. Súng này sẽ giữ nguyờn cỏc thuộ c tớnh h ướ ng c ủ a t ậ p bàn tay ph ả i ngay c ả khi b ị ph ả n x ạ
7.5.CễNG SUẤT TẠP ÂM NHIỆT
70 MHz MHz 12 MHz
7.5.CễNG SUẤT TẠP ÂM NHIỆT
Cụng suất tớn hiệu thu trong một đường truyền vệ tinh thường rất nhỏ, vào khoảng picowat. Cụng suất này sẽđược mỏy thu khuếch đại đến cụng suất đủ lớn. Tuy nhiờn do luụn luụn cú tạp õm ởđầu vào mỏy thu nờn nếu tớn hiệu thu khụng đủ lớn hơn tạp õm, khuếch đại sẽ khụng cú tỏc dụng vỡ nú khuếch đại cả tạp õm. Tỡnh trạng này cũn trở nờn tồi tệ hơn vỡ chớnh bộ khuếch
đại cũng bổ sung thờm tạp õm.
Trong thiết bị tạp õm nhiệt gõy ra do chuyển động nhiệt của cỏc điện tử trong cỏc vật dẫn. Nú được tạo ra ở cỏc phần tử ghộp cú tổn hao giữa anten với mỏy thu và ở cỏc tầng đầu của mỏy thụ Mật độ phổ cụng suất tạp õm nhiệt khụng đổi ở tất cả cỏc tần số thấp hơn 1012 Hz., vỡ thế được gọi là tạp õm trắng. Quỏ trỡnh tạp õm nhiệt ở mỏy thu được mụ hỡnh hoỏ bằng quỏ trỡnh tạp õm trắng Gauss cộng (AWGN: ađitive white Gauss noise) và được biểu thị bằngcụng suất tạp õm cực đại cú thể cú ởđầu vào bộ khuếch đại như sau:
N=kTΔf, W (7.10)
trong đú k=1,38.10-23WHz-1T-1 là hằng số Bonzmant; T là nhiệt độ tạp õm đo bằng Kenvin và Δf là băng thụng kờnh.
Mật độ phổ cụng suất tạp õm (PSD) đơn biờn trong trường hợp này đơực xỏc định như sau: kT f N N = Δ = 0 , W/Hz (7.11) 7.5.1. Tạp õm anten
Cỏc anten thu đưa tạp õm vào cỏc đường truyền vệ tinh. Như vậy tạp õm do cỏc anten vệ
tinh và anten trạm mặt đất đưa vàọ Mặc dự nguyờn nhõn vật lý như nhau, nhưng mức độ ảnh hưởng rất khỏc nhaụ
Cú thể phõn chia tạp õm do anten đưa vào thành hai nhúm: tạp õm xuất sứ từ tổn hao anten và tạp õm bầu trờị Tạp õm bầu trời là thuật ngữ để miờu tả phỏt xạ vi ba từ vũ trụ do cỏc phần tử được làm núng trong vũ trụ gõy rạ Sự phỏt xạ này trong thực tế bao phủ phổ rộng hơn phổ vi bạ Nhiệt độ tạp õm tương đương của bầu trời nhỡn từ anten mặt đất được cho ở hỡnh 7.2.
Đồ thị phớa dưới dành cho anten hướng thẳng đỉnh đầu (thiờn đỉnh) cũn đồ thị cao hơn dành cho anten hướng ngay trờn đừơng chõn trờị Sự tăng nhiệt độ tạp õm trong trường hợp thứ hai là do sự
phỏt xạ nhiệt của trỏi đất và đõy là lý do thiết lập giới hạn dưới của gúc ngẩng anten bằng 50ở
băng C và 100ở băng Kụ
Cỏc đồ thị cho thấy tại đầu tần số thấp của phổ, tạp õm giảm khi tăng tần số. Khi anten hướng thiờn đỉnh, nhiệt độ tạp õm giảm xuống cũn 3 K tại cỏc tần số nằm trong khoảng từ 1 đến 10 Ghz. Phớa trờn 10 GH cú hai đỉnh nhiệt độ.
Mọi cơ chế tổn hao hấp thụđều tạo ra tạp õm nhiệt vỡ tồn tại liờn quan trực tiếp giữa tổn hao và tạp õm nhiệt. Mưa đưa vào tổn hao và vỡ thế gõy ra giảm cấp theo hai cỏch: giảm tớn hiệu và đưa vào tạp õm. Ảnh hưởng của mưa ở băng Ku tồi tệ hơn nhiều so với ở băng C.
Hỡnh 7.2 ỏp dụng cho cỏc anten mặt đất. Cỏc anten vệ tinh thụng thường hướng xuống mặt
đất và vỡ thế chỳng thu phỏt xạ nhiệt từ mặt đất. Trong trường hợp này nhiệt độ tạp õm nhiệt tương đương của anten ngoại trừ cỏc tổn hao của anten vào khoảng 2900K.
Chương 7. Thiết kếđường truyền thụng tin vệ tinh 0,1 1 10 100 1 10 100 100 1000 Cộng h−ởng Ôxy 60 GHz Cộng h−ởng hơi n−ớc 22,2 GHz Vùng tạp âm thiên hà Vùng tạp âm thấp Vùng tạp âm tầng topo
N h iệ t đ ộ tạ p â m a n te n, K Tần số, GHz
Hỡnh 7.2. Nhiệt độ tạp õm khụng thể giảm được của một anten mặt đất. Anten được coi rằng cú bỳp rất hẹp và khụng cú cỏc bỳp bờn hoặc tổn hao điện. Dưới 1GHz giỏ trị cực đải xẩy ra đối với bỳp hướng đến cỏc cực thiờn hà. Tại cỏc tần số cao hơn cỏc giỏ trị cực đại xẩy ra đối với bỳp ngay sỏt đường chõn trời và cỏc giỏ trị cực tiểu xẩy ra đối với bỳp thiờn
đỉnh. Vựng tạp õm thấp giữa 1 và 10 GHz tốt nhất cho ỏp dụng cỏc anten tạp õm thấp.
Cỏc tổn hao anten cộng với tạp õm thu từ phỏt xạ và tổng nhiệt độ tạp õm anten này là tổng của tạp õm tương đương của tất cả cỏc nguồn trờn. Đối với cỏc anten băng C mặt đất, thụng thường tổng nhiệt độ tạp õm anten vào khoảng 60K và đối với băng Ku vào khoảng 80 K trong
điều kiện bầu trời quang đóng. Tất nhiờn khụng thể ỏp dụng cỏc giỏ trị này cho cỏc trường hợp đặc biệt và chỳng được dẫn ra ởđõy chỉđể cho ta một khỏi niệm về cỏc đại lượng cú thể cú.