C/I = P R -I Ta nhận thấy rằng, tạp âm nhiễu l đ-ợc tính giống nh- cách tính EIRP. Nếu nh- ta biết các đặc tính búp phụ antenna và các thông số nh- khoảng cách đ-ờng truyền đối với trạm gây nhiễu. Nhiễu có thể đ-ợc xác định bằng phép đo thực tế theo nhiều cách. Ví dụ, trong thành phố nơi có nhiều vật cản phản xạ, nh- các tòa nhà gần trạm , th-ờng nhiễu không thể đánh giá đ-ợc bằng cách tính toán, vì thế ph-ơng pháp đo thực tế là không thể thiếu đ-ợc. Khi đó, thực hiện kết hợp C/I và C/N để tìm ra C/N+I bằng ph-ơng trình sau: (C/N+I) = -10log 10 (10 -1/10.C/N + 10 -1/10.C/I ) Nhieóu phaõn cửùc . Nhieóu keõnh laõn caọn . Đơn vị của C/N, C/I và C/N + I là dB, vì thế tổng của tạp âm và nhiễu cần biến đổi thành một số thực. Để xác định chất l-ợng tuyến từ C/N + I , thì thay thế C/N trong đặc tuyến C/N- BER hoặc đặc tuyến C/N-S/N bằng C/N + I. 1.3.4.2 Nhiễu cùng tuyến. Ta đã xét nhiễu từ các tuyến thông tin khác, nh-ng nhiễu cũng có thể đ-ợc tạo ra ngay trong tuyến. Loại đầu đ-ợc gọi là nhiễu khác tuyến và loại sau đ-ợc gọi là nhiễu cùng tuyến. Nhiễu cùng tuyến có thể là do cả : Tạp âm nhiễu khử phân cực và Tạp âm nhiễu kênh lân cận. Nhiễu khử phân cực xảy ra trong hệ thống thông tin phân cực kép. Loại này bị chi phối bởi các đặc tính của antenna. Mặc khác, đối với nhiễu kênh lân cận thì thành phần kênh lân cận có cùng phân cực với tuyến vệ tinh thông tin bị điều h-ởng bởi các đặc tính bộ lọc máy thu. Có thể triệt nhiễu kênh lân cận bằng một bộ lọc có đặc tính cắt nhọn, mặt khác có một giới hạn có thể thay đổi bao nhiêu XPD (khả năng phân biệt phân cực chéo) của antenna để triệt tạp âm nhiễu khử phân cực. Nghĩa là, XPD của antenna khoảng 30dB, khoảng 50dB với một hệ thống điều chế FM dùng cách xen dòng cũng phải chú ý độ giảm XPD do m-a tại tần số khoảng 10GHz. 1.3.4.3 Suy hao do tap aõm. Tạp âm nhiệt đ-ợc tạo ra trong máy phát và nó kết hợp với tạp âm bên ngoài đi vào antenna thu và tạp âm bên trong tạo ra từ trong máy thu, antenna và hệ thống fiđơ. Mặc dù số l-ợng tạp âm đ-ợc tạo ra ở máy phát là đáng kể, nh-ng nó giảm dọc theo Sóng phân cực đứng ễ ễ ễ Tần Tần ®-êng trun lan, v× thÕ kh«ng cÇn xÐt ®Õn lo¹i t¹p ©m nµy. Tuy nhiªn, ta cÇn xÐt ®Õn lo¹i t¹p ©m bªn trong vµ bªn ngoµi. a.T¹p ©m bªn ngoµi. T¹p ©m bªn ngoµi bao gåm t¹p ©m kh«ng gian, t¹p ©m bỊ mỈt mỈt ®Êt, t¹p ©m khÝ qun vµ t¹p ©m m-a. T¹p ©m hiƯu dơng t¹i tr¹m mỈt ®Êt chđ u lµ t¹p ©m m-a, vµ ph¶i coi lµ nguyªn nh©n chÝnh g©y suy hao tÝn hiƯu. Khi trêi quang t¹p ©m g©y ra lµ do khÝ qun vµ kh«ng gian.Tuy nhiªn, ta thÊy r»ng t¹p ©m g©y ra bëi khÝ qun cã nhiƯt ®é ®o ®-ỵc nhá h¬n 10 0 K, v× thÕ ta cã thĨ bá qua nã trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ tun s¬ bé. T¹p ©m tõ bỊ mỈt cđa tr¸i ®Êt kh«ng ¶nh h-ëng ®Õn tr¹m mỈt ®Êt bëi v× ta sư dơng antenna cã h-íng, nh-ng nã ¶nh h-ëng ®Õn vƯ tinh th«ng tin v× antenna cđa nã cã h-íng vỊ phÝa tr¸i ®Êt. NhiƯt ®é t¹p ©m cđa t¹p ©m bỊ mỈt tr¸i ®Êt thu b»ng vƯ tinh th«ng tin gÇn gièng nh- cđa bỊ mỈt tr¸i ®Êt. b.T¹p ©m bªn trong. T¹p ©m bªn trong x¶y ra trong c¸c antenna, c¸c hƯ thèng fi®¬ vµ c¸c m¸y thu, tỉng t¹p ©m ®ã lµ toµn bé c«ng st t¹p ©m bªn trong. Tuy nhiªn, t¹p ©m x¶y ra t¹i c¸c ®iĨm kh¸c nhau cã ¶nh h-ëng kh¸c nhau, v× thÕ c«ng st t¹p ©m tÝch hỵp kh«ng thĨ ®¸nh gi¸ ®¬n gi¶n b»ng viƯc x¸c ®Þnh trÞ sè c«ng st t¹p ©m. V× C/N lµ trÞ sè ë ®Çu vµo t¹i m¸y thu, nªn ta ph¶i biÕn ®ỉi t¹p ©m x¶y ra t¹i antenna vµ trong hƯ thèng fi®¬ thµnh mét trÞ sè t¹i ®iĨm ®Çu vµo m¸y thu. T¹p ©m m¸y ph¸t T¹p ©m bªn M¸y Mức côn g suấ t Mức tín hie ä u Ta p âm anten Ta p âm he ä thốn g p hiđơ Ta ïp âm má y thu Tổn hao hệ tho á ng phiđơ Máy thu Su y hao he ä thốn g p hiđơ L F Tap a â mbe â n ngoa ø i Đường phiđơ (ống dẫn sóng) T hay ®ỉi cđa møc t¹p Ph©n lo¹i ngn t¹p ©m ® - êng xng Nhiệt tạp âm anten và tạp âm hệ thống fiđơ đ-ợc xem nh- là suy hao hệ thống fiđơ. Ta có thể biểu diễn tạp âm tổng tại đầu vào máy thu bằng nhiệt tạp âm nh- sau: T A + T O (L F 1) T IN = + T R L F T IN : Tạp âm tổng bên trong. T A : Nhiệt tạp âm antenna. T R : Nhiệt tạp âm máy thu. T O (L F -1): Tạp âm hệ thống fiđơ. T O : Nhiệt độ môi tr-ờng. L F : Suy hao hệ thống fiđơ ( giá trị thực). Công thức cho ta tính các tạp âm xảy ra trong mỗi phần quy về đầu vào. Nói chung, tạp âm đ-ợc tạo ra ở mọi nơi trong thiết bị, nh-ng chỉ dùng các trị số quy về đầu vào của các tạp âm tạo ra tại mỗi đầu vào trong thiết bị. Tạp âm hệ thống fiđơ đ-ợc biểu diễn bằng To(L F -1). Đó là công suất tạp âm quy về đầu vào trong một điện trở, ở đó công suất tín hiệu khi chảy qua nó giảm xuống L F tại nhiệt độ xung quanh là To. Vì vậy, To(L F -1) tăng khi L F hệ thống fiđơ tăng, có nghĩa là công suất tạp âm bên trong gây ra bởi hệ thống fiđơ tăng lên. Để ngăn chặn điều này cần thiết kế các ph-ơng tiện sao cho có hệ thống fiđơ nhỏ nhất. Nguyên nhân chính gây ra tạp âm antenna là tạp âm nhiệt xảy ra tại antenna và nó có nhiệt độ khoảng 30-100 0 K. Trong một trạm VSAT, ở đó có nhiệt tạp âm máy thu cao, có thể bỏ qua tạp âm antenna, nh-ng trong một trạm mặt đất lớn, ng-ời ta sử dụng các máy thu chất l-ợng cao, vì thế ảnh h-ởng do tạp âm antenna là lớn trong toàn bộ hệ thống. Nhiệt tạp âm đối với một máy thu bằng tổng nhiệt tạp âm gây ra trong mỗi phần. Đối với các bộ khuếch đại nối tiếp, có thể biểu diễn tạp âm máy thu (TR) bằng ph-ơng trình : T R = T 1 + (T 2 /G 1 ) + (T 3 /G 1 .G 2 ) + + (T K /G 1 .G 2 .G 3 .G K ) G 1 ,G 2 ,G 3 G K :là hệ số khuếch đại. T 1 ,T 2 ,T 3 T K : là nhiệt tạp âm quy về đầu vào. Vì tín hiệu trở nên lớn hơn khi đi qua mỗi tầng khuếch đại, nên tác động của tạp âm tại mỗi tầng lại nhỏ đi. Nếu nh- hệ số khuếch đại của tầng đầu là đủ lớn, thì tạp âm xảy ra tại tầng thứ 2 và các tầng khuếch đại tiếp theo có thể bỏ qua. Vì vậy, khi cần phải giảm tạp âm trong máy thu xuống nhỏ hơn nh- là trong hệ thống thông tin vệ tinh, thì phải sử dụng tầng khuếch đại đầu tiên có hệ số khuếch đại cao và có tạp âm thấp. Vì vậy, các máy thu thông tin vệ tinh sử dụng bộ khuếch đại tạp âm thấp (LNA), với nhiệt tạp âm đầu vào tầng đầu tiên là 70-300 0 K. Taùp aõm nhieọt T 1 Taùp aõm nhieọt T 2 Taùp aõm nhieọt T 3 Taùp aõm nhieọt T K Tớn hie ọ u c. Tạp âm hệ thống. Tạp âm bên ngoài và tạp âm bên trong đều tồn tại trong một hệ thống, vì thế tạp âm tổng đối với hệ thống đó bằng tổng công suất tạp âm bên ngoài và bên trong của nó. Điều này cho thấy ở ph-ơng trình sau: T S + T A + T O (L F 1) T SYS = + T R L F Trong đó : -T SYS : Nhiệt tạp âm hệ thống. -T S : Nhiệt tạp âm bên ngoài. -T A : Nhiệt tạp âm antenna. -T R : Nhiệt tạp âm máy thu. -T O : Nhiệt độ môi tr-ờng. -L F : Suy hao hệ thống fiđơ (số thực). Ph-ơng trình đ-ợc sử dụng tr-ớc hết là để tìm ra nhiệt tạp âm của trạm mặt đất ở đ-ờng xuống từ vệ tinh thông tin. Đối với đ-ờng lên từ một trạm mặt đất tới vệ tinh, các nguyên nhân gây tạp âm chính là tạp âm máy thu và tạp âm ngoài ( tạp âm bề mặt mặt đất ). Vì thế, ta có thể bỏ qua tạp âm hệ thống fiđơ và antenna. Nh- vậy, khi bỏ qua suy hao hệ thống fiđơ, thì có thể biểu diễn nhiệt tạp âm đối với đ-ờng lên bằng ph-ơng trình: T SYS = T S + T R Vì thế, có thể sử dụng nhiệt tạp âm (T SYS ) để tính công suất tạp âm (N SYS ) cho toàn bộ hệ thống đ-ợc biểu thị ở ph-ơng trình sau : N SYS = 10log(k.T SYS .B) (dB) Trong đó : -k là hằng số Bolzman = 1.38.10 -23 (W/Hz/ 0 K). -B là độ rộng băng tần (Hz). Sử dụng N SYS từ 2 ph-ơng trình trên có thể biểu thị C/N bằng ph-ơng trình sau : C/N = P R -N SYS = P T -L T +G T -L P +G R -L R -N SYS Trong đó: P T : Công suất máy phát. L T : Suy hao hệ thống fiđơ phát. G T : Hệ số tăng ích antenna phát. L P : Suy hao truyền sóng. G R : Hệ số antenna thu. L R : Suy hao hệ thống fiđơ máy thu. G R -L R -N SYS biểu thị các đặc tính của máy thu. Tuy nhiên, thông số G/T dùng T SYS chứ không dùng N SYS trong ph-ơng trình trên để Boọ Kẹ 1 G 1 Boọ Kẹ 3 G 3 Boọ Kẹ 2 G 2 Boọ Kẹ K G K biĨu thÞ chÊt l-ỵng m¸y thu, nã cã thĨ biĨu thÞ bëi ph-¬ng tr×nh: G/T = G R - 10log(Tsys) - L R 1.4 TRẠM MẶT ĐẤT 1.4.1 Cấu Hình Của Một Trạm Mặt Đất 1.4.1.1 Cấu hình và nguyên lý họat động. a. Cấu hình. Nói chung một trạm mặt đất bao gồm: thiết bò thông tin thiết bò truyền dẫn mặt đất, thiết bò cung cấp nguồn và nhà điều khiển. Thiết bò thông tin gồm có một anten, một máy công suất cao, một máy thu tạp âm thấp cũng như thiết bò đa truy nhập, điều chế và giải điều chế. Như hình sau : b. Nguyên lý họat động. Khi phát : Một tín hiệu được gửi đi từ một thiết bò truyền dẫn trên mặt đất (gồm một bộ ghép kênh,…) được điều chế thông qua thiết bò đa truy nhập, điều chế và giải điều chế; tần số của tín hiệu đầu ra ( ở một tần số trung tần) được biến đổi ra sóng phát ở bộ đổi tần đường lên. Công suất của tín hiệu này được khuếch đại lên đến mức yêu cầu nhờ bộ khuếch đại công suất cao, tín hiệu đầu ra của nó sẽ được anten bức xạ đến vệ tinh. Khi thu: Anten từ trạm mặt đất thu tín hiệu từ vệ tinh sau đó được máy thu tạp âm thấp khuếch đại đưa đến bộ đổi tần đường xuống và được biến đổi ra tần số trung tần. Sau Thiết bò ba ù m LNA Bộ đổi tần xuo á ng Bộ khuếch đại IF Bộ gia û iđie à u chế Hệ thống fiđơ HPA Bộ đổi tần le â n Bộ khuếch đại IF Bộ đie à u chế Thiết bò đa truy nhập Bộ dao động Bộ dao động Thiết bò anten bám Má y thu ta ïp âm thấ p Thiết bò đa truy nhập điều chế và g iải điều che á Má y p hát côn g suất lớn đó được đưa đến thiết bò thông tin trên mặt đất thông qua thiết bò đa truy nhập điều chế và giải điều chế. 1.4.1.2 Các công nghệ quan trọng đối với trạm mặt đất. Ta biết khoảng cách từ mặt từ một trạm mặt đất tới một vệ tinh khoảng 36.000 Km xa hơn khoảng 700 lần khoảng cách giữa các trạm chuyển tiếp trong hệ thống vi ba trên mặt đất. Do đó cần có các công nghệ thu được các tín hiệu yếu từ vệ tinh, phát các tín hiệu công suất cao đến vệ tinh và đối phó với thời gian trễ gây ra do cự ly truyền sóng dài. Như sau: • Công nghệ anten cần có: Hệ số tăng ích cao. Hiệu suất cao. Đồ thò tính hướng hẹp. Búp sóng phụ nhỏ. Đặc tính phân cực tốt. Đặc tính tạp âm nhỏ. • Công nghệ máy phát công suất lớn đòi hỏi : Khuếch đại công suất lớn. Ngăn chặn xuyên điều chế. • Công nghệ máy thu tạp âm thấp cần có: Đặc tính tạp âm thấp Hệ số khuếch đại lớn. • Công nghệ điều khiển tiếng dội cần phải có: Hạn chế tiếng dội. Giám sát tiếng dội. Hiệu quả truyền dẫn. Điều khiển lỗi. 1.4.2 Công nghệ máy phát. 1.4.2.1 Máy phát công suất cao. Để bù vào suy hao truyền lớn trong thông tin vệ tinh, đầu ra máy phát cần phải có công sụất càng lớn càng tốt, do vậy trạm mặt đất phải sử dụng bộ khuếch đại công suất cao HPA (Hight Power Amplifier). Trong các hệ thống vô tuyến mặt đất khoảng cách giữa các trạm chuyển tiếp chỉ khoảng vài chục km nên công suất ra của máy phát khoảng 10W là đủ. So với hệ thống thông tin vệ tinh có khoảng cách lớn (36.000 Km) nên một trạm mặt đất phải phát với công suất cao khoảng từ vài trăm đến vài chục KW. 1.4.2.2 Phân lọai các bộ khuếch đại công suất cao. Các lọai đèn sóng chạy (TWT), Klytron (KLY), hay transistor hiệu ứng trường (FET) hiện có trên thò trường đều có thể dùng trong bộ khuếcjh đại công suất cao tùy theo yêu cầu công suất ra của máy phát và băng tần. Bảng sau cho thấy sự khác biệt của các lọai này : Lọai HPA Tham số Lọai Klytron Lọai TWT Lọai FET Thiết bò sử dụng để khuếch đại Klytron TWT FET Công suất ra Lớn Lớn Nhỏ Kích thước Lớn Trung bình Nhỏ Băng tần Vài chục MHz Vài trăm MHz Vài trăm MHz Trọng lượng Lớn Trung bình Nhỏ Làm lạnh Làm lạnh bằng không khí, khi công suất tới vài KW Làm lạnh bằng nước khi công suất ra khoảng 10KW Làm lạnh bằng không khí, khi công suất tới vài KW Làm lạnh bằng nước khi công suất ra khoảng 10KW Làm lạnh bằng không khí tự nhiên Điện áp cung cấp Trung bình Cao Thấp Nhận xét : Vì đèn sóng chạy (TWT) có băng tần rộng, có thể phủ tất cả các băng tần phân đònh cho truyền dẫn, điều đó có lợi cho việc sử dụng nhiều sóng mang hơn. Mặc dù Klytron có độ rộng băng tần tương đối thấp, nhưng tần số khuếch đại có thể điều chỉnh đến bất kỳ giá trò nào trong khoảng tần số phân đònh cho trụyền dẫn , thường có thể chọn 5 đến 10 kênh cho một bộ điều hưởng. Lỏại FET được sử dụng ở trạm dung lượng thấp, khi công suất ra nhỏ. Còn muốn có công suất ra lớn thì ta có thể mắc song song các FET lại với nhau. 1.4.2.3 Cấu hình của một máy phát. Máy phát công suất cao gồm có một bộ khuếch đại trung tần, một bộ biến đổi tần số phát và một bộ khuếch đại công suất cao. Bộ khuếch đại trung tần khuếch đại tín hiệu từ bộ điều chế đưa tới, tần số sóng sau đó được biến đổi thành tần số sóng cực ngắn nhờ bộ đổi tần. Sau đó tín hiệu được bộ khuếch đại công suất cao khuếch đại lên đến mức yêu cầu để phát đến vệ tinh. Có hai lọai máy phát công suất cao như sau: a. Máy phát khuếch đại đồng thời nhiều sóng mang: Cấu hình như sau. Thiết bò ba ù m HPA Bộ đổi tần Le â n Bộ khuếch đại IF Bộ đie à u chế Hệ thống fiđơ Thiết bò đa truy nhập Bộ dao động Thiết bò anten bám Má y p hát côn g suất lớn Thiết bò đa truy nhập điều chế Combiner HPA U/C MOD U/C U / C MOD MOD Trong trường hợp này cần này cần thỏa mãn các yêu cầu sau: Độ rộng băng thông đủ rộng để khuếch đại một sóng mang với bất kỳ tần số nào và công suất ra có độ dự trữ đủ sao cho méo điều chế phát sinh từ sự khuếch đại đồng thời nhiều tín hiệu ở dưới mức quy đònh Cấu hình này thường mắc khi số sóng mang nhỏ, nhưng thường thuận lợi cho khai thác. b.Mỗi sóng mang được khuếch đại riêng bằng một bộ khuếch đại công suất cao HPA. Cấu hình như sau: Trong đó: HPA : Bộ khuếch đại công suất cao. U/C : Bộ đổi tần lên. MOD : Bộ điều chế. Trong trường này mỗi bộ khuếch đại không yêu cầu phải có băng tần rộng, chi cần đủ rộng để khuếch đại đối với mỗi sóng mang cho trưóc. Cấu hình này chỉ thích hợp khi số sóng mang ít. 1.4.2.4 Đặc trưng khả năng phát EIRP (Equivalent Isotropic Radiated Power- Công suất phát xạ vô hướng tương đương) Tích số giữa hệ số tăng ích của anten và công suất máy phát cung cấp cho anten gọi là (EIRP). Đây là một thông số cơ bản biểu thò khả năng của một trạm phát. Ví dụ: Với anten có đường kính gương phản xạ 30 m, làm việc ở tần số 6 GHz, có hệ số tăng ích ≈ 63 dB ( 2 triệu lần so với anten vô hướng ), nếu công suất máy phát là 100w thì EIRP phía trước là 200.000.000w. Nói cách khác bằng công suất của một anten vô hướng với một máy phát có công suất bằng 200.000.000 w bức xạ về phía trước. 1.4.3 Công nghệ máy thu. 1.4.3.1 Khuếch đại tạp âm thấp. Sóng bức xạ từ vệ tinh bò hấp thụ rất lớn cho tới khi chúng tới được mặt đất. Ví dụ các sóng trong băng Ku bò yếu đi khoảng 1/10 21 so với tín hiệu ban đầu nếu thu bằng một anten có đường kính 3,3m thì ở băng Ku mức thu tăng lên khoảng 10 triệu lần. Tuy nhiên điều đó chưa đủ lớn. Do dó cần phải khuếch đại chúng lên một mức có thể giải điều chế được. Kỹ thuật bộ khuếch đại tạp âm thấp với nhiệt tạp âm thấp đóng vai trò rất quan trọng trong việc bảo đảm chất lượng tín hiệu. 1.4.3.2 Nhiệt tạp âm. Sử du ï n g mo ä t HPA Combiner HPA U/C MOD HPA U/C HPA MOD U/C MOD HPA Sử du ï n g nhiều bo ä HPA Tạp âm sinh ra trong một máy thu thường được biểu thò bằng hệ số nhiệt tạp âm, được đònh nghóa như sau: S 1 /N 1 S 0 /N 0 Tuy nhiên khi làm việc với các tín hiệu yếu như trong trường hợp thông tin vệ tinh, thì nhiệt tạp âm được sử dụng thay thế cho hệ số tạp âm F Nhiệt tạp âm là nhiệt của một điện trở gây ra tạp âm tương đương, sinh ra do bộ khuếch đại. Nói cách khác công suất tạp âm (Pn) sinh ra do một điện trở được biểu thò bằng công thức sau: Pn = kTB Ở đây : k là hằng số Bolzơman, bằng 1.38 x 10 -23 J/ 0 K T là nhiệt độ tuyệt đối (273 + 0 C) B là độ rộng băng tần. Biểu thức trên biểu thò giá trò tạp âm sinh ra do bộ khuếch đại. Sau đây ta có công suất tạp âm đầu ra No là: No = Gk(To + Te)B Nên hệ số tạp âm đïc biểu thò như sau: Với: Nhiệt độ To Hệ số khuếch đại G Nhiệt tạp âm tương đương Te Quan hệ giữa hệ số tạp âm F và nhiệt tạp âm Te cho trong bảng sau: Hệ số tạp âm F (dB) Nhiệt tạp âm Te ( o K) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 6,8 14,8 21,0 28,0 35,8 44,2 S/N ở đầu vào bộ khuếch đại S 1 / N 1 S/N ở đầu ra bộ khuếch đại S 0 / N 0 F = = Máy thu S.√kTo.B GS.√Gk.(To+Te).B 1 + Te/To = F = Máy thu Nguồn tạp âm Công suất tạp âm [...]... tính riêng các tạp âm khác như can nhiễu với các hệ thống vệ tinh khác 1.4.4 Công nghệ Anten trong thông tin vệ tinh 1.4.4.1 Yêu cầu đối với Anten trong thông tin vệ tinh Để thu được những sóng yếu đến từ vệ tinh và để có thể phát đi các sóng có công suất đủ mạnh lên vệ tinh thì anten cần có một số đặc tính sau: * Hệ số tăng ích cao và hiệu suất cao * Tính hướng sóng cao và búp sóng phụ nhỏ * Đặc tính... Bolzman = 3, 38.10- 23. J/K B= Độ rộng băng thông (Hz) T= Nhiệt độ tuyệt đối (0K) -Các nguồn tạp âm của hệ thống thu trong thông tin vệ tinh: • Tạp âm thu được từ anten Tạp âm từ vũ trụ Tạp âm từ khí quyển Tạp âm do một búp phụ Tạp âm do mưa • Tạp âm do tiêu hao từ hệ thống fidơ Nhiệt tạp âm của hệ thống thu 700 0 Nhiệt tạp âm tăng ≈ 7K/0,1 dB tiêu hao K Góc ngẩng 5 Góc ngẩng 90 500 Trong mưa 30 0 Trong.. .Hệ số tạp âm dB 0,8 59,2 1,0 75,9 2,0 175,8 3, 0 2 93 4,0 442 5,0 633 6,0 879 7,0 1.172 8,0 1.5 53 9,0 2. 030 10,0 2.6 73 1.4 .3. 3 Các lọai khuếch đại tạp âm Có ba lọai khuếch đại tạp âm như sau: a Khuếch đại thông số Khuếch đại thông số họat động như sau: Khi một tín hiệu kích thích đặt lên một diode biến dung thì các thông số mạch điện của nó thay đổi và tạo ra... Tỷ số hệ số tăng ích (G) về phía trước anten trên nhiệt tạp âm tổng (T): biểu thò cho chất lượng độ nhạy của trạm mặt đất G/T: Được dùng như một hệ số chất lượng cho toàn bộ hệ thống thu bao gồm cả anten của nó Đơn vò sử dụng cho G/T là dB/0K G/T: chỉ phản ánh được khi ứng với góc ngẩng Anten trong thời tiết tốt Ngoài ra cần phải tính riêng các tạp âm khác như can nhiễu với các hệ thống vệ tinh khác... Khuếch đại GaAs-FET được sử dụng rộng rãi ở vùng tần số cao với đặc tính băng tần rộng, hệ số khuếch đ cao và độ tin cậy cao Chúng được sử dụng rộng rãi cho các bộ khuếch đại tạp âm thấp trong thông tin vệ tinh vì đặc tính tạp âm thấp đã được cải tiến như hình sau:5 4 3 2 1 0 1979 1980 1981 Sự cải tiến GaAs-FET 1982 19 83 c HEMT (Transistor có độ linh động điện tử cao) Gần đây HEMT đã được đưa vào sử dụng... Khó Vừa Dễ Vừa Tạp âm thấp Chất lượng gần bằng Băng tần rộng khuếch đại thông số Kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, giá thành thấp Làm lạnh nhiệt điện Xấp xỉ 52K Xấp xỉ 120K Xấp xỉ 160K Dễ Tạp âm thấp Kích thước vô cùng nhỏ Gía thành thấp 1.4 .3. 4 Đặc trưng khả năng thu a Nhiệt tạp âm của máy thu -Ta biết tạp âm trong thông tin vệ tinh do nhiều nguồn sinh ra, nhưng công suất của nó vô cùng nhỏ Nhiệt tạp... cải thiện rất lớn so với anten Cassegrain, dẫn đến hệ số tăng ích lớn hơn Có hai lọai anten khác cũng thuộc lọai anten lệch là: anten Gregorian lệch có gương phản xạ phụ dạng elip và anten Cassegrain lệch có gương phụ dạng hypepbol Các anten này có hiệu quả đặc biệt khi cần thiết giảm can nhiễu từ các đường thông tin viba trên mặt đất hoặc các vệ tinh khác ở vò trí kề nhau trên quỹ đạo ... bảng so sánh các bộ tạp âm thấp: LNA Khuếch đại thông số GaAs-FET HEMT Điều kiện làm việc Băng tần Băng 4GHz Băng 10GHz Băng 20GHZ Bảo dưỡng Tính năng Làm lạnh Làm lạnh bằng khí bằng Heli nhiệt điện Không Làm lạnh làm lạnh nhiệt nhiệt độ điện trong phòng Xấp xỉ Xấp xỉ Xấp xỉ Xấp xỉ 15K 32 K 55K 45K 900K 180K Xấp xỉ hoặc thấp hoặc thấp 120K hơn hơn 220K 30 0K 200K hoặc thấp hoặc thấp hoặc thấp hơn hơn... Tuy nhiên các đặc tính của nó như hệ số tăng ích, búp sóng phụ không được tốt Một nhược điểm khác nữa là cáp nối từ loa thu phát đến máy phát thu thường dài bởi vậy nó không được sử dụng ở các trạm mặt đất thông thường b Anten cassegrain Minh họa như sau: Gương chính Gương phụ Bộ chiếu xạ Là lọai anten có thêm một gương phản xạ phụ vào gương phản xạ chính, do đó hệ số tăng ích của anten được nâng... cao Cơ cấu này sử dụng tiếp giáp pha trộn giữa GaAs và AlGaAs như hình sau: As(AlGa) lọai n Không pha GaAs ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ Màng bảo vệ Cực cổng Cực nguồn Cực máng (AlGa)As Phần tử ion hóa GaAs Điện tử Nền GaAs bán dẫn (a) Lớp điện tử có độ linh động cao ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ Dải dẫn Phần tử cho ion hóa (Si) (b) Dải hóa trò Cấu tạo của HEMT Giữa dải dẫn của AlGaAs có một sai khác năng lượng, dải này kích thích lọai . nhiễu với các hệ thống vệ tinh khác. 1.4.4 Công nghệ Anten trong thông tin vệ tinh 1.4.4.1 Yêu cầu đối với Anten trong thông tin vệ tinh. Để thu được những sóng yếu đến từ vệ tinh và để có. nhỏ hơn nh- là trong hệ thống thông tin vệ tinh, thì phải sử dụng tầng khuếch đại đầu tiên có hệ số khuếch đại cao và có tạp âm thấp. Vì vậy, các máy thu thông tin vệ tinh sử dụng bộ khuếch. (W) Với : K = hằng số Bolzman = 3, 38.10 - 23 .J/K B= Độ rộng băng thông (Hz) T= Nhiệt độ tuyệt đối ( 0 K) -Các nguồn tạp âm của hệ thống thu trong thông tin vệ tinh: • Tạp âm thu được từ anten