- Khuếchđại thông số: khi một tín hiệu kích thích đặt lên một điốt điện dung,
Đường xuống là đường phát từ vệ tinh xuống trạm mặt đất, tương tự với phương trình ta đã xét cho đường lên ta có:
phương trình ta đã xét cho đường lên ta có:
(C/Nọ)p = EIRPbp + (G/T)p — Lpp — k [đB/H2] (4.29) D: Downlink
Khi cần xác định tỷ số C/N ta có:
(C/N)p = EIRPbp + (G/T)p — Lpp — k— B [dB] (4.30) với B là độ rộng băng tần tín hiệu được coi bằng độ rộng băng tần tạp âm Bụ b. Độ lùi đầu ra
Ở trên ta sử dụng độ lùi đầu vào thì ta phải cho phép một độ lùi đầu ra tương ứng ở EIRP vệ tính. Ta thấy độ lùi đầu ra không quan hệ tuyến tính với độ lùi đầu vào như hình bên đưới. Ta chọn độ lùi đầu ra tại điểm đường cong có giá trị 5đB thấp hơn phần tuyến tính ngoại suy. Vì đoạn tuyến tính thay đổi theo tỷ lệ 1:1 ở đB nên độ lùi đầu ra BOo = BO, - 5đB.
Nếu EIRP ở điều kiện bão hoà thì ta có:
EIRPp = EIRPsp —- BOo (4.31)
Lúc này phương trình trở thành:
(C/Nọ)p = EIRPsp — BOo + (G/T)p — Lpp — k [dB/Hz| (4.32) c. Công suất ra của đèn sóng chạy:
Ta biết rằng bộ khuếch đại công suất vệ tỉnh thường là bộ khuếch đại đèn Sóng chạy TWTA có nhiệm vụ cung cấp công suất phát xạ cộng với các tôn hao fiđơ phát như tốn hao ống dẫn sóng, bộ lọc, bộ ghép kênh giữa đầu ra bộ khuếch đại đèn sóng chạy với anten phát của vệ tinh. Công suất đầu ra của bộ khuếch đại đèn sóng chạy:
P†wTA — EIRPp — GŒrp + TFLp [dBW] (4.33)
Công suất ra bão hoà của TWTA:
PTwTA,s — PTwTA, + BOo JdBắW] (4.34)
4.3.4 Tỷ số tín hiệu trên tạp âm kết hợp đường lên và đường xuống
Một kênh vệ tinh đầy đủ bao gồm cả đường lên và đường xuống, tạp âm sẽ được đưa vào đường lên tại đầu vào của máy thu vệ tính, ta ký hiệu công suất tạp âm trên đơn vị độ rộng băng tần ở đường lên là NUg và công suất sóng mang tại cùng điểm là Cụ, tỷ số sóng mang trên tạp âm đường lên sẽ là Cụ/NUạ.
Công suất sóng mang tại cuối đường truyền vệ tinh được ký hiệu là C, đây cũng là công suất sóng mang thu được ở đường xuống, nó bằng Gs lần công suất sóng mang tại đầu vào vệ tỉnh (Gs là hệ số khuếch đại công suất hệ thống từ đầu vào vệ tỉnh đến đầu vào trạm mặt đất bao gồm khuếch đại của bộ phát đáp và anten phát, tốn hao đường xuống và khuếch đại anten thu với tốn hao fiđo).
Tạp âm tại đầu vào vệ tỉnh cũng xuất hiện tại đầu vào trạm mặt đất và được nhân với Gs, trạm mặt đất cũng đưa vào tạp âm của chính nó NDạ, như vậy tạp âm tại cuối đường truyền là Gs.NUa + NDạ.
Tỷ số tín hiệu trên tạp âm cho đường xuống không xét đến Gs.NU¿ là C/NDạ
và C/Ng kết hợp tại máy thu mặt đất là C/( Gs.NUạ + ND).
Tý số tạp âm trên sóng mang đường lên là (Ng/C)ụ, đường xuống là (Ng/C)n, kết hợp là Nạ/C. Lúc này ta có:
No GsNUạ+tNDạ GsNc NDẹ GạN; NDẹ
— —= —= —= — —= ——r+——
= Nv/C)u + (N/C)p (4.35) Như vậy để nhận được giá trị C/Nạ kết hợp cần cộng các giá trị đảo của từng Như vậy để nhận được giá trị C/Nạ kết hợp cần cộng các giá trị đảo của từng
thành phần để nhận được giả trị Nọ/C sau đó đảo lại giá trị này thì nhận được CN:. Khi một trong các tỷ số C/Nạ của đoạn truyền nhỏ hơn nhiều so với các tỷ số khác thì tỷ số C/Nạ kết hợp sẽ gần bằng tỷ số thấp nhất này.
4.3.5 Tỷ số tín hiệu trên tạp âm kết hợp tạp âm điều chế giao thoa
Điều chế giao thoa xảy ra khi nhiều sóng mang đi qua một thiết bị có đặc tính phi tuyến. Trong các hệ thống thông tin vệ tinh điều này thường xảy ra ở bộ khuếch đại công suất cao dùng đèn sóng chạy TWTA. Thông thường các sản phẩm giao thoa bậc ba rơi vào các tần số sóng mang lân cận vì thế chúng gây ra nhiễu. Khi số sóng mang được điều chế lớn ta không thể phân biệt được riêng rẽ các sản phẩm giao thoa và các sản phẩm này giống như tạp âm nên còn gọi là tạp âm giao thoa.
Tý số tín hiệu trên tạp âm giao thoa thường được tính trên cơ sở thực nghiệm hoặc một số trường hợp cũng có thể xác định bằng máy tính. Khi ta biết được tỷ số này thì có thể kết hợp với tỷ số sóng mang trên tạp âm nhiệt bằng cách cộng các đại lượng nghịch đảo của chúng như đã xét ở trên. Ta ký hiệu tỷ số sóng mang trên tạp âm điều chế giao thoa là (C/Nạ)m ta có:
(Ng/©) = (N/C}u + (Nự/C)p †(N/C)ịu (4.36)
để giảm tạp âm thì TWTA phải làm việc với độ lùi như đã xét ở trên.
4.4 Ảnh hưởng của mưa
Ở trên ta mới chỉ xét việc tính toán với điều kiện trời quang tức ta chưa xét đến ảnh hưởng của thời tiết lên cường độ tín hiệu. Trong băng C và nhất là trong băng Ku mưa là nguyên nhân gây ra pha đinh, mưa làm yếu sóng điện tử do tán xạ và hấp thụ chúng. Khi tần số càng tăng thì suy hao do mưa càng lớn. Suy hao do mưa cộng với việc tạo ra tạp âm ảnh hưởng rất xấu đến chất lượng đường truyền.
Vì mưa đi qua khí quyên nên các hạt mưa thường có dạng đẹt và hình elip, khi một sóng điện từ có phân cực nhất định đi qua các giọt mưa, thành phần trường song song với các trục chính của giọt mưa sẽ bị tác động khác với thành phần song song với trục phụ của giọt mưa. Điều này gây ra sự lệch phân cực của sóng làm cho sóng trở nên phân cực elip. Khi anten trạm mặt đất sử dụng vỏ che ta cần xác định
ảnh hưởng của mưa lên vỏ che. Mưa rơi trên vỏ che hình bán cầu sẽ tạo thành lớp nước có độ dày không đổi, lớp này gây nên tổn hao đo hấp thụ và phản xạ sóng. Thực nghiệm cho thấy với lớp nước dày 1mm thì suy hao khoảng 14đB vì thế nếu có thể thì ta không nên sử dụng vỏ che cho anten vì nếu không có vỏ che thì nước sẽ tụ lại ở bộ phản xạ gây ra tốn hao nhưng không lớn bằng tôn hao khi có vỏ che gây ra.
4.4.1 Dự trữ pha đỉnh mưa đường lên
Mưa làm suy hao tín hiệu, tăng mật độ tạp âm và giảm tỷ số C/Ng. Tăng tạp âm không là yếu tố chính tại đường lên vì anten vệ tinh hướng đến mặt đất được làm nóng và mặt đất bổ sung nhiệt độ tạp âm đến máy thu vệ tinh dẫn đến che lắp ảnh hưởng tăng tạp âm do suy hao do mưa gây ra. Điều quan trọng là phải đuy trì công suất sóng đường lên trong các giới hạn đối với một số chế độ hoạt động và cần sử dụng điều khiển công suất đường lên để bù trừ pha định do mưa. Công suất phát vệ tỉnh phải được giám sát bằng một trạm điều khiến trung tâm hay băng trạm mặt đất và công suất phát từ trạm mặt đất có thể được điều khiển tăng để bù trừ pha
đinh. Tức là bộ khuếch đại công suất cao của trạm mặt đất phải có đủ dự trữ công suất để đáp ứng yêu cầu dự trữ pha đinh.
4.4.2 Dự trữ pha đỉnh mưa đường xuống
Mưa sẽ đưa thêm vào suy hao do hấp thụ và tán xạ, suy hao hấp thụ sẽ đưa vào tạp âm. Giả sử Lạ là suy hao đB do hấp thụ gây ra, tỷ lệ tổn hao công suất tương
l q1 0
ứng trong trường hợp này là Lạ = . Nếu xem ảnh hưởng này như một mạng tôn hao sử dụng phương trình ta có nhiệt độ tạp âm do mưa như sau:
TR¡n = (La-l)Tg (4.37)