Sự suy giảm chung (dB).

T. nhiệt độ tiếng ồn của anten và đầu thu LNB(K).

B: độ rộng dải tần F của máy thu (MHz).

với 10logK = 226.6 dB (hằng số Bolzman).

Tỉ số C/N = 6 : quá ồn chất lượng xấu.

10 : thu tốt, màu sắc đẹp.

12 : thu rất tốt, chất lượng truyền hình bằng cáp

Để đảm bảo tỉ số tín hiệu trên nhiễu tại điểm thu cần đảm bảo các thông số

sau:

- Độ tăng ích của anten: khoảng 48.5dB (đối với anten thu 3m).

- Nhiệt độ nhiễu của anten: khoảng 23K.

- Mật độ công suất tại ngõ vào máy thu: khoảng –110dBw/m2.

II.3. Hệ số nhiễu nhiệt G/T của trạm thu:

Hệ số này biểu thị ảnh hưởng của nhiệt độ lên độ lợi của vệ tinh. Nhiệt độ càng tăng thì nhiễu càng lớn, thường tại giá trị nhiệt độ là 0K thì không bị ảnh hưởng của nhiễu. Giá trị này cho phép chọn anten thu thích hợp tùy theo C/N. Chúng ta có:

G/T = C/N - E+L+10logB+10logK hay

G/T = ( G/L) .(1/T) .(1/K) II.2.3.1

Tùy theo EIRP của vệ tinh, chúng ta sẽ khẳng định chất lượng hình ảnh

C/N. Sau đó chọn giá trị tiếng ồn của đầu LNB thêm vào, sự suy giảm chung L, độ rộng dải tần B và 10logK sẽ cho ra giá trị của độ lợi anten tính bằng

dB.

III. Tính toán đường truyền tuyến lên :

III.1. Tính toán tuyến lên (Uplink) :

Cho một trạm mặt đất với số liệu ban đầu như sau:

- Anten có đường kính DES = 4 m , DS =2m - Công suất phát Pt = 500 W = 10lg500 = 27 dBw

- Tần số tuyến lên : fu = 14 GHz

- Độ rộng búp sóng Anten mặt đất : 3dB = 2

- Khoảng cách giữa Anten mặt đất và vệ tinh : R = 36000 Km

- Hiệu suất Anten mặt đất :  = 0,6 - Hiệu suất Anten vệ tinh :  = 0,55 ,

- Giả sử mặt đất ở vùng trung tâm của chùm tia vệ tinh bao phủ .

Các thông số cần tính toán trên đường truyền Uplink :

 Mật độ thông lượng công suất tại đầu vào vệ tinh :

 = PtGt [W/m2] ( II.3.1.1) 4R2

 Hệ số khuếch đại của Anten trạm mặt đất :

Gmax =   D 2 =   D fu 2 u c (II.3.1.2) Thay các thông số vào, ta được :

Gmax = 0.6 3.14414109 2 = 206131 3108 Tính theo Decibel : Gmax = 10lg206131 = 53,1 [dB]

Công suất bức xạ đẳng hướng hiệu dụng của Anten trạm mặt đất là : PtGmax = 53,1 + 27 = 80,1 [dBw]

Mật độ thông lượng công suất tại đầu vào vệ tinh :

 = PtGt [W/m2] 4R2

thay vào ta được :

 = 80,1 - 10lg[43,14(36106)2] = 80,1 –10lg 16.277 .1012

= 80,1 - 10[lg 16.277 + 12lg10] = 80,1-10[4,21 +12] = - 82 [dBw/m2] Hệ số khuếch đại Anten thu tại vệ tinh :

Gmax = 10lg 

D 2

= 10lg 47238 = 46,7 [dB] u

Suy hao do khoảng cách :

LFS = 10 lg 4R 2 = 10lg 4361061410 9 2 u 3108 = 10lg 44524 .1014 =10[lg 44524 + 14lg10] = 10[6,64 + 14] = 206,4 [dB]

Công suất tín hiệu thu tại đầu vào vệ tinh : Pr = EIRP – LFS + Gmax

Thay vào ta được :

Pr = 80,1 – 206,4 + 46,7 = - 79,6 [dBw]

III.2. Tính toán đường lên trong điều kiện trời trong :

Số liệu trạm mặt đất :

- Công suất phát : Pt = 500 W = 10lg500 = 27 dBw

- Suy hao feeder giữa Anten và máy phát : LFTX = 0,5 dB - Tần số công tác tuyến lên : fu = 14 GHz

- Đường kính Anten : DES = 4 m , DS = 2m - Hiệu suất Anten :  = 0,6

- Lỗi bám vệ tinh : t = 0,1

- Khoảng cách giữa trạm mặt đất và vệ tinh : R = 36000km

- Suy hao khí quyển : La = 0,3 dB

- Độ rộng búp sóng Anten vệ tinh : 3dB = 2

- Hiệu suất Anten vệ tinh :  = 0,55 - Hệ số tạp âm máy thu : F = 3 dB

- Nhiệt độ tạp âm feeder : T0 = 290 K - Nhiệt độ tạp âm Anten : Ta = 290 K -1/K = 228,6 dB  EIRP của trạm mặt đất : EIRP = PT GMAX LT LFTX (II.3.2.1) Với : GRMAX =  D 2 u 3,14 . 4. 14 .10 9 2 10lg 0,6 = 53,1 dB 3 .10 8 Pt = 500 W = 27 dBw

 Suy hao do Anten trạm mặt đất và anten vệ tinh lệch nhau ở tuyến phát :

LT [dB] =12 T 2 = 12 T .D.fu 2 3dB 70 C (II.3.2.2) {3dB = 70 (/D) = 70 (c. /f .D)] = 12 0,1 .4.14.10 9 2 70 . 3.10 8 LT (dB) = 0,85dB

 Suy hao feeder tuyến phát :

LFTX = 0,5 dB Từ đó ta được :

EIRPES = 27dB + 53,1dB – 0,85dB – 0,5dB = 78,7 [dBw]

 Suy hao truyền sóng hướng lên :

Lu = LF S + La (suy hao do khi quyển) Trong đó suy hao do khoảng cách :

LF S = 10lg 4R 2 = 10lg 4.3,14 .36.10 6 .14 .10 9 2 = 206, 4dB

u

3 .10 8  Lu = 206,4 + 0,3 = 206,7 dB  Lu = 206,4 + 0,3 = 206,7 dB

 Hệ số phẩm chất trạm thu vệ tinh tính theo công thức :

Suy hao lệch hướng Anten thu trên vệ tinh về phía Anten trạm mặt đất

LR [dB] = 12 (r/3dB)2

Trong trường hợp trạm mặt đất ở trên mép 3dB của vùng vệ tinh bao phủ ta

có các tham số sau :

LR = 3 dB LFRX = 3 dB LPOL = 0 dB

TA = 290 K ( nhiệt độ tạp âm tại anten)

TF = 290 K (nhiệt độ tạp âm tại feeder )

TR = (F – 1) TF = (10

0,3

– 1 ).290 = 288 K

Thay các giá trị vào ta được hệ số phẩm chất của trạm thu trên vệ tinh:

(G/T)sat = 46,7 – 3 – 3 -10 [lg(290/100,3+ 290 (1- 1/10 0,3) + 288)] = 46,7 – 3 – 3 – 27,6

= 13,1 dB/K

* Công suất tín hiệu thu tại đầu vào vệ tinh :

Pr = EIRP – LU + Gmax

Thay vào ta được :

Pr = 78,7 – 206,7 + 46,7 = - 81,3 [dBw]

 Tỉ số công suất sóng mang trên mật độ công suất phổ tạp âm :

(C/N)u = EIRP  (1/Lu)  (G/T)sat  (1/k)

 (C/N)u = 78,7 – 206,7 +13,1 + 228,6 = 113,7 dB

( K = 1,38.10-23) : hằng số Bolzman

Eb /N0 U = (C /N) U - 10lg( 12.1024.1024) =113,7 – 73 = 40,7 dB (Với bit rate = 12Mbps)

III.3. Trường hợp đường lên bị mưa:

Khi đường truyền tuyến lên bị mưa thì sóng điện từ bị hấp thụ năng lượng, bị

biến đổi phân cực do sự biến dạng của hạt mưa, bản thân mưa cũng sinh ra bức xạ

siêu cao tần làm nhiễu tín hiệu hữu ích và nhiệt độ nước mưa làm cộng thêm nhiệt độ tạp âm cho đường truyền .

(G/T)sat = GRmax LR LFRX LPOL Ta LFRX + TF 1 _ 1 LFRX + TR (II.3.2.3): (II.3.2.4)

Suy hao do mưa tại Việt Nam ở băng Ku trong điều kiện góc ngẩng dưới 50

theo kết quả tính trên cơ sở số liệu mưa của Việt Nam là 9 dB cộng với 0,3 dB do sai hướng Anten phát, như vậy suy hao đường truyền sẽ là :

Lu = 206,4 + 0,3 + 9 = 215,7 dB * Công suất tín hiệu thu tại đầu vào vệ tinh :

Pr = EIRP – LU + Gmax

Thay vào ta được :

Pr = 78,7 – 215,7 + 53,1 = - 83,2 [dBw]

(C/N)u = 78,7 – 215,7 + 13,1 + 228,6 = 104,7dB Eb /N0 U = 104,7 – 73 = 31,7 dB