tính toán suy hao đường truyền và công suất của trạm LES đặt tại TP hồ chí minh và làm việc với vùng vệ tinh IOR – i3

Mục lục Phần Tổng quan Hệ thống thông tin vệ tinh Cấu trúc nguyên lý chung hệ thống thông tin vệ tinh Cấu trúc hệ thống thông tin mô tả hình sau : Hình : Cấu trúc hệ thống thông tin Trên hình 1,một hệ thống thông tin vệ tinh bao gồm hai thành phần phần không gian phần mặt đất a Phần không gian Phần không gian bao gồm vệ tinh thông tin trạm điều khiển TT &C (Telemetry, Tracking & Command : đo xa,bám lệnh) mặt đất Đối với vệ tinh bao gồm hệ thống thông tin (payload) phân hệ phụ trợ cho phân hệ thông tin Phân hệ thông tin :bao gồm hệ thống anten thu phát tất thiết bị điện từ hỗ trợ truyền dẫn sóng mang Các phân hệ phụ trợ : bao gồm khung vệ tinh,phân hệ cung cấp lượng,phân hệ điều khiển nhiệt độ,phân hệ điều khiển quỹ đạo tư vệ tinh,phân hệ đẩy,trạm điều khiển vệ tinh TT&C Phân hệ thông tin có hai nhiệm vụ chính: - Khuếch đại sóng mang thu phục vụ cho việc phát lại đường xuống Thay đổi tần số sóng mang để tránh phần công suất phát vào máy thu vệ tinh b Phần mặt đất Phần mặt đất bao gồm tất trạm thông tin mặt đất(LES),những trạm thường nối trực tiếp thông qua mạng mặt đất để đến thiết bị đầu cuối người sử dụng Trạm mặt đất có hai nhiệm vụ : - Tiếp nhận tín hiệu từ mạng mặt đất trực tiếp từ thiết bị đầu cuối người sử dụng,xử lý tín hiệu sau phát tín hiệu tần số mức độ công - suất thích hợp cho hoạt động vệ tinh Thu sóng mang đường xuống vệ tinh tần số chọn trước,xử lý tín hiệu để chuyển thành tín hiệu băng gốc sau cung cấp cho mạng mặt đất trực tiếp tới thiết bị đầu cuối người sử dụng Một trạm mặt đất có khả thu phát lưu lượng cách đồng thời có trạm phát thu Tần số vấn đề truyền 2.1 Tần số phân chia tần số thông tin vệ tinh Phổ tần số vô tuyến điện nguồn tài nguyên có hạn, thiết phải sử dụng cách hợp lý, kinh tế có hiệu a Cửa sổ tần số vô tuyến điện Đường truyền thông tin vệ tinh bị ảnh hưởng chủ yếu tầng điện ly tần số thấp mưa tần số cao Trong dải tần từ 1GHz tới 10GHz bị ảnh hưởng tầng điện ly mưa nên gọi cửa sổ tần số vô tuyến điện Tuy nhiên, dải tần 1GHz đến 10GHz sử dụng nhiều cho đường thông tin viba mặt đất, có can nhiễu lẫn hai hệ thống Ngoài ra, để mở rộng băng thông người ta chấp nhận sử dụng dải tần cửa sổ b Phân chia băng tần Băng tần sử dụng hệ thống thông tin vệ tinh sử dụng tần số từ 1GHz đến 40GHz chi tiết cụ thể bảng 1.2 Ký hiệu băng L Dải tần (GHz) Phạm vi sử dụng 1–2 S C X Ku K Ka 2–4 4–8 – 12 12 – 18 18 – 27 27 – 40 Khác >40 Thông tin vệ tinh di động, phát quảng bá, vô tuyến định vi Thông tin vệ tinh di động hàng hải Thông tin vệ tinh cố định Thông tin vệ tinh quân phủ Thông tin vệ tinh cố định, truyền hình quảng bá Trạm cố định Thông tin vệ tinh cố định, truyền hình quảng bá, liên lạc vệ tinh Liên lạc vệ tinh Bảng 1.2: Các băng tần hệ thống thông tin vệ tinh c Phân bổ tần số Để phân bổ tần số, giới chia thành ba khu vực hình 1.8 Khu vực I (Region I) bao gồm Châu Âu, Châu Phi, phân Châu Á liên bang Nga Khu vực II (Region II) gồm nước Châu Mỹ Khu vực II (Region II) gồm Châu Úc, phần lại cửa Châu Á – Thái Bình Dương (trong có Việt Nam) 2.2 Truyền sóng yếu tố ảnh hưởng tới truyền sóng thông tin vệ tinh Thông tin vệ tinh sử dụng tần số vô tuyến điện dải tần siêu cao có - số tính chất sau: Sóng truyền thẳng phạm vi nhìn thấy trực tiếp, có khả xuyên qua tầng điện - ly mà thay đổi công suất phương truyền; Có tính định hướng cao xạ từ vật thể có kích thước lớn nhiều - so với bước sóng; Có dung lượng kênh thông tin lớn đáp ứng nhu cầu ngày tăng thông tin viễn thông; Sóng điện từ hệ thống thông tin vệ tinh có cự ly truyền lan lớn (trên 36.000 km cho tuyến hệ thống sử dụng vệ tinh địa tĩnh) Quá trình truyền lan sóng điện từ bị suy hao lớn, mức độ suy giảm công suất trường điện từ chủ yếu gay tầng điện ly lớp khí nằm tầng điện ly trái đất Ngoài yêu tố làm suy giảm công suất trường điện từ hấp thụ mưa tầng điện ly tạo thành sổ vô tuyến mô tả hình 1.2, sóng điện từ chịu hấp thụ lớp không khí (chủ yếu oxy) hỏi nước bầu khí tầng đối lưu Mức độ suy giảm sóng yếu tố nói gây mô tả theo mức độ trung bình hàng năm hình Phần Bài toán tính suy hao đường truyền dự trữ tuyến Đề bài: Tính toán suy hao đường truyền công suất dự trữ trạm LES đặt TP Hồ Chí Minh làm việc với vùng vệ tinh IOR-I3 (Với số điều kiện đầu tự xác định) Sau phần tính toán chi tiết: Trạm ES (LES): ϕ = 9.7 N - Vĩ độ: λES = 106.50 E - Kinh độ: λSL = 64.50 E Vệ tinh địa tĩnh IOR-I3 có tọa độ: 1.Tính toán tham số hình học - Hiệu kinh độ quy chuẩn đông trạm vệ tinh so với trạm mặt đất: ∆λ = λSL ( E ) − λES ( E ) = 64,50 − 106, 50 = −420 ( E ) φ - Góc tâm : cos φ = cos ∆λ cos ϕ = cos(−420 ).cos(9, ) = 0, 73 → φ = 42.90 - Cự ly đường truyền R: R = RE2 + r − 2R E r cos φ = 6378,12 + 42164, 22 − × 6378,1× 42164, × 0, 73 = 37760, 6( km) Trong đó: RE: Bán kính Trái đất xích đạo (6378,1 km) (r = RE + R0 = 42164, km) r: Bán trục lớn quỹ đạo - Góc ngẩng E cos φ − E = arctg - RE RE + R0 − cos φ = arctg cos φ − 0,1526 =arctg 0,85 = 40,30 sin φ Góc phương vị: tgA* = − tg ∆λ tg (−420 ) =− = 5,34 sin ϕ sin 9, → A* = 79, 40 → A = 180 + A* = 259, 40 (Góc Tây-Nam) Vị trí ES SL mặt phẳng Trái đất Tổn hao đường truyền 2.1 Tổn hao không gian tự Tổn hao không gian tự tính theo biểu thức: L free  4π R  = 10 lg   λ  [dB] 2.2 Tổn hao mưa: α γ R γ R = k R0.01 (dB / km) → LR = γ R LE Tính hệ số suy hao : Trong k α số phụ thuộc vào tần số phân cực sóng điện từ, LE quãng đường mưa sóng điện từ Mặt khác theo khuyến nghị ITU khu vực khí hậu mưa phân bố thành 14 vùng, Việt Nam nằm vùng N – Hải Phòng gần vùng K Sài Gòn gần vùng P Tổn hao tầng khí LA phụ thuộc vào 14 khu vực trên, mức tổn hao phụ thuộc tần số công tác Từ bảng số liệu theo khuyến nghị ITU hệ số suy γR giảm mưa ( γR - dB/km) tần số 4GHz, ta tìm thành phố Hồ Chí Minh γR = gần vùng P 0.37 Các tham số anten 3.1 Độ tăng ích G Độ tăng ích lớn Gmax anten parabol thông tin vệ tinh thường tính theo biểu thức: Gmax π D   π Df  =η  =η    λ   c  η (với thường lấy khoảng 0,55 đến 0,6) θ3dB 3.2 Góc mở ½ công suất ( ) θ 3dB tính theo biểu thức: θ 3dB = λ 70 D α < θ 3dB / Khi lệch khỏi hướng xạ góc hệ số tăng ích bị suy giảm tính thông qua biểu thức: Gα [ dB ] = Gmax [ dB ] − 12 α [ dB ] θ 3dB Nếu tính Gmax theo góc mở nửa công suất biến đổi áp dụng biểu thức tính: Gmax  π 70  π D  =η  =η     λ   θ 3dB  3.3 Tính EIRP, mật độ thông lượng công suất công suất thu EIRP = PT GT [ W ] = PT + GT [ dB ] - Khái niệm công suất điểm thu mật độ thông lượng công suất Trên diện tích hiệu dụng A cách xa anten phát khoảng cách R tương ứng với góc đầy tính từ anten phát A/R2 công suất thu tính theo biểu thức: PR = PT GT P G A = φ A [ W ] ; → φ = T T2  W / m  4π R 4π R gọi mật độ thông lượng công suất Các thông số trạm mặt đất (LES) trạm vệ tinh (SAT): Thông số Công suất phát Đường kính anten thu phát Tần số phát Khoảng cách anten Độ rộng búp sóng ( θ3dB ) LES 150W (21,8dB) 6m 16GHz 37760,6 km 60 anten thu Hiệu suất anten (%) Tính công suất thu thu anten thu *Công suất thu tuyến lên 4.1 Độ tăng ích G (anten phát trạm mặt đất) 2 Gmax  π × × 16 ×109   π Df  =η  = 0,   = 606388 × 108  c    Hay tính theo đơn vị dB: SAT 15W (11,8dB) 5m 14GHz 37760,6 km 1,50 60 GT max = 10 lg(606388) = 57,8dB 4.2 Tính EIRP (Công suất phát xạ đẳng hướng anten phát trạm mặt đất) EIRP = PT + GT [ dB ] = 21,8 + 57,8 = 79, dBW φ 4.3 Mật độ thông lượng công suất: φ = EIRP − 10 lg ( 4π R ) = 79, − 10 lg ( 4π × 377606002 ) = −82,9 dBW/m2 4.4 Tổn hao Lfree  4π × 3760600 ×16 ×109   4π Rf  L free = 10 lg  = 10 lg   = 208,1 × 108  c    dB 4.5 Hệ số tăng ích anten thu vệ tinh G Với θ3dB = λ D 70 70 = 1,50 → = = 46, D λ 1,5 Áp dụng : GR = Gmax  π Df  =η  = 0, [ π × 46, ] = 12914 → GR = 10 lg12914 = 41,1dB   c  4.6 Công suất thu anten thu vệ tinh PR = EIRP − L free + GR = 79, − 208,1 + 41,1 = −87, dBW *Công suất thu tuyến xuống 4.1 Độ tăng ích G (anten phát trạm vệ tinh) 2  π × × 14 × 109   π Df  GT = η  = 0,6   = 322407 ×108  c    Hay tính theo đơn vị dB: GT max = 10 lg(322407) = 55,1dB 4.2 Tính EIRP (Công suất phát xạ đẳng hướng anten phát trạm vệ tinh) EIRP = PT + GT [ dB ] = 11,8 + 55,1 = 66, dBW 10 φ 4.3 Mật độ thông lượng công suất: φ = EIRP − 10 lg ( 4π R ) = 66,9 − 10 lg ( 4π × 377606002 ) = −95, dBW/m2 4.4 Độ tăng ích anten anten thu trạm mặt đất 2 G = Gmax  π × × 14 × 109   π Df  =η  = 0,   = 464266 × 108  c    Hay tính theo đơn vị dB: GR = 10lg(464266) = 56,7 dB 4.5 Tổn hao Lfree L free  4π × 3760600 ×14 ×109   4π Rf  = 10 lg  = 10 lg   = 206,9dB × 108  c    4.6 Công suất thu anten thu trạm mặt đất PR = EIRP − L free + GR = 66,9 − 206, + 56, = −83,3 dBW Tạp âm nhiệt tạp âm 5.1 Công suất tạp âm N = N B = k T B k = 1,38 ×10−23 Trong đó: k số Bonzmant J/K, T(K) nhiệt độ tạp âm thiết N = k T bị, B(Hz) băng thông, N0 mật độ công suất tạp âm: (W/Hz) 5.2 Tạp âm nhiệt Hệ số phẩm chất trạm thông tin vệ tinh tỷ số độ tăng ích anten nhiệt độ tạp âm hiệu dụng máy thu (G/T) Nhiệt độ tạp âm hiệu dụng máy thu bao gồm: - Nhiệt tạp âm tương đương anten: TA - Nhiệt tạp âm feeder TFRX - Nhiệt tạp âm máy thu TR Nhiệt tạp âm tương đương toàn thiết bị thu là: 11 Te = ( Tr + T1 ) + T T2 + + G1 G1G2 (K) Từ ta có công suất tạp âm toàn máy thu là: N = k Te B (W) Khi không tính đến nhiệt tạp âm máy thu, tính TR: Tr =  TA + TFRX 1 − LFRX  LFRX  ÷( K )  - Tính nhiệt tạp âm anten Nhiệt tạp âm anten TA anten thu nguồn tạp nhiễu không mong muốn từ không gian mặt đất khu vực gần anten: TA=Tk.gian+Tm.đất Như vậy, nhiệt tạp âm anten tham số phụ thuộc vào nhiều yếu tố địa lý, kích thước tần số làm việc anten 5.3 Hệ số tạp âm Hệ số tạp âm đường truyền hay thiết bị tính theo biểu thức: F = 1+ Te 290 Với thiết bị có nhiều tầng mắc nối tiếp: F = F1 + Fn − F2 − F3 − + + + G1 G1G2 G1G2 Gn −1 Với thông số máy thu vệ tinh: GA=49,5dB TA=22K LFRX=1,8 TF=290K G1=31dB T1=200K G2=11dB T2=550K G3=21dB T3=950K Tính nhiệt tạp âm tương đương (Te) máy thu hệ số tạp âm hệ số phẩm chất trạm thu - Nhiệt tạp âm đầu vào máy thu Tr: 12 Tr = = -  TA + TFRX 1 − LFRX  LFRX  ÷( K )  22   + 290  − ÷ = 130( K ) 1,8  1,8  Nhiệt tạp âm tương đương toàn thiết bị thu Te Te = ( Tr + T1 ) + T T2 + G1 G1G2 550 950 + = 345,3( K ) 40 40 ×15 → Te = 10 lg 345,3 = 25, 4dBK = ( 130 + 200 ) + - Hệ số tạp âm F F = 1+ - Te 345,3 = 1+ = 2, 290 290 Hệ số phẩm chất lớn G/T (Không tính tổn hao đường truyền) G GA = = 49,5 − 10 lg 345,3 = 24,1 T Te dB/K - Tỷ số tín tạp SNR(C/N) G C Pr 41,1 = = EIRP + r − LP − k ( dBHz ) = 66,9 + − 206,9 − 228, = 90, 2dB N N0 T 25, Tính toán dự trữ tuyến lên Trạm mặt đất Vệ tinh Thông số tuyến Công suất phát(W) Đường kính anten parabol(m) Hiệu suất anten(%) Hệ số tăng ích phát(dBi) EIRP(dBW) Tần số phát(GHz) Cự ly truyền(km) Tổn hao Lfree(dB) Mật độ thông lượng công suất(dBW/m2) G/T(dBW/m2) Độ rộng băng tần(kHz) C/N yêu cầu(dB) C/N đề ra(dB) Dự trữ tuyến(dB) 13 100 60 57,8 79,6 16 37760,6 206,9 -95,6 24,1 150 95 90,2 4,8 6.1 Các loại tổn hao khác Ngoài tổn hao cự ly đường truyền không gian tự (Lfree), tuyến TTVT chịu loại tổn hao khác, cụ thể: 1) 2) 3) 4) Tổn hao yếu tố hấp thụ sóng tầng khí quyển: mưa, nước… Tổn hao nội tuyến feeder thu (LFRX) phát (LFTX) Tổn hao lệch hướng anten thu phát LPOL (LR cho anten thu, LT anten phát) Tổn hao xuyên phân cực sóng Nếu tính đầy đủ loại tổn hao đường truyền công suất thu tính theo biểu thức: P G PRx =  TX T max  LFTX     GR max  ÷ ÷ ÷ ÷   L free LA   LFRX LPol  Máy phát- Đường truyền - Máy thu 14 Phần Tính toán cụ thể 3.1 Tuyến lên trời θ3dB Với giả thiết trời (LA=0), trạm phát sóng đặt gần vùng biên phủ ≈ 300 anten thu vệ tinh (góc ngẩng anten ) Tuyến lên thông tin vệ tinh Bảng thông số cho trước Trạm mặt đất Công suất phát (W) 150 (21,8dB) Đường kính anten parabol (m) Hiệu suất anten (%) 60 Độ lệch hướng lớn anten ( ) 0,15 Góc ngẩng anten (0) 30 Tần số phát (GHz) 16 Suy hao feeder phát (dB) 0,5 Cự ly truyền (km) 37760,6 Vệ tinh Góc mở ½ công suất ( ) 2,5 Tổn hao lệch hướng anten (dB) Hiệu suất anten (%) 60 Tổn hao feeder LFRX (dB) 1,5 Nhiệt độ tạp âm feeder (TF), máy thu (TR) nhiệt tạp âm anten chọn 290K a Tính EIRP 15 PTX = 21,8dB LFXT = 0,5dB 2 Gmax  π × × 16 ×109   π Df  =η  = 0,   = 606388 × 10  c    GT max = 10 lg(606388) = 57,8dB α  LT = 12  T ÷  θ 3dB  λ c × 108 θ3dB = 70 = 70 = 70 = 0, 220 D Df × 16 × 10 α   0,15  → LT = 12  T ÷ = 12  ÷ = 5, 6dB  0, 22   θ 3dB  → EIRP = PTX − LFTX + GT max − LT = 21,8 − 0,5 + 57,8 − 5, = 73,5dBW b Tính suy hao tuyến lên 2 L free  4π × 37760600 ×16 ×109   4π Rf  = 10 lg  = 10 lg   = 208,1dB × 108  c    c Tính G/T đầu vào máy thu vệ tinh 2  70   70  π D  GR max = η  = η π  = 0, π  = 4642   λ   2,5   θ3dB  → GR max = 36,7 dB LR = 2dB LFRX = 1,5dB → PR = EIRPT − L free + GR max − LR = 73,5 − 208,1 + 36, − = −99,9dBW Nhiệt độ tạp âm đầu vào máy thu LNA:  TA  290   + TF 1 + + 290 1 − ÷+ TR = ÷+ 290 = 580 K LFRX 1,5  1,5   LFRX  → T = 10 lg 580 = 27, 6dB T= 16 PRX = PR − LFRX − T = −99,9 − 1,5 − 27, = −129dBW G = Gmax − LR − LFRX = 36,7 − − 1,5 = 33, 2dB G   T  = GR − T = 33, − 27, = 5, 6dB / K d Tính tỷ số tín hiệu tạp âm C/N tuyến lên C  G    = EIRPU +   − L − k = 73,5 + 5, − 208,1 + 228, = 99, 6dB  T U  N U Trong đó: C: sóng mang, N: tạp âm (N=K.T.B), N0: mật độ tạp âm, K=1,28.10-23J/K=228,6dBJ/K Mô tả biến đổi công suất tuyến lên 17 3.2 Tuyến lên trời mưa Khi trời mưa suy giảm sóng tăng lên Cho trạm mặt đất đặt HCM suy hao mưa gây ta đặt giá trị khoảng 12dB chất khí khác khoảng 0,5dB tổn hao không gian tự do: L = L free + LA = 208,1 + 12 + 0,5 = 220, dB Tỷ số tín hiệu tạp âm SNR: C  G    = EIRPU +   − L − k = 73,5 + 5, − 220, + 228, = 87,1dB  T U  N U 3.3 Tuyến xuống trời Hình mô tả tuyến xuống từ trạm vệ tinh xuống trạm mặt đất đặt HCM với giả thiết trạm mặt đất đặt gần biên vùng phủ sóng 3dB anten phát vệ tinh Tuyến xuống thông tin vệ tinh Bảng liệu cho trước 18 Trạm vệ tinh Trạm mặt đất Công suất máy phát PTX (W) Tổn hao tẩng khí (dB) ứng với E=300 Hiệu suất anten (%) Tổn hao lệch hướng anten (dB) Góc mở ½ dB (0) Tần số phát (GHz) Suy hao feeder phát LFTX (dB) Cự ly truyền (km) Độ lệch anten thu (0) Hiệu suất anten (%) Đường kính anten (m) Hệ số tạp âm F (dB) Tổn hao feeder LFRX (dB) Nhiệt độ tạp âm feeder TF (K) Nhiệt tạp âm mặt đất TGND (K) Nhiệt tạp âm bầu trời TSky (K) 15 (11,8dB) 0,5 60 2,5 14 1,5 37760,6 0,15 60 2,5 0,5 290 42 22 a Tính EIRP trạm vệ tinh PTX = 11,8dBW LFTX = 1,5dB 2  70   70  π D  GT max = η  = η π  = 0, π  = 4642   λ   2,5   θ3dB  → GT max = 36,7dB LT = 2dB (trạm vệ tinh với biên phủ 3dB, trạm mặt đất HCM nằm vị trí suy hao khoảng 2dB) → EIRP = PTX − LFTX + GT max − LT = 11,8 − 1,5 + 36, − = 45dBW b Tính tổn hao tuyến xuống LD = L free + LA 2  4π × 37760600 ×14 ×109   4π Rf  L free = 10 lg  = 10 lg   = 206,9dB ×108  c    LA = 0,5dB → LD = L free + LA = 206, + 0,5 = 207, 4dB 19 c Tính G/T trạm mặt đất thu 2  π × × 14 ×109   π Df  GR max = η  = 0,   = 464266 × 108  c    → GR max = 10 lg 464266 = 56, dB α  LR = 12  R ÷  θ 3dB  λ c × 108 θ3dB = 700 = 70 = 70 = 0, 250 D Df × 14 × 109 α   0,15  → LR = 12  R ÷ = 12  ÷ = 4,32dB  0, 25   θ 3dB  → PR = EIRPT − LD + GR max − LR = 45 − 207, + 56, − 4, 32 = −110dBW *Nhiệt tạp âm trạm mặt đất: TA = TSky + TGND = 22 + 42 = 64( K ) *Nhiệt tạp âm máy thu: TR = ( F − 1) TF = ( 102,5/10 − 1) 290 = 225K *Nhiệt tạp âm tổng:  TA  64  + TF 1 + ÷+ TR = 0,5/10 + 290 1 − 0,5/10 LFRX 10  10  LFRX  → T = 10 lg 313 = 24, 4dBK T= PRX = PR − LFRX − TR = −110 − 0,5 − 24, = −134,9dBW *Tính G/T G = Gmax − LR − LFRX = 56,7 − 4,32 − 0,5 = 51,9dB G   T  = GR − TR = 51,9 − 24, = 27,5dB / K d Tính SNR tuyến xuống N = KT = −228, + 24, = −204, 2dB 20  ÷+ 225 = 313K  C  G    = EIRPU +   − L − k = 45 + 27,5 − 207, + 228, = 93, 7dB  T D  N0  D Mô tả mức biến đổi công suất tuyến xuống 3.4 Tuyến xuống trời mưa Giả sử tổn hao mưa có giá trị 9dB tổn hao tuyến xuống là: L = 207, + = 216, dB *Khi nhiệt tạp âm anten xác định lại biểu thức: TA = TSky LRain  + Tm 1 −  LRain  22   ÷+ TGND = 9/10 + 260 1 − 9/10 ÷+ 42 = 272( K ) 10  10   Trong Tm=260K : giá trị nhiệt độ trung bình hiệu dụng *Nhiệt tạp âm tổng:  TA  272  + TF 1 − ÷+ TR = 0,5/10 + 290 1 − 0,5/10 LFRX 10  10  LFRX  → T = 10 lg 498, = 26,9dBK T= G/T=G-T=51,9-26,9=25dBW/K 21  ÷+ 225 = 498,9 K  22 Phần Kết luận *Trên thông số tính toán suy hao đường truyền công suất trạm LES đặt TP Hồ Chí Minh làm việc với vùng vệ tinh IOR – I3 Tổng kết sau: Tính toán dự trữ tuyến lên: -Trời trong: C/N=99,6 dBW/Hz -Trời mưa: C/N=87,1 dBW/Hz -Tính toán dự trữ tuyến xuống: -Trời trong: C/N=93,3 dBW/Hz -Trời mưa: C/N=82,2 dBW/Hz Các yếu tố gây suy hao suy hao không gian tự do, suy hao bầu khí quyển, suy hao feeder, nhiệt tạp âm máy thu phát… gây ảnh hưởng lớn đến công suất truyền tuyến lên tuyến xuống HTTTVT, đặc biệt suy hao không gian tự do, suy hao mưa Vì vậy, với HTTTVT thực tế cần có biện pháp chống suy hao nhằm tăng hiệu đường truyền 23 [...]... số tính toán suy hao đường truyền và công suất của trạm LES đặt tại TP Hồ Chí Minh và làm việc với vùng vệ tinh IOR – I3 Tổng kết như sau: Tính toán dự trữ tuyến lên: -Trời trong: C/N=99,6 dBW/Hz -Trời mưa: C/N=87,1 dBW/Hz -Tính toán dự trữ tuyến xuống: -Trời trong: C/N=93,3 dBW/Hz -Trời mưa: C/N=82,2 dBW/Hz Các yếu tố gây suy hao như suy hao trong không gian tự do, suy hao trong bầu khí quyển, suy hao. .. biên vùng phủ sóng 3dB của anten phát vệ tinh Tuyến xuống trong thông tin vệ tinh Bảng dữ liệu cho trước 18 Trạm vệ tinh Trạm mặt đất Công suất máy phát PTX (W) Tổn hao tẩng khí quyển (dB) ứng với E=300 Hiệu suất anten (%) Tổn hao do lệch hướng anten (dB) Góc mở ½ dB (0) Tần số phát (GHz) Suy hao do feeder phát LFTX (dB) Cự ly truyền (km) Độ lệch anten thu (0) Hiệu suất anten (%) Đường kính anten (m)... trời trong θ3dB Với giả thiết trời trong (LA=0), trạm phát sóng được đặt gần vùng biên phủ của ≈ 300 anten thu vệ tinh (góc ngẩng anten ) Tuyến lên trong thông tin vệ tinh Bảng thông số cho trước Trạm mặt đất Công suất phát (W) 150 (21,8dB) Đường kính anten parabol (m) 6 Hiệu suất anten (%) 60 0 Độ lệch hướng lớn nhất của anten ( ) 0,15 Góc ngẩng của anten (0) 30 Tần số phát (GHz) 16 Suy hao do feeder... tuyến feeder thu (LFRX) và phát (LFTX) Tổn hao do lệch hướng anten thu và phát LPOL (LR cho anten thu, LT anten phát) Tổn hao do xuyên phân cực sóng Nếu tính đầy đủ các loại tổn hao trên đường truyền thì công suất thu sẽ được tính theo biểu thức: P G PRx =  TX T max  LFTX   1   GR max  ÷ ÷ ÷ ÷   L free LA   LFRX LPol  Máy phát- Đường truyền - Máy thu 14 Phần 3 Tính toán cụ thể 3.1 Tuyến... (Không tính tổn hao đường truyền) G GA = = 49,5 − 10 lg 345,3 = 24,1 T Te dB/K - Tỷ số tín trên tạp SNR(C/N) G C Pr 41,1 = = EIRP + r − LP − k ( dBHz ) = 66,9 + − 206,9 − 228, 6 = 90, 2dB N N0 T 25, 4 6 Tính toán dự trữ tuyến lên Trạm mặt đất Vệ tinh Thông số tuyến Công suất phát(W) Đường kính anten parabol(m) Hiệu suất anten(%) Hệ số tăng ích phát(dBi) EIRP(dBW) Tần số phát(GHz) Cự ly truyền( km) Tổn hao. .. do, suy hao trong bầu khí quyển, suy hao feeder, nhiệt tạp âm trong máy thu và phát… gây ảnh hưởng lớn đến công suất truyền của tuyến lên cũng như tuyến xuống của HTTTVT, đặc biệt là suy hao trong không gian tự do, suy hao do mưa Vì vậy, với HTTTVT trong thực tế cần có những biện pháp chống suy hao nhằm tăng hiệu quả đường truyền 23 ... hay thiết bị được tính theo biểu thức: F = 1+ Te 290 Với các thiết bị có nhiều tầng mắc nối tiếp: F = F1 + Fn − 1 F2 − 1 F3 − 1 + + + G1 G1G2 G1G2 Gn −1 Với các thông số của máy thu vệ tinh: GA=49,5dB TA=22K LFRX=1,8 TF=290K G1=31dB T1=200K G2=11dB T2=550K G3=21dB T3=950K Tính nhiệt tạp âm tương đương (Te) của máy thu và hệ số tạp âm và hệ số phẩm chất của trạm thu - Nhiệt tạp âm đầu vào máy thu Tr:... Công suất thu tại anten thu trạm mặt đất PR = EIRP − L free + GR = 66,9 − 206, 9 + 56, 7 = −83,3 dBW 5 Tạp âm và nhiệt tạp âm 5.1 Công suất của tạp âm N = N 0 B = k T B k = 1,38 ×10−23 Trong đó: k là hằng số Bonzmant J/K, T(K) là nhiệt độ tạp âm của thiết N 0 = k T bị, B(Hz) là băng thông, N0 là mật độ công suất tạp âm: (W/Hz) 5.2 Tạp âm nhiệt Hệ số phẩm chất của một trạm thông tin vệ tinh là tỷ số... 12dB và các chất khí khác khoảng 0,5dB do đó tổn hao trong không gian tự do: L = L free + LA = 208,1 + 12 + 0,5 = 220, 6 dB Tỷ số tín hiệu trên tạp âm SNR: C  G    = EIRPU +   − L − k = 73,5 + 5, 6 − 220, 6 + 228, 6 = 87,1dB  T U  N 0 U 3.3 Tuyến xuống trời trong Hình dưới mô tả tuyến xuống từ trạm vệ tinh xuống trạm mặt đất đặt tại HCM với giả thiết trạm mặt đất đặt tại gần biên vùng phủ... Tính tỷ số tín hiệu trên tạp âm C/N của tuyến lên C  G    = EIRPU +   − L − k = 73,5 + 5, 6 − 208,1 + 228, 6 = 99, 6dB  T U  N 0 U Trong đó: C: sóng mang, N: tạp âm (N=K.T.B), N0: mật độ tạp âm, K=1,28.10-23J/K=228,6dBJ/K Mô tả biến đổi công suất tuyến lên 17 3.2 Tuyến lên trời mưa Khi trời mưa thì suy giảm của sóng sẽ tăng lên Cho trạm mặt đất đặt tại HCM thì suy hao do mưa gây ra ta đặt