Расчет угловых координат и дальности ИСЗ относительно ЗС, 2, Определение минимального значения потерь электромагнитной энергии в свободном пространстве для каждого участка и соответствующий выбор оборудования

Страницы работы

15 страниц (Word-файл)

Содержание работы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Дальневосточный Государственный Технический Университет

(ДВПИ им. В.В.Куйбышева)

Кафедра «РТС»

Курсовая работа

по дисциплине:

«КОСМИЧЕСКИЕ И НАЗЕМНЫЕ СИСТЕМЫ РАДИОСВЯЗИ И СЕТИ РАДИОВЕЩАНИЯ»

                        Выполнил:

Проверил:

Владивосток

2011


Исходные данные

Положение ИСЗ: 1400Е

Диапазон рабочих частот: 4/6 ГГц

Угловая нестабильность положения ИСЗ δдрейф= ±0,3

Ширина диаграммы направленности бортовой антенны Δφ0,5= 50

Диаметр антенны ЗСпр DА.з= 3м

КПД волноводных трактов для ЗС ηпер.з.с.пр.з.с.= 0,5/0,8

КПД волноводных трактов для ИСЗ ηпер.б.пр.б.= 0,65/0,68

Эллиптичность земной антенны е1= 0,6

Эллиптичность бортовой антенны е2= 0,8

Метод модуляции: АМ

Высшая частота канала Fв= 6МГц

Спектральная эффективность γ= 0,8 бит/Гц.сек

Соотношение сигнал/шум на входе приемника 14,4 дБ

% времени ТД= 0,1%

Коэффициент превышения энергии а= 11

Коэффициент превышения энергии b= 1,1

Коэффициент уровня энергии, попадающей в антенну через боковые лепестки с= 0,05

Дождевые районы: 1/22

Количество каналов: 6 ТВ, 10 РВ

Скорость передачи: 22400Кбит/с

Земная станция ЗС1: Чита (широта β= 5303’сш; долгота λ= 113028’вд)

ИСЗ Экспресс АМ3 1400Е

Земная станция ЗС2: Владивосток (широта β= 4308’сш; долгота λ= 131054’вд)


1. Расчет угловых координат и дальности  ИСЗ относительно ЗС.

2. Определение минимального значения потерь электромагнитной энергии в свободном пространстве для каждого участка и соответствующий выбор оборудования.

3. Расчет  мощности передатчиков земной  и спутниковой станции.

4. Проверка устойчивости работы линии связи.

5. Расчет энергетических характеристик станций. Построение диаграммы уровней и частотного плана ЦССС в арендуемой полосе частот.

6. Построение структурной схемы связи.

7. Заключение: выводы к проведенным расчетам.


Расчет угловых координат и дальности ИСЗ относительно ЗС.

Определяется азимут ЗС на ИСЗ по формуле: α=π‑ α’(для северного полушария),  где α’= arccos[tgβ/tgψ], а cosψ= cosβ .cosδ

Разница долготы ЗС в Чите и ИСЗ: δ1= |λЗС1 – λИСЗ| = 26,720

Разница долготы ИСЗ и ЗС во Владивостоке δ2= |λЗС2 – λИСЗ| = 8,040

Тогда для Читы cosψ1= 0,612.0,893= 0,547, отсюда ψ1= arcos(0,547)= 56,8390

Для Владивостока cosψ2= 0,73.0,99= 0,723, отсюда ψ2= arcos(0,723)= 43,6970

α’1= arccos[tgβ1/tgψ1]= 32,2820

α’2= arccos[tgβ2/tgψ2]= 11,1720

Определение угла места осуществляется следующим образом:

 

 

Определение наклонной дальности

a – радиус Земли, равный 6370 км

Определение характеристик передающих и приемных антенн ИСЗ и ЗС

Ширина диаграммы направленности определяется по формуле

ЗС1- ИСЗ= 6ГГц;

ИСЗ-ЗС2= 4 ГГц;

Диаметр приемной антенны ЗС DАз= 3м

Тогда для Читы

для Владивостока

Определение коэффициента усиления передающей антенны ИСЗ

Определение коэффициента  усиления   передающей   антенны   ИСЗ  в главном направлении для заданного значения ширины диаграммы направленности бортовой антенны    =5º, приняв q = 0,5 производится по формуле:

Определение коэффициента усиления приемной антенны ЗС приняв значение q = 0,6 согласно исходным данным DА.З.(м)  и  (м):

Определение коэффициента передающей ЗС

Определение диаметра передающей антенны ИСЗ выполняется из расчета действующей площади антенны, которая определяется как

Определение диаметра передающей антенны ИСЗ :

Определение коэффициента усиления приемной антенны ИСЗ, приняв значение q = 0,5 согласно данным DА.б.(м) и  (м):


Определение полной величины потерь энергии сигнала на линии связи

Полная величина потерь энергии сигнала на линии связи:

                                    .                                   

Здесь величина  называется основными потерями энергии сигнала.  

Дополнительные потери сигнала на участке ИСЗ – Земля L2допопределяются несколькими составляющими:

L2доп= Lа+ Lд + Lн + Lп , (дБ).

В диапазонах частот выше 500 МГц основное поглощение определяется газами тропосферы – кислородом (О2) и водяными парами (Н2О), а также дождем и прочими гидрометеорами (облаками, туманом, снегом), ионосфера и остальные газы тропосферы играют малую роль. Для количественной оценки поглощения в газах тропосферы удобно воспользоваться представлением

 ,                                    

где  и  - коэффициенты поглощения в кислороде и водяных парах, дБ/км (рис.3);   и   - эквивалентная длина пути сигнала в этих средах, км. Данная величина зависит от толщины атмосферы, угла места антенны земной станции  и высоты станции над уровнем моря hЗ;

Соответственно:   ;      .

Толщина (точнее, эквивалентная толщина) атмосферы для различных составляющих различна и ориентировочно принимается:

;   .

image022

Рис.3. Зависимость коэффициента поглощения для кислорода и водяных паров от частоты

По рис. 4 для заданного диапазона частот f, угла места  и высоты станции над уровнем моря  hЗ = 0 можно найти Lа , дБ; но надо знать, что количественная оценка Laпо рис. 2.4 является ориентировочной;

Рис. 4. Частотная зависимость поглощения радиоволн в спокойной атмосфере

(без дождя) при различных углах места

Количественная оценка ослабления сигнала в дожде Lд = L`дlз  зависит от коэффициента поглощения в дожде L`д и эквивалентной длины пути сигнала в дожде lз ;

,

где hд км – эквивалентная толщина дождевой зоны.

Весьма важен вопрос о частоте (проценте времени Тд) выпадения дождей той или иной интенсивности, т.е. их статистике. Усредненные значения lз , учитывающие поправку на пространственную локализацию дождя различной интенсивности приведены на рис. 2.8, эти реальные данные можно сравнить с расчетными (см. следующий абзац).

Похожие материалы

Информация о работе