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./ηпр.з.с.= 0,5/0,8
КПД волноводных трактов для ИСЗ ηпер.б./ηпр.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:
; .
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).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.