Tổng quan về công nghệ thông tin vệ tinh

Công nghệ anten và truyền dẫn

• 1.6 §o lêng G/T

Anten còn có tham số là độ rộng búp sóng, việc biểu thị sự tập trung năng lợng của sóng trong một góc nửa công suất là góc tính bằng độ tạo ở hai hớng bức xạ của anten mà ở hai hớng đó công suất giảm đi một nửa so với bức xạ cực đại, tức là giảm đi 3 dB. Anten lệch có bộ phận fiđơ, gơng phản xạ phụ đợc đặt ở vị trí lệch một ít so với hớng trục của gơng phản xạ để các bộ phận fiđơ và gơng phản xạ nhỏ không chặn đờng đi của sóng. Các anten này có hiệu quả đặc biệt khi cần thiết giảm can nhiễu từ các đờng thông tin viba trên mặt đất hoặc các vệ tinh khác ở các vị trí kề nhau trên quỹ đạo.

Sau khi phản xạ lần thứ nhất tại gơng phụ và phản xạ lần thứ hai ở gơng chính các tia sóng của bộ chiếu xạ bức xạ ra thành song song và do tính chất của mặt phản xạ parabol và Hyperbol, các mặt phẳng song song với miệng của gơng phẳng là. Với các anten nhỏ thờng đổi hớng để khắc phục điều này vì hớng đặt bộ chiếu xạ và gơng phụ ở ngoài đờng truyền của anten do đó tăng đợc hiệu suất của anten. Gơng phản xạ cấu tạo không đồng nhất và tuyệt đối, đặc biệt là gơng chính gây ra bức xạ sóng theo một hớng không cần thiết, sự lệch hớng bức xạ chính làm giảm hiệu suất.

Do phơng chính có đờng kính không đủ lớn hứng không hết sóng phản xạ từ gơng phụ nên gây ra các búp sóng phụ, kể cả các bức xạ từ bộ chiếu xạ mà gơng phụ không hứng hết cũng gây ra các búp phụ. Các đặc tính phân cực biểu thị mức độ tách biệt phân cực khi một tần số đợc dùng cho hai sóng phân cực vuông góc (hoặc sóng phân cực phải và phân cực trái trong trờng hợp phân cực tròn) tại cùng thời điểm. Mỗi loại ống dẫn sóng có thể truyền lan điện trờng (sóng TE) và từ trờng (TM) loại sóng nào đợc truyền quyết định bởi tần số công tác và kích thớc của èng.

Kỹ thuật máy thu - phát

Mức của nhiễu điều chế này đợc xác định ở hệ số tăng ích cực đại do đó hệ số khuếch đại phải đợc điều chỉnh trở lại cho đến khi mức nhiễu điều chế ở mức độ có thể chấp nhận đợc. Tín hiệu sẽ di chuyển qua cấu trúc sóng chậm ở tốc độ gần luồng tia điện tử do chiều dài của cấu trúc sóng chậm, tín hiệu đi vào sẽ mang nhiều chu kỳ khi đi suốt chiều dài của nó. Điều này cũng làm tăng phản ứng với tín hiệu trong cấu trúc sóng chậm bởi vì tín hiệu đi dọc theo cấu trúc sóng chậm sẽ có một tác động qua lại xảy ra giữa nó và chùm điện tử.

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 đờng tín hiệu nh vậy các tín hiệu quay về sẽ bị loại trừ. Mặc dù loại hiện tợng này cũng xảy ra ở vệ tinh, trong trờng hợp này, một phơng pháp gọi là “Điều khiển công suất ra”, điều khiển đầu ra của trạm mặt đất sao cho triệt tiêu đợc mọi nhiễu xuyên điều chế. Quy định của Intelsat về tiêu chuẩn các trạm mặt đất đợc quyết định bởi hệ số phẩm chất của hệ thống (G/T) trong đó G/T đợc đánh giá đầu tiên là hệ số tăng ích của anten, hệ số tạp âm và hệ số khuếch đại tạp âm.

Nhiệt tạo ra tạp âm do công nghệ làm lạnh Peltier tiên tiến đã đợc áp dụng với thiết kế mới nhất đợc đa vào làm lạnh truyền thống vẫn đạt kết quả hệ số tạp âm thoả mãn. 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. Thiết bị tần số vô tuyến nh 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

Hệ thống điều khiển thiết bị đỏnh dấu anten khụng phải liờn tục theo dừi vệ tinh mà nó chỉ làm việc khi vệ tinh bị lệch tới một giới hạn cho phép nó mới thực hiện việc điều khiển. Hệ thống đo và giám sát tần số hớng dẫn đã đợc chọn ở một khoảng thời gian ấn định, hệ thống lấy mẫu một số điểm ở một cửa sổ, các mức của mẫu đợc so sánh để xác định. Khi các quỹ đạo nghiên elip đợc đa 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 đ- ợc giải quyết theo một giải pháp mới đó là điều khiển bám theo chơng trình.

Các tần số đợc truyền đi đồng thời ở các tần số khác nhau tơng ứng với mỗi sóng mang, trạm mặt đất điều chỉnh máy thu để các tần số mong muốn để khôi phục lu lợng thông tin dành cho trạm. Còn ở TDMA số sóng mang trong bộ phát đáp vệ tinh không bao giờ lớn hơn 1, vì thế mà có thể thực hiện TWTA một cách có hiệu quả gần điểm bão hoà mà không bị xuyên điều chế. 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 lu lợng truyền đi từ một trạm đến vệ tinh liên tục thay đổi.

Để nhận biết các trạm mặt đất không thu lẫn của nhau là chúng có một mã duy nhất dành riêng cho mỗi trạm và đợc sử dụng để giải mã tín hiệu dành riêng cho chúng.

Thiết kế năng lợng đờng truyền

Tạp âm hệ thống

Khi sử dụng các tần số lớn hơn 10 GHz trong các tuyến thông tin vệ tinh, chất lợng tuyến đợc quyết định bằng khả năng không sẵn sàng do ma chứ không phải bằng BER thông thờng (số) hoặc SIN (tơng 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, nh chỉ ra trên hình 8.12. Nghĩa là thiết kế hệ thống thông tin phân phối các trạm mặt đất và các chỉ tiêu kỹ thuật đối với thiết bị để cải thiện chất lợng của tuyến phải cao hơn là sẽ đạt đợc tại nơi đó.

Để thiết kế kinh tế trạm mặt đất phải chấp nhận một mức độ không sẵn sàng nào đó nhng tuỳ thuộc vào dịch vụ thông tin (ví dụ truyền hình quảng bá), phải tối thiểu hoá khả năng không sẵn sàng. Đối với dịch vụ thông tin nh thế tốt nhất là thiết lập hai hoặc nhiều trạm mặt đất hơn là dùng anten lớn hơn để làm tăng đầu ra truyền dẫn, nh ta cho thấy trên hình VIII.13. Đối với tuyến đa truy nhập, mức thu ở đầu vào vệt inh thông tin đợc thống nhất bởi mức quy định trớc và do thiết kế các phơng tiện phát tại trạm mặt đất để đạt đợc mức đã quy định đó.

Có thể tính dễ dàng đợc công suất thu đối với tuyến đa truy nhập, nhng khi cụng suất thu đối với vệ tinh thụng tin đó đợc định rừ thỡ toàn bộ việc xem xột phải nhằm vào chất lợng trạm mặt đất.