Phép đo đ−ợc thực hiện tại Trung tâm Viễn thông Quốc tế Khu vực 1, Công ty VTI.
D−ới đây là các kết quả đo:
a) Mặt phản xạ chính chế tạo + feedhorn Prodelin:
TÇn sè ®o: 4197,5 MHz
Thứ tự Mức thu Beacon của anten Prodelin (dB)
Mức thu Beacon của anten cần đánh giá (dB)
1 18,5 16,4
2 19,1 16,9
3 19,3 17,4
4 18,8 16,9
5 19,6 17,3
6 18,9 16,8
7 19,4 17,3
8 19,3 17,2
14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00
1 2 3 4 5 6 7 8 Thứ tự
Mức thu
Mức thu Beacon của anten Prodelin (dB) Mức thu Beacon của anten chÕ tạo (dB)
45 Màn hình phân tích phổ khi đo mức thu của anten
Mức thu với các góc lệch khác nhau (góc thu cực đại là góc 0) Góc (0) Giá trị min (dB) Giá trị giữa (dB) Giá trị max (dB)
-3.37 4.07 4.21 4.53 -2.69 5.85 6.13 6.54 -2.02 7.47 7.82 8.16 -1.34 10.47 11.09 11.68 -0.67 12.62 13.37 14.01
0 16.06 16.49 16.79 0.67 13.67 14.01 14.81 1.34 10.41 11.04 11.79
2 8.33 9.02 9.88 2.67 7.13 7.86 8.27
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
-3 .4 -2 .7 -2 -1 .3 -0 .7 0 0. 67 1. 34 2 2. 67
Gãc
Mức t h u Giá trị min
Giá trị giữa Giá trị max
. Đồ thị mức thu t−ơng ứng với các góc lệch khác nhau
47 b) Mặt phản xạ chính Prodelin + feedhorn chế tạo:
TÇn sè ®o: 952.575 MHz
Thứ tự Mức thu Beacon của feedhorn Prodelin (dB)
Mức thu Beacon của anten cần đánh giá (dB)
1 21,0 18,9
2 21,1 19,2
3 22,0 20,3
4 20,5 18,9
5 24,3 22,3
6 22,0 20,6
7 21,3 19,2
8 21,7 19,8
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00
1 2 3 4 5 6 7 8
LÇn ®o
Mức thu [dB]
Feehorn & MPX Prodelin
Feedhorn chế tạo
& MPX Prodelin
Màn hình phân tích phổ khi đo mức thu của anten
49 c) Mặt phản xạ chính chế tạo + feedhorn chế tạo:
TÇn sè ®o: 952.575 MHz
Thứ tự Mức thu Beacon của anten Prodelin (dB)
Mức thu Beacon của anten cần đánh giá (dB)
1 21,3 19,9
2 20,2 18,5
3 22,1 20,2
4 20,8 18,8
5 21,3 19,2
6 21,9 20,1
7 20,5 18,9
8 21,3 19,5
16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00
1 2 3 4 5 6 7 8
LÇn ®o
Mức thu [dB]
Anten chuÈn Prodelin Anten chế tạo
Màn hình phân tích phổ khi đo mức thu của anten
Satlinkplan
User Guide
&
Application manual H−ớng dẫn sử dụng
12 1 2/ / 20 2 00 03 3
SatLinkPlan User Guide
Môc lôc
Giới thiệu về SatLinkPlan Version 2.0 ...2
Liên hệ ... 3 Cấu hình yêu cầu ... 3 Cài đặt... 3 Sử dụng SatLinkPlan V.2.0 ...8
Khởi động ch−ơng trình... 8 Giao diện khởi đầu ch−ơng trình... 8 Giao diện lựa chọn ban đầu... 8 Giao diện chính của ch−ơng trình (MainForm) ... 10 Các module tính toán của ch−ơng trình ... 11 Module tính suy hao định vị anten... 12 Module tÝnh suy hao do m−a... 13 Module ES-SL parameter ... 14 Interference analysis ... 16 Hệ thống bảng biểu của ch−ơng trình ... 24 Thao tác với cơ sở dữ liệu ... 27 PhÇn Help ... 32 Thiết kế dự án mới - bài toán cơ bản ... 37 Thẻ Project ... 38 Thẻ nhập dữ liệu vệ tinh (satellite)... 39 Thẻ nhập dữ liệu trạm mặt đất (Earth station) ... 40 Thẻ tính toán các tham số hình học (Pointing calculation)... 42 Thẻ nhập dữ liệu về sóng mang (Carrier)... 42 Thẻ chứa các thông số dự trữ tuyến (Link margin)... 45 Thẻ phân tích tuyến (Link analysis)... 49 Thẻ tổng hợp kết quả (Aggregation) ... 51 Thiết kế dự án mới - bài toán ng−ợc ... 52 Thiết kế dự án mới – bài toán tối −u ... 54 Mở dự án đ∙ thiết kế ... 58 Lập báo cáo ... 59 Lập báo cáo về kết quả thiết kế dự án ... 60 Lập báo cáo từ cơ sở dữ liệu của ch−ơng trình... 61
SatLinkPlan User Guide
Gi G i ớ ớ i i t th hi iệ ệ u u về v ề Sa S at tL Li i nk n kP Pl l a a n n
SatLinkPlan đ−ợc xây dựng nhằm mục đích tính toán thiết kế các tuyến thông tin vệ tinh cho mạng VINASAT của Việt Nam trong t−ơng lai gần, và có thể áp dụng ngay sau khi vệ tinh VINASAT đ−ợc đ−a và sử dụng. Phần mềm này ngoài mục đích chính là tính toàn và thiết kế toàn bộ một tuyến thông tin vệ tinh, còn hỗ trợ nhiều module tính toán khác nh−: tính toán suy hao do m−a; phân tích và tính toán các loại nhiễu; tính suy hao định vị anten; tính tham số hình học của tuyến nối từ trạm mặt
đất đến vệ tinh. Đây là những công cụ tính toán hoàn toàn độc lập với nhau, đáp ứng nhu cầu thực tế khi ng−ời sử dụng chỉ cần tính toán một số tham số cục bộ mà không phải toàn bộ tuyến vệ tinh.
Với chức năng tính toán và thiết kế toàn bộ một tuyến thông tin vệ tinh, phần mềm SatLinkPlan giải quyết cả ba bài toán trong thiết kế tuyến thông tin vệ tinh. Bài toán cơ bản (bài toán thuận): cho các tham số đầu vào là các thông số của thiết bị (vệ tinh, trạm mặt đất phía phát, trạm mặt đất phía thu), các thông số về điều kiện môi tr−ờng, các thông số về sóng mang,... ; kết quả tính toán đ−ợc là tỷ số Eb/No, và so sánh với giá trị yêu cầu để xem tuyến với các tham số đầu vào đã cho có hoạt
động tôt hay không. Bài toán thứ hai là bài toán ng−ợc: với tham số Eb/No đã cho, thiết kế tuyến thoả mãn yêu cầu, với các tham số đ−ợc lựa chọn để tính toán là:
thông số đường kính anten và thông số công suất phát (của trạm mặt đất phía phát), các thông số của sóng mang. Bài toán th− ba là bài toán tối −u: các tham số cần tính toán giông nh− bài toán ng−ợc, thêm vào đó là tiêu chí tối −u: tỷ lệ giữa băng tần cần thuê cho sóng mang trên tổng băng tần của bộ phát đáp cân bằng với tỷ lệ giữa công suất cần thuê cho sóng mang này trên tổng công suất của bộ phát đáp; tổng chi phí mua anten và mua máy phát nhỏ nhất.
Để phục vụ cho nhiều mục đích thiết kế, nhiều tham số đầu vào của phần mềm SLPSoft được để dưới dạng cho phép người thiết kế có thể lựa chọn hoặc nhập số liệu theo kinh nghiệm thực tế, hay theo các chuẩn của ITU hoặc nhập số liệu
2
SatLinkPlan User Guide
được tính toán qua các thông số khác. Qua đó, người sử dụng có thể so sánh một cách trực quan giữa số liệu thực tế và số liệu tính toán đ−ợc của các tham số đó. Với cách làm này, phần mềm này không chỉ là công cụ hữu ích đối với người kỹ sư thiết kế mà còn có ý nghĩa cho người muốn tìm hiểu về hệ thông thông tin vệ tinh, đặc biệt khi muốn tìm hiểu ảnh hưởng của các loại tham số đến chất lượng tín hiệu thu được trong hệ thống thông tin vệ tinh. Các thẻ dữ liệu đ−ợc bố trí một cách tuần tự theo các b−ớc tính toán.
Bên cạnh đó, với việc đ−a vào các bang biểu, đồ thị, bản đồ,..., phần mềm SatLinkPlan là tài liệu tham khảo rất tốt cho ng−ời muốn tìm hiều về mối quan hệ giữa các tham số, cũng nh− thông số của các khu vực đ−ợc phân chia theo tiêu chuẩn của ITU.
Liên hệ
Nếu bạn có thắc mắc gì về phần mềm SatLinkPlan, xin liên hệ với chúng tôi theo địa chỉ:
Phòng NCKT Vô tuyến
Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu Điện 122 Hoàng Quốc Việt – Hà Nội
Điện thoại: (04) 8 361549 Email: votuyen@hn.vnn.vn
Cấu hình yêu cầu
SatLinkPlan chạy trên tất cả các máy tính cá nhân sử dụng Pen III hoặc cao hơn, hệ
điều hành WINDOWS 98 hoặc cao hơn, với bộ nhớ RAM tối thiều 64 Mb.
Cài đặt
Kết quả đóng gói được lưu trữ dưới dạng một thư mục tên gọi là SatLinkPlan Setup, dạng quen thuộc đối với các chương trình ứng dụng trên môi trường Windows. Để cài
đặt chương trình, người cài đặt phải chạy file setup.exe. Các bước cài đặt tiếp theo diễn ra theo các trình tự nh− sau:
SatLinkPlan User Guide Bước 1: chương trình cài đặt các thư viện liên kết động (*.dll), như minh họa trong H×nh 1
Hình 1Cài đặt các th− viện liên kết động
Bước 2: Bắt đầu vào quá trình cài đặt (Hình 2). Tại giao diện này người cài đặt có hai lựa chọn: một là dừng quá trình cài đặt bằng cách nhấn vào nút Exit Setup; hai là tiếp tục quá trình cài đặt bằng cách nhấn vào nút OK.
Hình 2. Bắt đầu vào giao diện cài đặt chương trình
4
SatLinkPlan User Guide Bước 3: Chọn lựa đường dẫn để cài chương trình (Hình 3). Chương trình cài đặt chọn sẵn một đường dẫn để cài chương trình, tuy nhiên, người cài đặt có thể thay đổi
đương dẫn bằng cách nhấn vào nút Change Destination, khi đó một cửa sổ khác hiện ra cho phép người cài đặt chọn lựa đường dẫn mới (Hình 4).
Hình 3. Chọn lựa đường dẫn để cài đặt chương trình
Hình 4. Chọn lựa đ−ờng dẫn mới
SatLinkPlan User Guide B−ớc 4: Chọn lựa tên th− mục hiển thị trong mục Program Files (Hình 5)
Hình 5. Chọn lựa th− mục hiển thị trong mục Program Files
Bước 5: quá trình copy file từ bộ cài đặt (Hình 6). Trong quá trình này, nếu muốn dừng cài đặt, người cài đặt có thể nhấn vào nút Cancel.
Hình 6. Quá trình copy file từ bộ cài đặt
Bước 6: thông báo kết thúc quá trình cài đặt một cách thành công (Hình 7)
6
SatLinkPlan User Guide
Hình 7. Thông báo cài đặt chương trình thành công
Tóm lại, phần mềm tính toán thiết kế tuyến thông tin vệ tinh SatLinkPlan version 2.0
đã đ−ợc đóng gói thành công, với quá trình cài đặt đơn giản.
SatLinkPlan User Guide
Sử S ử d dụ ụn ng g Sa S a t t L L i i nk n kP P l l an a n
Khởi động chương trình
Khi bạn khởi động chương trình để bắt đầu quá trình tính toán thiết kế bạn sẽ thấy xuất hiện một giao diện giới thiệu chung về phần mềm nh− sau:
Giao diện khởi đầu ch−ơng trình
Hình 8 Giao diện khởi đầu ch−ơng trình
Giao diện này chỉ xuất hiện trong khoảng vài giây, tiếp theo đó là form lựa chọn để bắt đầu chương trình (Select to start).
Giao diện lựa chọn ban đầu
Những công cụ tính toán cũng nh− nh−ng tính năng cơ bản nhất của ch−ơng trình đ−ợc thể hiện trên giao diện này, ng−ời dùng có thể bắt đầu sử dụng chương trình với một trong những tính năng cơ bản đó.
8
SatLinkPlan User Guide
Hình 9 Giao diện lựa chọn chức năng của ch−ơng trình
Giao diện này gồm 3 thẻ:
Trong thẻ Projects bạn có thể lựa chọn là thiết kế mới một dự án hoặc mở một dự án đã thiết kế trong cơ sở dữ liệu (Hình 9).
Hình 10 Giao diện lựa chọn các module tính toán riêng
Thẻ thứ hai chứa những công tính toán của chương trình, như đã nói ở trên, bạn có thể sử dụng SatLinkPlan không chỉ để tính toán thiết kế một tuyến
SatLinkPlan User Guide thông tin vệ tinh hoàn chỉnh mà còn có thể sử dụng các chức năng tính toán khác của ch−ơng trình.
Thẻ Database, đây chính là các thao tác cơ sở dữ liệu của ch−ơng trình. Bạn có thể xem, thêm mới, hoặc xoá các bản ghi ở các bảng dữ liệu trong cơ sở dữ
liệu của ch−ơng trình nếu bạn chọn trong form này.
Hình 11 Giao diện lựa chọn thao tác cơ sở dữ liệu
Nếu bạn muốn sử dụng tính năng nào của ch−ơng trình thì bạn click vào biểu t−ợng hoặc chữ t−ơng ứng trên các thẻ rồi bấm OK (hoặc có thể nhấn kép vào biểu tượng hoặc dòng chữ đó). Một giao diện tương ứng với chức năng đã
đ−ợc lựa chọn để bắt đầu sẽ xuất hiện. Nếu bạn muốn bỏ qua giao diện này, th× nhÊn Cancel.
Giao diện chính của ch−ơng trình (MainForm)
Tất cả các giao diện xuất hiện trong khi bạn sử dụng chương trình đều được
đặt trên nền giao diện chính (là một MDIForm).
10
SatLinkPlan User Guide
Hình 12 Giao diện chính của ch−ơng trình
Quan sát trên vị trí trên cùng của form bạn sẽ thấy thanh Menu, bao gồm các thành phần nh−: File, Maps, Graphs, Tables, Format, Option, Calculate, Window, Help. Phía dưới thanh Menu là Toolbar, ở đó chứa những nút lệnh gọi các chức năng của ch−ơng trình. D−ới cùng của form chính là thanh trạng thái Statusbar, chỉ trạng thái cũng nh− một số chỉ dẫn của ch−ơng trình.
Các module tính toán của ch−ơng trình
Các module tính toán độc lập của chương trình được đặt toàn bộ trong menu Calculate. Các công cụ tính toán độc lập này bao gồm các cả các module đã
có trong phần mềm SatLinkPlan version 1.0 trước đây (đã được nâng cấp và sửa chữa) và các module mới đ−ợc xây dựng. Mỗi công cụ tính toán này đều
đ−ợc bỗ trí trong các giao diện riêng biệt, với các bộ tham số đ−ợc bố trí thành từng khung giúp ng−ời sử dụng tiện theo dõi. Hình thức giao diện của các module đ−ợc trình bày mang tính thống nhất, mỗi giao diện đều có bốn nút lệnh:
SatLinkPlan User Guide
− Nút lệnh clear: khi click vào nút lệnh này bạn xoá tất cả các dữ liệu đã
nhập trong các ô nhập dữ liệu.
− Nút lệnh Apply: cập nhật các số liệu nhập vào, thực hiện tính toán và hiện ra kết quả tính toán đ−ợc.
− Nút lệnh Close: sau khi tính toán xong bạn click chuột vào nút này để thoát khỏi công cụ tính toán.
ư Nút lệnh Help: bạn click này để có những trợ giúp cho chương trình.
Module tính suy hao định vị anten
Hình 13 Module tính suy hao định vị anten
Sử dụng công cụ tính toán này bạn sẽ tính đ−ợc giá trị suy hao do lệch định vị giữa anten của trạm mặt đất và vệ tinh. Để tính toán đ−ợc tham số này bạn cần nhập vào các tham số sau:
− Góc nửa công suất (Half power beamwidth – HPB [deg]).
ư Độ sai lệch hướng khi lắp đặt anten trạm mặt đất so với góc nửa công suÊt (ES initial pointing error [%HPB] - IPE).
12
SatLinkPlan User Guide
ư Sai lệch vị trí hướng Đông-Tây của vệ tinh trên quỹ đạo (Satellite position error [deg] - SPE)
− Trạm mặt đất có sử dụng hệ thống bám hay không (E/S Antenna Tracking [Y/N])
− Hiệu suất sử dụng hệ thống bám này là bao nhiêu (E/S Antenna Tracking Efficiency)
Trong đó tham số góc nửa công suất HPB bạn có thể nhập vào hoặc có thể tính qua hai tham số là đường kính antenna trạm mặt đất (E/S Antenna Diameter [m]) và tần số hoạt động của tuyến (Frequency [GHz]).
Module tÝnh suy hao do m−a
H×nh 14 Module tÝnh suy hao do m−a
Đây là một công cụ riêng để tính suy hao do mưa cho một trường hợp bất kỳ mà bạn quan tâm cho nên phải nhập tất cả thông số cần thiết liên quan. Các thông số cần thiết bao gồm:
− Vĩ độ trạm mặt đất (ES latitude [deg], ES latitude hemiphere [N/S])
− Góc ngẩng của anten trạm mặt đất (Elevation angle [deg])
− Độ cao tuyệt đối của trạm mặt đất (ES AMSL[km])
− Tần số hoạt động của tuyến (Frequency[GHz])
− Vùng m−a (Rain Zones)
− Gãc ph©n cùc (Polarization angle [V,H,C])
SatLinkPlan User Guide
− Phần trăm thời gian tuyến hoạt động không đảm bảo chất l−ợng do ảnh h−ởng của m−a (Percentage of time)
− Khoảng thời gian xét (Period [month/year])
− Từ các thông số nhập vào đó bạn sẽ thu đ−ợc kết quả là:
− Chiều cao m−a hiệu dụng (Effective rain height [km])
− Chiều dài tuyến nghiêng (Slant path length [km])
ư Cường độ mưa R001 (Rain intensity [mm/h])
− Hệ số suy giảm (Reduction factor)
− Hệ số suy hao (Specific attenuation [dB/km])
− Suy hao m−a tại 0,01% (Rain loss at 0,01% [dB])
− Suy hao m−a tại p% (Rain loss at p% [dB]).
Trong SatLinkPlan version 2.0 có bổ xung thêm ba module tính toán mới rất hữu ích đó là: ES-SL parameter; Gaseous loss; Interferences analysis và ngoài ra còn một số hàm quy đổi đơn vị nh−: đổi từ độ sang radian (degree2radian); từ radian sang độ (radian2degree); tần số sang bước sóng (frequency2wavelength) và b−ớc sóng sang tần số (wavelength2frequency).
Module ES-SL parameter
Hình 15 Module tính thông số tuyến nối từ trạm mặt đất đến vệ tinh Module này dùng để tính toán các tham số địa lý của đường truyền từ vệ tinh
đến trạm mặt đất nh−, các tham số tính toán đ−ợc trong thẻ này bao gồm:
− Góc ngẩng của anten trạm mặt đất (Elevation angle [deg])
14
SatLinkPlan User Guide
− Góc tà (Azimuth angle [deg])
− Chiều dài tuyến (Path length [km]).
Để có đ−ợc các tham số đó bạn cần phải nhập vào các tham số sau:
− Kinh độ của vệ tinh (Satellite longitude [deg])
− Bán cầu Đông-Tây nơi có vệ tinh (Hemiphere [E/W])
− Kinh độ trạm mặt đất (ES longitude [deg])
− Vĩ độ trạm mặt đất (ES Latitude[deg])
− Độ cao tuyệt đối của trạm mặt đất (Earth station AMSL[km]).
Gaseous loss
Module này tính suy hao do các chất khí trong khí quyển gây ra đối với với một
đ−ờng truyền vệ tinh bất kỳ.
H×nh 16 Module tÝnh suy hao do khÝ quyÓn Các tham số cần phải nhập vào trong module này bao gồm:
− Tần số hoạt động (Frequency[GHz])
− Góc ngẩng của anten (Elevation angle [deg])
− Độ cao tuyệt đối của trạm mặt đất (ES AMSL[km])
ư Nhiệt độ môi trường (Temperature [0C])
− áp suất khí quyển (Atmospheric pressure [hPa])
ư Mật độ hơi nước (Water vapour density [g/m3]).
SatLinkPlan User Guide Với các tham số này module này sẽ giúp bạn tính đ−ợc các tham số sau:
− Suy hao riêng do khí quyển trong điều kiện không khí khô (Loss due to dry air [dB/km])
− Suy hao riêng do hơi n−ớc (Water vapour loss [dB/km])
ư Chiều cao hiệu dụng đối với môi trường không khí khô (Equivalent height for dry air [km])
ư Chiều cao hiệu dụng đối với môi trường hơi nước (Equivalent height for water vapour [km])
− Và tham số quan trọng nhất là suy hao do khí quyển (Gaseous loss [dB]).
Interference analysis
Đây là module phân tích và tính toán các loại nhiễu gây ảnh hưởng đến đường truyền dẫn vệ tinh. Trong đó bao gồm: nhiễu từ beam tới beam (Beam to beam interference); nhiÔu ph©n cùc chÐo (Cross polarization interference);
nhiễu vệ tinh lân cận (Adjacent satellite interference). Các loại nhiễu đ−ợc tính riêng và được phân bố thành các thẻ tương ứng, sau đó được tổng hợp lại trong một thẻ tổng hợp (Total interference).
NhiÔu tõ beam tíi beam
Trong thẻ này dữ liệu nhập vào đ−ợc sắp xếp trong các khung, t−ơng ứng với các nhóm dữ liệu của đ−ờng lên (Uplink parameters), nhóm dữ liệu đ−ờng xuống (Downlink parameters), và nhóm dữ liệu chung cho cả tuyến (Shared parameters). Trong khung Shared parameters có các tham số sau:
− Độ rộng băng của nhiễu (Received noise bandwidth [Hz])
− Độ rộng băng của sóng mang gây nhiễu (Interfering carrier bandwidth [Hz]).
− Trong khung tham số đ−ờng lên (Uplink parameters) bạn phải nhập vào các tham số sau:
ư Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương của sóng mang mong muốn trong beam 1(EIRP of wanted carrier in beam 1 [dBW])
16