Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

Figure
6.6
Ku-band
EIRP
coverage
pattern
for
Horizons
1
at
127
°
WL
(
Source:
Courtesy
of
JSAT
International.)

---

202
Spacecraft and Repeater
Techniques such as movable reflectors, switched feeds, and electronically steered
phased arrays are required to allow beam reconfiguration and relocation. These
topics are considered later in this chapter and further in Chapter 7.
Due to the availability of larger bus designs and increasing market demand,
satellites have become more complicated and sophisticated in the way they provide
channels and coverage. Capabilities such as multiple frequency bands (e.g., hybrid
satellites), multiple antenna systems to service several countries or regions at the
same time, and channel switching are available. In Figure 6.6, we see the various
EIRP patterns of the Horizons 1 satellite, which covers all 50 of the United States.
The antenna system that provides that coverage is indicated in Figure 6.7, showing
four reflectors that are used for transmit and receive in both C- and Ku-bands. In
this particular satellite, the C-band payload is referred to as Galaxy 13.
The actual power delivered to the transmit antenna will experience some RF
loss along the waveguide path between the power amplifier and the antenna feed
system. The loss comes directly out of the EIRP and therefore must be minimized.
It makes no sense to design a satellite for very high transmit power and then to
throw a significant fraction of the power away in the waveguide components that
happen to be positioned after the final amplifier stage. For example, even 0.4 dB
extra loss would require 10% increase in raw dc power to provide the necessary
compensation (assuming the EIRP requirement is not reduced by a like amount).
On a large three-axis satellite in the 10-kW class, this could demand another
1 kW of power from the solar array and batteries. Readers should be aware,
however, that reducing RF output loss by 0.4 dB may, in and of itself, be a
considerable challenge, thereby making the design tradeoff more difficult on an
overall basis.
Figure 6.7
General arrangement of the Galaxy 13/Horizons 1 satellite AsiaSat 3S. (
Source:
Courtesy
of JSAT International, Inc.)

---

6.1
Overview of Communications Spacecraft
203
As a general trend, peak EIRP values for C-band and Ku-band satellites gener-
ally are around 40 dBW and 50 dBW, respectively. That implies that Ku-band
payloads are more demanding in terms of antenna gain and transmit power than
those for C-band. Higher EIRP also tends to increase the demand for prime dc
power from the bus and makes the thermal design of the spacecraft more complex.
That may explain why Ku-band satellite users tend to pay higher prices for service
as well. On the other hand, the higher EIRP of Ku-band affords smaller receive
antennas (which benefits the ground network) and also would be needed to over-
come rain attenuation in tropical regions.