Liaison descendante efficace par satellite avec un émetteur à double polarisation circulaire en bande Ka

Liaison descendante efficace par satellite avec un émetteur à double polarisation circulaire en bande Ka

Crédit : Tokyo Tech

Les satellites en orbite terrestre basse (LEO) sont de plus en plus utilisés pour la surveillance environnementale de la Terre, ainsi qu’à des fins logistiques, telles que la navigation des navires maritimes. Les données transmises depuis les terminaux satellites vers les récepteurs terrestres, dites “downlink”, sont en constante augmentation et nécessitent de ce fait de nouveaux domaines fréquentiels.

À cet égard, la bande Ka pour les communications par satellite dans la gamme de fréquences micro-ondes entre 17 et 31 GHz offre plusieurs avantages. La bande Ka permet des antennes plus petites que celles des fréquences de liaison descendante conventionnelles et une transmission basée sur un réseau en phase, ce qui permet un contrôle de la liaison de transmission indépendamment de la position du satellite. Cependant, les dispositifs de transmission dans la gamme Ka ont jusqu’à présent été largement inefficaces en raison d’une dégradation de la polarisation du faisceau de signal avec le changement de direction de l’émetteur. La polarisation dégradée apparaît sous forme de bruit dans le récepteur, réduisant le rapport signal sur bruit.

Dans ce contexte, des chercheurs de l’Institut de technologie de Tokyo (Tokyo Tech), au Japon, ont proposé, dans une nouvelle étude, ce qui est le premier émetteur à double polarisation circulaire signalé pour les satellites dans la bande Ka basé sur un processus CMOS au silicium standard. Leurs travaux ont été présentés dans le Symposium sur les circuits intégrés radiofréquence IEEE et publié dans les actes du colloque.

“Dans notre étude, nous avons pu réduire les pertes et augmenter l’efficacité de la transmission en utilisant un circuit d’accord d’impédance adaptatif, réalisé avec un accordeur de charge basé sur un transformateur de type pi à faible perte. Grâce à cette innovation, un satellite pourra transmettre à un récepteur sur terre pour une large gamme d’angles », explique le professeur agrégé Atsushi Shirane, l’un des auteurs de l’étude.

En plus du circuit d’impédance adaptative, un circuit de détection de polarisation circulaire a également été intégré pour calibrer la polarisation circulaire lors de l’orientation du faisceau. “Lorsque la charge est réglée et que l’émetteur forme un angle plus grand avec le récepteur, la polarisation circulaire se détériore. Cela a été une limitation fondamentale de l’utilisation de la double polarisation circulaire. Mais, avec notre étalonnage interne pour la détérioration, cette contrainte traditionnelle est levée. Cela pourrait permettre un appareil pratique basé sur notre technologie », explique le Dr Shirane.

En effet, comme l’ont démontré les chercheurs, la conception innovante de leur émetteur a montré un rendement énergétique élevé ainsi qu’une puissance rayonnée isotrope équivalente élevée sur une large gamme d’angles (de -60° à +60°).

Ces découvertes pourraient ouvrir la voie à une avancée significative dans la technologie de liaison descendante. De plus, avec les préoccupations environnementales croissantes, la surveillance de la Terre en orbite basse est susceptible de devenir plus importante. Dans cette optique, ces résultats mettent en évidence la bande de fréquences Ka comme un candidat fort pour la communication par satellites dans les années à venir.


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Plus d’information:
Un émetteur CMOS à double polarisation circulaire en bande Ka avec syntoniseur d’impédance de balayage adaptatif et technique d’étalonnage actif XPD pour terminal satellite, Symposium sur les circuits intégrés radiofréquence IEEE

Fourni par l’Institut de technologie de Tokyo

Citation: Liaison descendante efficace par satellite avec un émetteur à double polarisation circulaire en bande Ka (2022, 24 juin) récupéré le 24 juin 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-06-efficient-satellite-downlink-ka-band.html

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