4.1 cấu hình trạm vệ tinh với một bộ phát đáp đơn giản.
Tín hiệu từ trạm phát mặt đất truyền lan đến anten thu của vệ tinh được anten khuếch đại lên rồi qua mạch lọc thơng dải để loại bỏ các tín hiệu ngồi dải tần công tác của bộ phát đáp, tiếp đến tín hiệu được khuếch đại đủ lớn để thực hiện đổi tần, yêu cầu của tầng khuếch đại này là hệ số tạp âm thấp (LNA). Tần số tín hiệu này trộn với tần số dao động nội tạo ra các tần số khác, các tần số đó được đưa qua mạch lọc thơng dải để lấy ra tần số cần thiết (tần số phát xuống). tín hiệu sau khi qua bộ lọc được đưa vào mạch khuếch đại cơng suất cao (HPA) khuếch đại tín hiệu đến mức thiết kế rồi đưa đến anten bức xạ xuống trạm mặt đất. linh kiện khuếch đại tầng này cũng thường dùng đèn sóng chạy (TWT) hoặc transistor hiệu ứng trường FET.
4.2 Phân bố dải tần số của bộ phát đáp.
Băng tân phân bổ cho bộ phát đáp vệ tinh có thể từ vài trăm MHz đến vài GHz. Băng tần này thường được chia thành các băng tần con ( theo phân định của ITU). Hầu hết các bộ phát đáp thường được thiết kế với dải thông 36MHz, 54MHZ hoặc 72MHz, trong đó dải thơng 36MHZ là chuẩn được dùng phổ biến cho dịch vụ truyền hình băng C(6/4GHz). Hiện nay một số loại bộ phát đáp có xử lý tín hiệu đã được đưa vào sử dụng và như vậy có thể cải thiện được chất lượng lỗi (đối với truyền hình số). trong quỷ đạo địa tĩnh, mỗi vệ tinh được đặt ở một vị trí tọa độ xác định và làm việc với một băng tần xác định. Ví dụ, trong băng tần C(6/4GHz) vệ tinh được sử dụng một phân định phổ rộng là 500MHz. như vậy vệ tinh có thể đặt 24 bộ phát đáp liền kề nhau và mỗi bộ phát đáp sử dụng dải thông 36MHz trong dải thơng phân định500MHz. có thể thực hiện được điều đó bằng cách bố trí 12 bộ phát đáp làm việc với tín hiệu sóng bức xạ phân cực đứng và 12
TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG THƠNG TIN VỆ TINH
GVHD: Th.S LÊ THỊ CẨM HÀ Page 35
bộ phát đáp làm việc với phân cực ngang. Hình 4-2 mơ tả sự bố trí 12 kênh cực đứng và 12 kênh phân cực ngang trong dải thông phân định là 500MHz.
Các vệ tinh loại này chủ yếu chuyển tiếp cho tín hiệu hình. Để các vệ tinh địa tĩnh không gây nhiễu lẫn nhau thường phải đặt tọa độ cách 20 cho vệ tinh băng C, cách nhau 30 cho băng Ku.
4.3 Các mạng vệ tinh nhiều chùm
Các mạng vệ tinh một chùm tia có thể cung cấp một vùng bao phủ toàn bộ khu vực trái đất mà có thể nhìn thấy vệ tinh và do vậy có thể thiết lập được các tuyến liên lạc cự li xa. Nhưng trong trường hợp này độ tăng ích của anten bị giới hạn bởi góc mở của chùm tia.
Đối với vệ tinh cung cấp vùng bao phủ chỉ gồm một phần của trái đất ( một vùng hoặc một quốc gia) nhờ một chùm tia hẹp. thì độ tăng ích anten được cao hơn nhờ sự giảm góc mở của chùm tia anten
GVHD: Th.S LÊ THỊ CẨM HÀ Page 36
4.3.1 Ƣu điểm của vệ tinh nhiều chùm.
- Khi thay đổi từ một vệ tinh có vung bao phủ tồn cầu sang một vệ tinh nhiều chùm thì cho phép tiết kiệm được kích thước trạm mặt đất dẫn tới giảm giá thành trạm mặt đất.
- Cho phép tái sử dụng tần số.
Tái sử dụng tần số là việc sử dụng nhiều lần cùng một dải tần theo một cách thức sao cho làm gia tăng tổng dung lượng của mạng mà không làm gia tăng dải tần được phân phối. trong vệ tinh một chùm việc tái sử dụng tần số nhờ vào phân cực trực giao, còn trong vệ tinh nhiều chùm tính cách biệt của hướng tính anten có thể được khai thác để tái sử dụng cùng một dải tần trong các chùm khác nhau.
Trong trường hợp tái sử dụng tần số nhờ phân cực trực giao, dải thông B chỉ được sử dụng hai lần. trong trường hợp tái sử dụng nhờ tách góc, dải tần B có thể được tái sử dụng cho bao nhiêu luồng cũng được nếu mức can nhiễu cho phép.
Về mặt lý thuyết một vệ tinh có M chùm, dải tần B, kết hợp hai kiểu tái sử dụng tần số nói trên thì hệ số tái sử dụng tần số là 2M.
4.3.2 Liên kết giữa các cùng bao phủ
Một hệ thống vệ tinh đa chùm phải đặt ở vị trí để liên kết tất cả các trạm mặt đất của mạng do vậy phải cung cấp việc đấu nối qua lại giữa các vùng phủ sóng. Khi sử dụng bộ phát đáp thơng thường có ba kĩ thuật liên kết các vùng phủ sóng:
TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG THƠNG TIN VỆ TINH
GVHD: Th.S LÊ THỊ CẨM HÀ Page 37
- Liên kết băng chuyển mạch trên vệ tinh. - Liên kết bằng quét chùm.
1. Liên kết bằng bước nhảy bộ phát đáp.
Băng tần phân phối cho hệ thống được chia thành số băng tần con bằng với số chum. Một chùm các bộ lọc trên vệ tinh sẽ phân cách các sóng mang theo băng tần con mà chúng chiếm. đầu ra mỗi bộ lọc được kết nối tới anten của chùm đích qua một bộ phát đáp. Nhất thiết phải sử dụng một số lượng bộ lọc và bộ phát đáp ít nhất cũng bằng bình phương của số lượng các chùm. Hình 4-4 minh họa khái niệm này cho một ví dụ với hai chùm. Với kiểu liên kết nay, các trạm mặt đất phải có khả năng phát và thu trên nhiều tần số và nhiều phân cực nhằm nhảy từ bộ phát đáp này sang bộ phát đáp khác.
2. Liên kết nhờ bước nhảy của bộ phát đáp.