Cấu hình và công nghệ ăng-ten truyền dẫn của tuyến thông tin vệ tinh

CẤU HÌNH TUYẾN THÔNG TIN VỆ TINH

Các bộ kết hợp nối từ đầu ra của các bộ biến đổi nâng tần và kết hợp chúng lại thành một tín hiệu chung để đưa đến bộ khuếch đại công suất cao xuyên suốt hệ thống, và đặc biệt tại điểm đó các trễ nhóm và các vấn đề tuyến tính có thể được bù lại bằng cách sử dụng các mạch đặc biệt như bộ cân bằng. Nhiều bộ chuyển tiếp (Repeaters) giống nhau đặt trên cùng một vệ tinh, chúng được phân bố trên dải băng 500 MHz (Mỗi Repeaters cho một băng thông 36 MHz) Mỗi Repeaters khuếch đại mức tín hiệu G = 100 dB và chuyển tần số chiều lên 6 GHz thành 4 GHz chiều xuống bằng phương pháp điều chế SSB.

CÔNG NGHỆ ANTEN VÀ TRUYỀN DẪN

Anten còn có tham số là độ rộng búp sóng, việc biểu thị sự tập trung năng lượng của sóng trong một góc nửa công suất là góc tính bằng độ tạo ở hai hướng bức xạ của anten mà ở hai hướng đó công suất giảm đi một nửa so với bức xạ cực đại, tức là giảm đi 3 dB. Anten được sử dụng cho các trạm bình thường, có quy mô trung bình, cải tiến quan trọng nhất ở anten cassegarain so với anten parabol là khoảng cách giữa máy phát và “cái bức xạ” có thể được rút ngắn vì vậy cho phép khai thác dễ dàng. Anten lệch có bộ phận fiđơ, gương phản xạ phụ được đặt ở vị trí lệch một ít so với hướng trục của gương phản xạ để các bộ phận fiđơ và gương phản xạ nhỏ không chặn đường đi của sóng.

Do phương chính có đường kính không đủ lớn hứng không hết sóng phản xạ từ gương phụ nên gây ra các búp sóng phụ, kể cả các bức xạ từ bộ chiếu xạ mà gương phụ không hứng hết cũng gây ra các búp phụ. Biểu thức này cho thấy, khi nhìn từ đầu phát, mức độ có thể tập trung sóng vô tuyến điện vào một hướng xác định, so với trường hợp sóng bức xạ đồng đều theo mọi hướng; Biểu thức này cho phép ở đầu thu dự đoán khả năng thu sóng khuếch tán yếu. Các anten lệch có các đặc tính búp phụ rất tốt, vì không có sự cản trở của gương phụ và các thanh đỡ, chúng được sử dụng khi có yêu cầu nghiêm ngặt giảm can nhiễu trong thiết kế mạch.

Các đặc tính phân cực biểu thị mức độ tách biệt phân cực khi một tần số được dùng cho hai sóng phân cực vuông góc (hoặc sóng phân cực phải và phân cực trái trong trường hợp phân cực tròn) tại cùng thời điểm. Ghép bằng phương pháp này gần giống như ghép bằng loa cường độ từ trường và điện trường phụ thuộc vào vị trí khe hở trên ống dẫn sóng, mức độ ghép quyết định bởi kích thước của khe trên thành ống.

KỸ THUẬT MÁY THU - PHÁT

Mức của nhiễu điều chế này được xác định ở hệ số tăng ích cực đại do đó hệ số khuếch đại phải được điều chỉnh trở lại cho đến khi mức nhiễu điều chế ở mức độ có thể chấp nhận được. Cấu trúc sóng chậm cần một vài loại suy hao dọc theo chiều dài của, nếu có sự phản xạ sóng từ đầu ra trở về đầu vào đèn sẽ dễ dàng loại trừ dao động bằng cách ngắt đường tín hiệu như vậy các tín hiệu quay về sẽ bị loại trừ. - Cảnh báo làm mát: Đèn vượt quá mức an toàn quy định đó là lúc nhiệt độ lên tới 1100C có thể do tắc nghẽn hệ thống làm lạnh colectơ, hệ thống thông gió của đèn cũng phải được kiểm tra để đảm bảo đủ luồng không khí chảy qua.

Do đó một bộ khuếch đại công suất cao, khi khuếch đại nhiều sóng mang đồng thời, điểm làm việc của bộ khuếch đại được chọn sao cho mức đầu ra thấp hơn mức bão hoà khoảng 6 ÷ 10dB, để triệt tiêu các tín hiệu tạp; điều đó được gọi là “điểm lùi”. Quy định của Intelsat về tiêu chuẩn các trạm mặt đất được quyết định bởi hệ số phẩm chất của hệ thống (G/T) trong đó G/T được đánh giá đầu tiên là hệ số tăng ích của anten, hệ số tạp âm và hệ số khuếch đại tạp âm. Đó là yêu cầu chung đối với các bộ biến đổi loại này (cần phải có nhiều thạch anh để thay đổi tần số trung tâm và độ rộng băng tần để phù hợp với các sóng mang do trạm mặt đất xử lý.

Hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại nâng tần điển hình đưa ra ở mức -10dB ÷ + 30 dB phụ thuộc vào mất mát của trạm ở các bộ kết hợp và các đường dẫn sóng đến các bộ khuếch đại kém hơn bộ biến đổi tần. Thiết bị tần số vô tuyến như đầu vào bộ U/C, đầu ra bộ U/C, bộ khuếch đại công suất cao và bộ khuếch đại tạp âm thấp yêu cầu trở kháng 50 Ω, sự biến đổi trở kháng này do các bộ biến đổi thực hiện.

KỸ THUẬT BÁM VÀ TRUY NHẬP

Ưu điểm của hệ thống điều khiển anten bám vệ tinh bằng phương pháp xung đơn là chính xác nhưng nhược điểm là thiết bị đánh dấu anten phải làm việc liên tục, điều này dẫn đến độ bền của thiết bị giảm tổn hao năng lượng lớn. Khi các quỹ đạo nghiên elip được đưa ra, dựa vào các số liệu lịch thiên văn, bảng thiên văn học dự đoán vị trí các vệ tinh thì việc điều khiển bám các vệ tinh được giải quyết theo một giải pháp mới đó là điều khiển bám theo chương trình. Các tần số được truyền đi đồng thời ở các tần số khác nhau tương ứng với mỗi sóng mang, trạm mặt đất điều chỉnh máy thu để các tần số mong muốn để khôi phục lưu lượng thông tin dành cho trạm.

Tính linh hoạt trong khai thác khi thay đổi nhu cầu lưu lượng chỉ cần thay đổi độ dài và vị trí của các cụm mà không cần thay thế hoặc sửa đổi thiết bị của trạm mà chỉ cần thay đổi bằng phần mềm. Khoảng cách giữa vệ tinh và mặt đất luôn thay đổi do có sự dịch chuyển của vệ tinh so với vị trí địa lý danh định của nó, cho nên khoảng cách và thời gian cần thiết cho một cụm lưu lượng truyền đi từ một trạm đến vệ tinh liên tục. Khoảng thời gian giữa hai cụm này được do theo chu kỳ tại trạm lưu lượng để phát hiện lỗi trong khoảng thời gian đó bằng cách so sánh nói với giá trị danh định đã được xác định trước.

THIẾT KẾ NĂNG LƯỢNG ĐƯỜNG TRUYỀN

Tạp âm hệ thống

Khi sử dụng các tần số lớn hơn 10 GHz trong các tuyến thông tin vệ tinh, chất lượng tuyến được quyết định bằng khả năng không sẵn sàng do mưa chứ không phải bằng BER thông thường (số) hoặc SIN (tương tự). Vì vậy, khi thiết kế các tuyến sử dụng tần số lớn hơn 10 GHz, phải xác định khả năng không sẵn sàng có thể cho phép để xác định các chỉ tiêu kỹ thuật đối với trạm mặt đất, như chỉ ra trên hình 8.12. Ta cần phải xét đến lượng tăng về tạp âm bầu trời và nhiễu khử phân cực xác định tỷ số thời gian không sẵn sàng, ta cần phải tìm ra lượng mưa cho phép từ các đặc tính mưa ở vị trí trạm mặt đất.

Để thiết kế kinh tế trạm mặt đất phải chấp nhận một mức độ không sẵn sàng nào đó nhưng tuỳ thuộc vào dịch vụ thông tin (ví dụ truyền hình quảng bá), phải tối thiểu hoá khả năng không sẵn sàng. Đối với tuyến đa truy nhập, mức thu ở đầu vào vệt inh thông tin được thống nhất bởi mức quy định trước và do thiết kế các phương tiện phát tại trạm mặt đất để đạt được mức đã quy định đó. Có thể tính dễ dàng được công suất thu đối với tuyến đa truy nhập, nhưng khi cụng suất thu đối với vệ tinh thụng tin đó được định rừ thỡ toàn bộ việc xem xét phải nhằm vào chất lượng trạm mặt đất.