19.1.1　斜距与自由空间损耗

立方星通常被发射至一个圆形（低离心率）低地球轨道。地面站和卫星之间的距离对无线通信系统的设计是非常重要的，因为这决定了信号的自由空间损耗。该损耗由信号源发射信号时的无线信号功率密度展开引起。它服从平方反比定律，且是整个系统的主要损耗机制。因为轨道可以近似为纯圆，只需用余弦定理来计算卫星和地面站之间的距离，通常也称之为斜距。给定斜距，自由空间的损耗就可以计算。自由空间损耗取决于频率。几何图形、相关公式和结果如图19.1所示的ION指定轨道。ION预计可以达到一个518.4 km的远地点高度，这一高度被用于计算斜距，因为远地点是卫星的最大高度。接下来的计算不会考虑地面站的海拔高度。

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图19.1　简单圆轨道和自由空间损耗

对ION，我们选择一个10°的最小可用仰角作为预定目标，以保证我们可以用大部分的视距传播时间与卫星进行通信。在该仰角下，斜距为1 793.9 km，自由空间的损耗为-150.1 dB，指向损耗角为65.61°。另外，在地面站的天线辐射方向图的作用下，消除了在仰角为10°以上地面源的无线电噪声。