c. Duy trì vệ tinh trên quỹ đạo
2.2.5.Phân hệ anten
- Anten trên vệ tinh thực hiện chức năng kép: thu đƣờng lên và phát đƣờng xuống. Chúng có nhiều loại: từ các anten dipole có đặc tính vô hƣớng đến các anten tính hƣớng cao phục vụ cho viễn thông, chuyển tiếp truyền hình và phát quảng bá.
Búp sóng của anten thƣờng đƣợc tạo ra bởi các anten kiểu phản xạ, thƣờng là bộ phản xạ parabol tròn xoay. Hệ số khuếch đại của anten phản xạ parabol so với bộ phát xạ đẳng hƣớng đƣợc xác định theo phƣơng trình sau:
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Linh 45
trong đó λ là bƣớc sóng của tín hiệu, D là đƣờng kính bộ phản xạ và ηI là hiệu suất mặt mở (thƣờng có giá trị bằng 0,55). Độ rộng búp sóng -3dB đƣợc xác định gần đúng nhƣ sau:
- Tỷ số D/λ đƣợc coi là hệ số chủ chốt của các phƣơng trình trên: hệ số khuếch đại tỷ lệ thuận với (D/λ)2 và độ rộng búp sóng tỷ lệ nghịch với D/λ. Vì thế hệ số khuếch đại sẽ tăng khi độ rộng búp sóng hẹp hơn bằng các tăng kích thƣớc bộ phản xạ và giảm bƣớc sóng. Các bộ phản xạ kích thƣớc lớn là các bộ phản xạ băng 6/4GHz. Các bộ phản xạ trong băng tần 14/12GHz với cùng hiệu năng sẽ có kích thƣớc nhỏ hơn nhiều.
- Hình 2.6 minh họa phân hệ anten của vệ tinh. Từ hình vẽ ta thấy mức độ phức tạp của phân hệ này đối với các vệ tinh thông tin lớn. Các bộ phản xạ lớn dành cho băng 6/4GHz để phủ bán cầu và các vùng phủ nhƣ cho ở hình 2.6. Các anten này đƣợc tiếp sóng bởi các dàn anten loa và các nhóm loa khác nhau đƣợc kích thích để tạo nên dạng búp sóng cần thiết.
- Từ hình này ta thấy các dàn riêng đƣợc sử dụng cho phát và cho thu. Mỗi dàn có 146 loa lƣỡng cực. Trong dải 14/11 GHz, bộ phản xạ tròn đƣợc sử dụng để tạo búp hẹp, một cho đông và một cho tây quả đất nhƣ trình bầy trên hình 2.6. Các búp sóng này có thể lái đƣợc. Mỗi búp đƣợc tiếp sóng bởi một loa đƣợc sử dụng cho cả phát và thu. Các búp rộng để phủ toàn cầu đƣợc tạo ra bởi các anten loa đơn giản tại 6/4GHz. Ngoài ra trên hình vẽ ta thấy có một anten hai nón đƣợc sử dụng cho các tín hiệu điều khiển và bám.
- Cùng một loa tiếp sóng có thể sử dụng cho cả phát và thu với cùng phân cực. Các tín hiệu phát và thu đƣợc tách ra ở bộ ghép song công (Duplexer) kết hợp với lọc tần số. Phân biệt phân cực cũng có thể đƣợc sử dụng để tách các tín hiệu phát thu sử dụng cùng một loa tiếp sóng. Chẳng hạn có thể sử dụng loa để phát phân cực đứng trong băng tần đƣờng xuống và đồng thời thu các sóng phân cực ngang trong băng tần đƣờng lên. Phân tách phân cực đƣợc thực hiện tại thiết bị đƣợc gọi là bộ ghép trực giao hay bộ chuyển đổi chế độ trực giao (OMT). Các loa khác nhau cũng có thể
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Linh 46
đƣợc sử dụng cho các chức năng phát và thu với cả hai loa dùng cho cùng một bộ phản xạ.
Hình 2.6. Phân hệ anten cho vệ tinh