W G T P
3.6.2. Anten trạm mặt đất (tuyến xuống)
Tạp âm gây ra cho anten của trạm mặt đất bao gồm tạp âm từ bầu trời và tạp âm do bức xạ từ mặt đất. Nó khác nhau khi trời trong và trời có mưa.
1) Trường hợp trời trong.
Ở những tần số lớn hơn 2 GHz ảnh hưởng không phải ở vùng ion của khí quyển mà là môi trường hấp thụ, là một nguồn tạp âm. Khi không xảy ra các hiện tượng khí tượng (được gọi là bầu trời trong) nhiệt tạp âm anten bao gồm nhiệt tạp âm của bầu trời và mặt đất xung quanh.
Trong thực tế, chỉ có một phần của bầu trời trong hướng mà anten có hệ số tăng ích lớn. Như vậy, ảnh hưởng của tạp âm bầu trời trong T
SKY chỉ có thể có tác dụng nhiệt độ vùng phủ sóng đối với góc ngẩng của anten. Nhiệt tạp âm bầu trời trong như là một hàm số của tần số và góc ngẩng.
Bức xạ từ mặt đất ở vùng lân cận trạm mặt đất gây ra bởi các búp sóng phụ của anten và một phần bởi búp chính khi góc ngẩng nhỏ. Ảnh hưởng của mỗi búp sóng phụ được tính bởi T
i = G
i/(Ω
i/4π)T
g, trong đó G
i là giá trị hệ số tăng ích của búp phụ có góc đặc Ω
i và T
g là nhiệt độ vùng chiếu sáng của mặt đất. Tổng của các ảnh hưởng này là giá trị T
ground . Ta có thể lấy các giá trị gần đúng: - T
g = 290 K đối với các búp phụ có góc ngẩng E nhỏ hơn -100. - T g = 150 K đối với -100 < E < 00. - T g = 50 K đối với 00 < E < 100. - T g = 10 K đối với 100 < E < 900. Nhiệt tạp âm anten sẽ là :
T
a = T
sky + T
ground (K)
Tạp âm này có thể tăng thêm bởi các nguồn riêng lẻ nằm trong khu vực lân cận của tính hướng anten. Đối với một nguồn vô tuyến đường kính góc α và nhiệt tạp âm T
n ở tần số khảo sát và đo ở mức mặt đất sau suy hao bởi khí quyển thì nhiệt tạp âm phụ ΔT
a đối với một anten có độ rộng búp sóng θ
3dB được cho bởi : ΔT a = T n(α/θ 3dB) 2 nếu θ 3dB > α
ΔT
a = T
n nếu θ
3dB < α
Chỉ có mặt trời và mặt trăng được kể đến đối với các trạm mặt đất hướng vệ tinh địa tĩnh. Mặt trời và mặt trăng có một đường kính góc tương đương 0.50. Nhiệt tạp âm sẽ tăng lên khi có các vật thể trên bầu trời nằm thẳng hàng với mặt đất và vệ tinh. Điều kiện đặc biệt này có thể biết trước. Để rõ hơn, tại tần số 12 GHz một anten 13 m nhiệt tạp âm tăng lên do mặt trời tại thời điểm đó có giá trị ΔT
a
= 12000 K. Các điều
khiển xảy ra và giá trị của ΔT
a là hàm của đường kính anten và tần số. Đối với mặt trăng, sự gia tăng khoảng 250 K tại 4 GHz.
2) Trường hợp có mưa.
Nhiệt tạp âm anten do điều kiện khí tượng như mây và mưa, do hấp thụ nước và do phát xạ vào môi trường. Khi đó ta có thể tính nhiệt tạp âm của anten theo công thức sau: T a = T sky/A rain + T m(1 – 1/A rain) + T ground (K) [6] Trong đó A
rain là suy hao và T
m là giá trị của nhiệt độ trung bình hiệu dụng. T
m có giá trị từ 260÷280 K.
Tóm lại, nhiệt tạp âm anten T
a là một hàm của: - Tần số.
- Góc ngẩng.
- Điều kiện khí quyển (trời trong hay mưa).
Do vậy, hệ số phẩm chất của một trạm mặt đất cần phải được xác định rõ điều kiện thực tế về tần số, góc ngẩng và tình trạng của khí quyển.