[jamsat-bb:7895] Re: AO-40/10GHzの最適アンテナの検討

[Masao Nakamura <masatkw@pearl.ocn.ne.jp>]

　ＪＡ３ＴＫＷ中村です。

　藤本さん、すばらしい考察ありがとうございます。

　是非、資料を頂けますか。

　申し訳ありませんが、是非本日中にお願いします。

　どうしても本日中に呼んでみたいのですが・・・・。


FUJIMOTO Masahiko wrote:

> こんにちは。藤本(JH3ERQ)と申します。
>
> AO40の10GHz用アンテナについて考察してみました。
> パラボラを用いるとして、その径に最適値がありそ
> うなことが判明しました。
>
> ＝アンテナゲイン＝
>
> 例えば４倍の直径のパラボラアンテナは、4^2=16倍
> すなわち＋１２ｄＢのゲインがあります。これは発
> 信源(AO40)が点光源と見なせる場合です。
> ところが10GHzでは、大気の水蒸気散乱があります。
> 大雨の時にＢＳ放送の写りが悪くなったり、見えな
> くなったりすることからも、この周波数では水蒸気
> の影響が問題になることがわかると思います。（
> もっとも、雨滴による偏波面変調（縦横比不一致）
> もあります）
>
> 散乱による点光源の見かけの拡大は、例えば１万km
> の距離では、視直径にして５°にもなります。ちな
> みに、太陽（≒月）の視直径が0.5°ですので、かな
> り大きく見えることになります。（IEEE　MTT　April
> 1964　'Sight Angle of Long Distance sattelites'
> Loof Lirpa, et al による）
>
> 一方パラボラアンテナの半値角（３ｄＢダウンの角
> 度）は１ｍφで２°、２ｍφで１°ですから、50cm
> φ以上の直径のアンテナでは半値角＜視直径となり
> アンテナを大きくしても、ゲインが増えないことに
> なります。つまりビームが細すぎて、AO40全体が見
> えない（送られてくる電力を捕捉できない）ことに
> なります。
>
> ＝アンテナノイズ＝
> 上記理由によりアンテナゲインは頭打ちはしますが、
> 飽和するまではアンテナを大きくするとゲインは増
> 大します。
> しかしながら、アンテナを大きくすると受信ノイズ
> が増大するという問題があり、システムのＳ／Ｎ
> （実はS+N/N)が悪くなります。音ばかり大きくて弱
> い信号のピックアップができない安物のプリアンプ
> のような状態ですね。
> 10GHzではシステムノイズが１００Ｋ程度が実現可能
> （プリアンプで７０Ｋ、フィードロスで３０Ｋ）です。
> AO40自体の温度は３００Ｋ位でしょうが、この熱雑音
> がどれだけ受信してしまうかはアンテナ直径によりま
> す。下記資料では５ｍ程度のアンテナで全ノイズを受
> 信することになります。この受信ノイズパワとアンテ
> ナ直径の関係は
> ０．５ｍφ・・・４０Ｋ
> １．０ｍφ・・・１５０Ｋ
> ２．０ｍφ・・・６００Ｋ
> となっています。（Universal Sattelite Organization
> 800(USO-800) April 1 1982　Akab Ustagihsによる)
>
> ＝アンテナ直径の最適値＝
> 上記をまとめると
> (1)アンテナ直径を大きくしてもゲイン増大分は頭打
> 　　ちする。
> (2)アンテナ直径を大きくすると、受信熱雑音が大き
> 　　くなる。
> ということになり、アンテナ直径のオプチマムがあり
> そうです。
> システム温度を１５０Ｋに仮定して上記をグラフ化
> すると直径５０ｃｍが最適値となり、これより大きく
> ても小さくてもＳ／Ｎが悪化するという結果になりま
> した。
> フィードのスピルオーバ分は検討していませんが、
> 1dB程度の悪化でしょうから大差ないようです。BSア
> ンテナの転用が良い結果を出しそうです
> 。
> 図表は省略しましたが、ご興味のある方はPDFでお送り
> しますのでお知らせ下さい。
>
> 以上
>
> 藤本　JH3ERQ　２００１年４月１日

--------------------------------------中村昌男　JA3TKW
Masao Nakamura
Yokaichi-city Shiga Japan
    E-mail :　 masatkw@pearl.ocn.ne.jp>
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