3.1.2.1. Hệ số tăng ớch anten (G - Gain)
Hệ số tăng ớch của anten là một thụng số quan trọng, quyết định khụng những chất lượng của anten mà cả chất lượng và quy mụ của trạm mặt đất.
Từ chương 2, chỳng ta cú hệ số tăng ớch của anten được cho bởi cụng thức sau: GdBi = 10log η + 20log d + 20log f + 20.4dB
Hệ số tăng ớch của anten cú diện tớch bề mặt 1m2 với hiệu suất 100% là: G1m2dBi = 20log f + 20.4dB
Trong đú:
η là hiệu suất của anten.
d (m) là đường kớnh của anten. f (GHz) là tần số làm việc.
20.4dB là hằng số được tớnh từ 10log(1*109*π/c).
Phương trỡnh trờn chỉ ra rằng kớch thước anten càng lớn thỡ hệ số tăng ớch của anten càng lớn và nếu tần số làm việc thay đổi thỡ hệ số tăng ớch của anten cũng thay đổi. Cỏc anten giống nhau thỡ hệ số tăng ớch của đường truyền tuyến lờn sẽ lớn hơn hệ số tăng ớch của đường truyền tuyến xuống cho băng C và KU.
3.1.2.2. Cụng suất bức xạđẳng hướng tương đương (EIRP)
Cụng suất bức xạ đẳng hướng tương đương (EIRP – Equivalen Isotropic Radiated Power) được định nghĩa là tớch số của cụng suất đầu vào anten và hệ số tăng ớch của anten đú và cú giỏ trị tớnh bởi cụng thức:
EIRP = PTGT (W) Hoặc tớnh theo dBW:
EIRPdBW = 10log PT + GT dBi Trong đú:
PT (W) là cụng suất đầu vào anten.
GT dBi (dBi) là hệ số tăng ớch của anten phỏt.
Cụng suất bức xạ đẳng hướng tương đương (EIRP) phải được điều chỉnh chớnh xỏc, bởi vỡ EIRP lớn sẽ là nguyờn nhõn gõy nhiễu cựng kờnh và nhiễu kờnh lõn cận của cỏc súng mang; ngược lại EIRP nhỏ sẽ làm giảm chất lượng của cỏc dịch vụ.
3.1.2.3. Suy hao đường truyền a) Suy hao trong khụng gian tự do
Nếu một anten đẳng hướng bức xạ một cụng suất PT thỡ chựm cụng suất này sẽ trải ra cú hỡnh dạng như là một mặt cầu với anten là tõm. Cụng suất tạo bởi vựng bề mặt đú tại một khoảng cỏch D sẽ được tớnh theo cụng thức sau:
W = PT/4πD2 (W/m2)
Với một anten phỏt năng lượng (khi cú hệ số tăng ớch của anten) thay đổi theo phương trỡnh:
W = GT.PT/4πD2 (W/m2) Hoặc tớnh theo dBW/m2:
WdBW/m2 = EIRPdBW – 20log D – 71dB
Trong đú:
GT.PT là cụng suất bức xạ đẳng hướng tương đương. W là độ chiếu xạ.
D là khoảng cỏch (km).
71dB là hằng số tớnh từ 10log (4π*106).
Với một anten thu “thu thập” tớn hiệu, số lượng của tớn hiệu được “thu thập” sẽ phụ thuộc vào kớch thước của anten thu. Cụng suất của anten thu sẽ được tớnh theo cụng thức:
PR = W*Ae (W)
trong đú Ae là gúc mở hiệu dụng của anten thu (Ae = (λ2/4π)/GR). Do đú, cụng suất của anten thu là:
PR = [GT.PT/4πD ]*[(λ /4π)/GR] PR = [GT.PT]* [4πD/λ]2*[1/GR] Biểu thức L0 = [4πD/λ]2 là suy hao trong khụng gian tự do. Hoặc tớnh theo dB:
L0 = 20log D + 20log f + 92.5dB
Trong đú:
D (km) là khoảng cỏch giữa đầu thu và đầu phỏt của vệ tinh và trạm mặt đất. f (GHz) là tần số làm việc.
92.5dB là hằng số được tớnh từ 20log {(4π*109*103)/c}. Phương trỡnh mụ tả cụng suất của anten thu theo dB là:
PR dBW = EIRP – L0 + GR
Trong phương trỡnh này, nếu GR là hệ số tăng ớch của anten 1m2 với hiệu suất 100%, PR sẽ trở thành độ chiếu xạ trờn một đơn vị (dBW/m2), do đú độ chiếu xạ cú thể được tớnh theo cụng thức:
WdBW/m2= EIRP – L0 + G1m2
b) Khoảng cỏch từ trạm mặt đất đến vệ tinh
Khoảng cỏch S từ vệ tinh địa tĩnh tới trạm mặt đất được tớnh theo cụng thức sau: D = {r2 + S2 – 2rS(cosC)}1/2
Trong đú:
r là bỏn kớnh trỏi đất (6378 km).
S là bỏn kớnh quỹ đạo vệ tinh địa tĩnh (42164 km).
C =cos-1{cosθ1.cos(θs - θe)} là gúc ở tõm. θ1 là vĩ độ của trạm mặt đất .
θs là kinh độ của vệ tinh . θe là kinh độ của trạm mặt đất.