Tính toán tuyến xuống

2 .4.4 Nhiệt độ tạp âm của suy giảm

2.7.3. Tính toán tuyến xuống

Hình 2.11. Mô tả dạng hình học của đ ờng xuống.

* Trời trong :

Giả sử rằng, trạm thu mặt đất nằm trên cạnh của vùng phủ sóng 3dB của anten thu vệ tinh với dữ liệu cho nh sau :

- Đối với trạm vệ tinh (SL) :

Công suất của bộ khuếch đại phát : PTX = 1dB Góc mở của búp sóng phát : θ3dB = 20

Hiệu suất anten η = 0,55

+ Khoảng cách giữa vệ tinh và trái đất : R = 40 000 km

+ Sự suy giảm sóng trong tầng khí quyển LA = 0,3dB (giá trị điển hình của

sự suy giảm tại tầng khí quyển tại tần số này với góc ngẫng là 100). - Đối với trạm mặt đất (ES)

Dạng tạp âm máy thu F = 2,2dB

Suy hao giữa anten và máy thu LFRX = 0,5dB Nhiệt độ nhiệt động của đầu nối TF = 290K Đờng kính anten : D = 4m

Hiệu suất anten : η = 0,6

Độ không thẳng hàng lớn nhất αT = 0,10

Nhiệt độ tạp âm mặt đất TGROUND = 290K Để tính toán EIRP của vệ tinh :

PTX . GTmax (EIRP)SL = LT . LFTX Với PTX = 10W = 10dB(W) GTmax = η(πD/λU)2 = η(π70/θ3dB)2 = 0,55(π70/2)2 = 6650 = 38,2dBi LT(dB) = 3dB LFTX = 1dB Do đó : (EIRP)SL = 10dB(W) + 38,2dB – 3dB – 1dB = 44,2dB(W)

Để tính toán độ suy giảm tại đờng xuống (D) : LD = LES . LA Với : 4πR 2 4πRfD 2 (L)ES = = = 4,04.10 20 = 206,1dB λD c LA = 0,3dB Do đó : LD = 206,1dB + 0,3dB = 206,4dB Để tính tỷ số G/T của trạm mặt đất (GRmax / LR.LFRX.LPOL) (G/T)ES = TT 1 + TT 1 - + TR LFRX LFRX Với :

π D 2 π D fD 2 π 4 .12 . 109 2

GRmax = η = η = 0,6 = 151597 = 51,8dBi λD c 3 . 108

LR = 0,5dB LPOL = 0dB

TA = TSKY = TGROUND với TSKY = 20K (tại tần số f = 12GHz, E = 100 và TGROUND

= 45K) suy ra TA = 65K TF = 2900K TR = (F – 1)T0 = (100.22 – 1).290 = 191,3K Do đó : (G/T)ES = 51,8 – 0,6 – 0,5 – 10log[65/100,03 + 290(1 – 1/100.03) + 191,3K] = 26,2dB(K-1)

Để tính toán tỷ số C/N0 cho đờng xuống :

1 G 1 (C/N0)D = (EIRP)SL LD T ES K Do đó : (C/N0)D = 44,2dB(W) + 206,4d + 26,2dB(K-1) + 228,6dB(W/HzK) = 92,6dB(Hz)

Tỷ số (C/N0)D cho đờng xuống sẽ lớn hơn giá trị đợc tính toán trong trờng hợp này cỡ 99,99% trong thời gian trung bình 1 năm.

2.7.4. Kết luận.

Chất lợng liên lạc giữa máy thu và máy phát có thể đợc định tính qua tỷ số

công suất tín hiệu trên mật độ phổ năng lợng tạp âm C/N0. Đây là hàm đặc tính

của liên lạc thiết bị đầu cuối EIRP máy phát và giá trị G/T máy thu cùng với các tính chất của môi trờng truyền dẫn. Trong liên lạc vệ tinh giữa hai trạm mặt đất

cần xem xét hai liên lạc - đờng lên đợc định tính bởi tỷ số (C/N0)U và đờng

xuống đợc định tính bởi tỷ số (C/N0)D. Các điều kiện truyền dẫn trong tầng khí quyển tác động lên đng lên và đờng xống khác nhau. Ma làm giá trị năng lợng thu CU gây ra giảm giá trị của tỷ số (C/N0)U. Trong khi đó, ma lại làm giảm giá trị của tỷ số (C/N0)D bằng cách giảm giá trị công suất thu CD và làm tăng nhiệt độ tạp âm hệ thống đờng xuống. Tạo nên :

∆(C/N0)U = ∆CU = (∆RAIN)U

∆(C/N0)D = ∆CD - ∆(G/T) = (∆RAIN)D + ∆TS

Tran g

Ch

ơng một

Tổng quan về hệ thống thông tin vệ tinh 1

1.1- Lịch sử phát triển thông tin vệ tinh 1

1.2- Các loại quỹ đạo của vệ tinh 2

1.3- Phân bổ tần số trong thông tin vệ tinh 5

1.4- Cấu trúc tổng quát một hệ thống thông tin vệ tinh 8

1.4.1. Phần không gian

1.4.2. Phần mặt đất

ch

ơng hai

phân tích tuyến liên lạc trong thông tin vệ

tinh

2.1- Các thông số đăc trng của một anten 11

2.1.1. Độ tăng ích của anten

2.1.2. Đồ thị phơng hớng bức xạ

2.1.3. độ rộng búp sóng

2.1.4. Sự phân cực của sóng

2.2- Công suất bức xạ (Phát) 16

2.2.1. Công suất bức xạ đẳng hớng tơng đơng (EIRP)

2.2.2. Mật độ thông lợng công suất

2.3- Công suất tín hiệu thu 16

2.3.1. Công suất nhận đợc bởi anten thu

2

.3.2. Trờng hợp thực tế

2.4- Công suất tạp âm tại đầu vào máy thu 20

2.4.1. Nguồn gốc gây tạp âm

2.4.2. Định nghĩa và đặc trng của tạp âm

2.

4.3. Nhiệt độ tạp âm của anten

2

4.4. Nhiệt độ tạp âm của suy giảm

2.4.5. Nhiệt độ tạp âm của thiết bị bao gồm một số phần tử nối

tầng

2.4.6. Kết luận

2.5- Tỷ số tín hiệu / tạp âm tại đầu vào máy thu 23

2.5.2. Biểu thức tính tín hiệu tạp âm

2.5.3. Tỷ số G/T của thiết bị thu

2.5.4. Nhiệt độ tạp âm của anten

2.5.5. Nhiệt độ tạp âm của máy thu

2.6- Tỷ số tín hiệu / tạp âm của một tuyến liên lạc vệ tinh đơn (trạm trạm)– 27

2.6.1. Bộ lặp của vệ tinh

2.6.2. Biểu thức (C/N

)

2.7- Một số bài toán ví dụ về tính toán tuyến liên lạc trong thông tin vệ tinh 31

2.7.1. Tính toán độ lợi của bộ lặp ở chế độ bão hoà

2.7.2. Tính toán tuyến lên

2.7.3. Tính toán tuyến xuống

2.7.4. Kết luận