電力束密度(PFD)とは?意味と計算方法を解説

衛星の送信電力を制限するための指標として電力束密度(PFD)というものがあります.

ここではその意味と計算方法について解説していきます.

電力束密度(PFD)とは?

電力束密度PFD:Power Flux Density)は「でんりょくそくみつど」と読み,地球表面に到達する単位面積当たりの電波の電力のことを表します.

衛星通信において,地上システムに有害な干渉を与えないように,電力束密度の上限値が決まっています.

電力束密度の計算方法

電力束密度の計算方法は,\(P\)を最大電力密度,\(G_t\)を送信アンテナの利得,\(d\)を距離,\(B\)を帯域幅とすれば,

\[\mathrm{PFD} = P + G_t -10\log{4\pi d^2}+B\]

となります.

PFD上限値の計算方法

2.5-2.690GHz,4kHz帯域

\[\begin{align*}
&-152 &\mathrm{dB(W/m^2)} & &\mathrm{for} & & &\theta \leq 5^{\circ} \\
&-152+0.75(\theta-5) &\mathrm{dB(W/m^2)} & &\mathrm{for} & & 5^{\circ} <\, &\theta \leq 25^{\circ} \\
&-137 &\mathrm{dB(W/m^2)} & &\mathrm{for} & & 25^{\circ} <\, &\theta \leq 90^{\circ}
\end{align*}\]

3.4-7.750GHz,4kHz帯域

\[\begin{align*}
&-152 &\mathrm{dB(W/m^2)} & &\mathrm{for} & & &\theta \leq 5^{\circ} \\
&-152+0.5(\theta-5) &\mathrm{dB(W/m^2)} & &\mathrm{for} & & 5^{\circ} <\, &\theta \leq 25^{\circ} \\
&-142 &\mathrm{dB(W/m^2)} & &\mathrm{for} & & 25^{\circ} <\, &\theta \leq 90^{\circ}
\end{align*}\]

8.025-11.7GHz,4kHz帯域

\[\begin{align*}
&-150 &\mathrm{dB(W/m^2)} & &\mathrm{for} & & &\theta \leq 5^{\circ} \\
&-150+0.5(\theta-5) &\mathrm{dB(W/m^2)} & &\mathrm{for} & & 5^{\circ} <\, &\theta \leq 25^{\circ} \\
&-140 &\mathrm{dB(W/m^2)} & &\mathrm{for} & & 25^{\circ} <\, &\theta \leq 90^{\circ}
\end{align*}\]

12.2-12.75GHz,4kHz帯域

\[\begin{align*}
&-148 &\mathrm{dB(W/m^2)} & &\mathrm{for} & & &\theta \leq 5^{\circ} \\
&-148+0.5(\theta-5) &\mathrm{dB(W/m^2)} & &\mathrm{for} & & 5^{\circ} <\, &\theta \leq 25^{\circ} \\
&-138 &\mathrm{dB(W/m^2)} & &\mathrm{for} & & 25^{\circ} <\, &\theta \leq 90^{\circ}
\end{align*}\]

17.7-19.7GHz,22.55-23.55GHz,24.45-24.75GHz,25.25-27.5GHz,1MHz帯域

\[\begin{align*}
&-115 &\mathrm{dB(W/m^2)} & &\mathrm{for} & & &\theta \leq 5^{\circ} \\
&-115+0.5(\theta-5) &\mathrm{dB(W/m^2)} & &\mathrm{for} & & 5^{\circ} <\, &\theta \leq 25^{\circ} \\
&-105 &\mathrm{dB(W/m^2)} & &\mathrm{for} & & 25^{\circ} <\, &\theta \leq 90^{\circ}
\end{align*}\]

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