Suy hao trong mưa là một trong những suy hao ảnh hưởng lớn đến tuyến thông tin vệ tinh. Để tính suy hao trong mưa một cách chính xác ta phải tính qua các bước sau:
+ Tính độ cao ảnh hưởng của mưa hr :
Vị trí đặt trạm có φ= 10°47’ N < 36° theo (1.14) ta có:
hr = 3 + 0,028. φ = 3 + 0,028 X 10,75 = 3,3 (km) (5.5) Vì E > 5° nên đường truyền trong cơn mưa sẽ là:
112
LM = (hr – hs)/sinE = (3,3 - 0,013)/ sin 40° = 5,12 (km) (5.6) Trong đó: LM độ dài đường truyền trong cơn mưa.
hS độ cao của an ten so với mặt nước biển, chọn hS = 13m. - Tính chiều dài vùng mưa trên mặt đất Lg: Dựa vào Hình 5.2 ta có:
LG = LM.cos40° . Thay số ta được: LG = 3,906 km.
+ Tính hệ số quy đổi r0.01 cho 0,01% thời gian trung bình năm:
Ta có r0.01 = 1/[1 +Lg/35.exp(- 0,015.R0.01)] (5.7) R0.01 là cường độ cơn mưa cho 0,01% thời gian trung bình năm. Theo số liệu thống kê của trung tâm khí tượng thuỷ văn khu vực TP Hồ chí Minh thì R0.01= 117,3 mm/h đối với khu vực TP Hồ Chí Minh. Thay số vào biểu thức và tính ra ta được:
r0.01= 0,607.
+ Tính hệ số suy hao tuyến xiên:
Tra bảng 1 Rep 721-3 trang 226 Phụ lục 5 – Báo cáo Sự lan truyền trong mơi trường khơng ion hóa của Hội đồng tư vấn quốc tế về vơ tuyến điện (CCIR) ở tần số 6 GHz ta có:
kh = 0,00175 kv = 0,00155
αh = 1,308 αv = 1,265
Hệ số suy hao mưa cho 1 km tuyến lên được tính bằng cơng thức:
YRLKM = k.(R0.01)
α(dB/km)
(5.8) Trong đó: Yr1km hệ số suy hao mưa cho 1 km. Theo [15] áp dụng công thức tính cho phân cực trịn ở tần số 6 GHz như sau:k = [ kh + kv +( kh - kv).cos2E]/2 Thay số và tính ra được: k = 0,002532 Tương tự với hệ số α tính như sau:
α = [kh. αh +kv. αv +(kh. αh -kv. αv).cos2E]/2k Thay số vào ta được: α = 1,33.
Thay các kết quả vừa tính vào biểu thức (5-8) ta có:
YRLKM = k.(R001) α = 0,002532.(117,3)1,33 = 1,4374 dB/km. Do đó suy hao mưa tuyến lên là:
113
YM=YRLKM.LM.r0.01 (dB) (5.9)
Trong đó: YM suy hao do mưa của tuyến lên (dB).Thay các kết quả tính được ở trên vào (5.9) ta có:
YM = 1,4374 x 5,12 x 0,607 = 4,449 dB. Vậy suy hao do mưa của tuyến lên là: 4,449 dB.
Tổng suy hao toàn tuyến lên của trạm mặt đất đặt tại TP Hồ Chí Minh sẽ là: YUP = LDL + LTD + YM = 199,56 + 0,155 + 4,449 = 204,16 dB (5.10) Bằng cách tính tương tự, ta có suy hao tuyến xuống ở băng tần L với tần số tuyến xuống 1.5GHz cho một đài mặt đất tại biên của vùng phủ sóng của vệ tinh trong tuyến thông tin vệ tinh - trạm mặt đất của trạm mặt đất đặt tại TP Hồ Chí Minh là: YDOWN = 189,13dB (5.11)
5.1.2. Trạm mặt đất đặt tại Hải Phòng
Một trạm mặt đất đặt tại Hải Phịng sẽ có toạ độ vĩ độ φ= 20°48’N và kinh độ λES = 106°42’E thông tin với vệ tinh địa tĩnh INMARSAT – 3F1 (IOR) có tọa độ λSL = 64,5°E. Xác định suy hao của tuyến lên khi truyền ở băng C với tần số tuyến lên là 6 GHz.
Bằng cách tính tương tự như đối với tuyến thơng tin trạm mặt đất đặt tại TP Hồ Chí Minh, ta có các kết quả sau cho trạm mặt đất đặt tại Hải Phòng:
- Chiều dài của tuyến lên: S = 38011 km.
- Góc ngẩng của an ten: E = 37°.
- Suy hao không gian tự do là: Ltd = 199,61 dB.
- Suy hao trong các chất khí tầng đối lưu Ldl = 0,166 dB.
- Suy hao do mưa của tuyến lên: Ym = 5,065 dB.
Vậy tổng suy hao toàn tuyến lên của trạm mặt đất đặt tại Hải Phòng là: YUP = 199,61 +0,166 + 5,065 = 204,83 dB (5.12) Bằng cách tính tương tự, ta có suy hao tuyến xuống ở băng tần L với tần số tuyến xuống 1.5GHz cho một đài mặt đất tại biên của vùng phủ sóng của vệ tinh trong tuyến thơng tin vệ tinh - đài mặt đất của trạm Hải Phòng là:
114
5.2. Tính cơng suất phát của một trạm mặt đất tại Việt Nam
Để thiết kế đường truyền cho thơng tin vệ tinh, người ta phải tính cơng suất bức xạ đẳng hướng tương đương EIRP sao cho phải phát đủ công suất trong các điều kiện xấu nhất để đảm bảo chỉ tiêu chất lượng tín hiệu nhưng khơng được làm quá tải đầu vào của bộ phát đáp trên vệ tinh cũng như khơng làm nhiễu sang các sóng mang khác.
Giá trị EIRP này phụ thuộc rất nhiều vào môi trường truyền dẫn, tức là phụ thuộc vào các suy hao của tuyến thơng tin vệ tinh. Việc tính tốn công suất phát của trạm mặt đất một cách khoa học và chính xác sẽ nâng cao được độ tin cậy của tuyến thông tin vệ tinh trong mọi điều kiện thời tiết, giảm được giá thành thiết bị và các chi phí khác trong q trình khai thác và bảo quản trạm.
5.2.1. Các loại suy hao khác ảnh hưởng đến tuyến thông tin vệ tinh
Trong thơng tin vệ tinh ngồi các loại suy hao đã xét ở trên, còn một số loại suy hao khác cũng ảnh hưởng đáng kể tới tuyến thông tin vệ tinh, bao gồm:
- Suy hao do phi dơ thu LFTX và phát LFRX tại hình 5.3