Расчет угловых координат и дальности ИСЗ относительно ЗС. Расчет мощности передатчиков земной (ЗС) и бортовой станции (ИСЗ). Проверка устойчивости работы линии связи, страница 3

В спутниковых системах связи в отличие от РРЛ прямой видимости используются приемные устройства со значительно меньшими собственными шумами. Поэтому суммарная мощность шумов, отнесенных ко входу приемного устройства, определяется величиной собственных тепловых шумов  приемника Р_{т вх}, так  и интенсивностью шумов различных источников и цепей, внешних по отношению к приемнику. К внешним источникам шумов могут быть отнесены: радиоизлучение атмосферы, шумы Земли и антенны, а также тепловые шумы, создаваемые различными цепями, подключенными ко входу приемника (фидерами, фильтрами и т. д.). Кроме того, значительный уровень шумов на входе приемника может создаваться внеземными источниками – радиоизлучениями Солнца, Луны, планет и космическими радиоизлучениями.

Таким образом, суммарная мощность шумов, отнесенная ко входу приемника равна                                                                         (2.8)

Здесь - мощность собственных шумов приемника; P_ф – мощность шумов, создаваемых фидером и другими цепями, отнесенная ко входу приемника; P_A – мощность шумов антенны с учетом тепловых шумов атмосферы и шумов Земли, отнесенная ко входу антенны; P_K – мощность шумов, создаваемых радиоизлучением Солнца, Луны, планет и космическими источниками, отнесенных ко входу антенны;  - КПД фидера и фильтров, находящихся между входом антенны и входом приемника.

Учитывая, что мощность шумов связана с эквивалентной шумовой температурой Т_э зависимостью

,                                                              (2.9)

где - постоянная Больцмана, а _э – ширина полосы пропускания приемника, выражение (2.8) может быть представлено в виде:

.                                     (2.10)

Рассмотрим определение величин, входящих в (2.9). Собственные шумы приемника, отнесенные к его входу, принято характеризовать коэффициентом шума Ш или его эквивалентной шумовой температурой Т_э..пр. Эти параметры связаны между собой соотношением

                                    _,                                                                                                             (2.11)

где Т₀ = 290⁰ К.

На рис. 2.1. приведена структурная схема и диаграмма уровней линии спутниковой связи, состоящей из двух участков.

Рис.2.1. Cтруктурная схема и диаграмма уровней линии спутниковой связи

Воспользовавшись формулами (2.1) – (2.8) для этих участков можно записать соотношения:

для участка Земля - спутник

,                                      (2.12)

где  ;

для участка  спутник – Земля:

,                                                (2.13)

где   ;

Чтобы перейти от уравнений для отдельных участков к общему уравнению для всей линии, необходимо установить связь между суммарным отношением сигнал/шум всей линии и отдельными отношениями сигнал/шум на каждом из участков. При отсутствии обработки сигнала на борту шумы всех участков складываются:

.                                                       (2.14)

Очевидно, что отношение сигнал-шум на каждом участке должно быть выше, чем на всей линии:

       и          ,                                   (2.15)

где а и b – коэффициенты превышения (запаса) энергии на участках Земля – спутник и спутник – Земля (а > 1,  b > 1). Из  (2.11) и (2.12) следует, что                      

.                                                                              (2.16)

Выражение (2.1.13) позволяет распределять заданное отношение по двум участкам линии связи. Например, задавшись превышением отношения сигнал/шум на участке спутник – Земля b = 1,26 (1 Дб), по (2.1.13) найдем, что необходимое превышение на участке Земля-спутник а = 4,85 (6,85 Дб).  Приведенное распределение коэффициентов запаса а и b предполагает, что полосы шумов бортового ретранслятора и земного приемника равны; если , мощность шума на входе бортового приемника следует вычислять в полосе .