-11-18 12:22
spaceX这个还是需要有终端地面站的. 而且为了数据的高速传输, 使用的是相控天线,  相比普通的同步轨道高 ...

野外要想用,得背着个接收器。
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