Проект региональной спутниковой системы вещания (ССВ). Высокая пропускная способность спутниковых каналов связи

Страницы работы

26 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

диодный смеситель; 2 – усилитель на туннельном диоде; 3 – смеситель с восстановлением зеркального канала; 4 – усилитель на биполярном транзисторе; 5 – усилитель на полевом транзисторе; 6 – параметрический неохлаждаемый усилитель; 7 - параметрический охлаждаемый усилитель.

Рисунок 3.2 – Шумовые характеристики различных типов МШУ в

зависимости от частоты.

По заданию fвверх = 6000 МГц = 6.1 ГГц и fвниз = 3775 МГц = 3.775 ГГц

Исходя из расчетов проведенных выше, угла места для ЗСС (Екатеринбург) 260 и угла места ЗСС (Салехард) 33,120 по графику рисунка 3.1 определим Татм кс и Татмзс.

Татм кс ≈ 160К

Татмзс≈ 90К

По формуле 3.3 просчитаем результирующую шумовую температуру антенны для космической станции:

ТАкс= Татм кс(γ) + Тз+  Ткосм(γ) = 160 + 2900 + 0,2 · 100 = 3080К

По формуле 3.4 посчитаем результирующею шумовую температуру антенны для земной станции:

ТАзс= Татмзс(γ) + Тз+ Ткосм(γ) = 90 + 2900 + 0,2 · 100 = 3010К

По рисунку 3.2 определяем ориентировочные шумовые характеристики для выбранных МШУ. Для КА параметрический охлаждаемый усилитель, а для ЗСС параметрический неохлаждаемый усилитель.

Тпрм кс ≈ 150К

Тпрмзс≈ 290К

В свою очередь по формуле 3.1 эквивалентную шумовую температуру приемной станции КА и ЗСС:

ТΣкс= 3080 + 2900 ·  = 399,250К

ТΣзс= 3010 + 2900 ·  = 3460К

4 ЗАТУХАНИЕ СИГНАЛА В УСЛОВИЯХ СВОБОДНОГО ПРОСТРАНСТВА И ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАТУХАНИЕ НА УЧАСТКАХ КА – ЗСС И ЗСС – КА

Затухание сигнала при распространении его между КА и ЗСС складывается из основных и дополнительных потерь:

LΣ = Lосн + Lдоп                                                          (4.1)

 


где      Lосн- основные потери сигнала, вызванные его рассеванием при распространении;

Lдоп- дополнительные потери сигнала, вызванные его рассеванием при распространении.

Основные потери сигнала рассчитываются по формуле:

                                                      (4.2)

где d – наклонная дальность (расстояние от КА до ЗСС);

λ – длинна волны сигнала. λ =

Рисунок 4.1 – Частотная зависимость поглощения радиоволн в атмосфере при различных углах места

Рисунок 4.2 Частотная зависимость поглощения радиоволн в дожде при различных углах места.

Дополнительные потери определяются по формуле:

Lдоп = Lатм + Lр + Lпол + Lдож + Lн                                                                                     (4.3)

где Lатм – потери в атмосфере определяются по графикам рисунка 4.1;

Lдож – потери в дожде определяются по графикам рисунка 4.2;

Lр – потери за счет рефракции сигнала в тропосфере, незначительны по величине и обычно ими в расчетах пренебрегают;

Lпол – потери из-за несогласованности поляризаций приемной и передающей антенн, обычно принимают равными ≈ 0,01 дБ;

Lн – потери из-за неточности наведения антенн ЗСС и КА и составляют ≈ 0,02 дБ.

Произведем расчет длины волны для линии вверх и вниз:

λ1=  = 0,049 м;

λ2=  = 0,079 м.

Далее необходимо произвести расчет основных потерь сигнала по  формуле 4.2:

Lосн1= = 1,003·1020 = 140 дБ

Lосн2= = 1,263·1019 = 136 дБ

Дополнительные потери определяются по рисункам 4.1 и 4.2.

Lатм1≈ 0,17 дБ, Lатм2 ≈ 0,2 дБ;

Lдож1≈ 0,01 дБ, Lдож2 ≈ 0,01 дБ;

Lр – в расчет не берем;

Lпол ≈ 0,01 дБ;

Lн ≈ 0,02 дБ.

В свою очередь дополнительные потери по формуле 4.3:

Lдоп1 = 0,17 + 0 + 0,01 + 0,01 + 0,02 = 0,21 дБ = 1,05;

Lдоп2 = 0,2 + 0 + 0,01 + 0,01 + 0,02 = 0,24 дБ = 1,06.

5 РАСЧЕТ ДИАМЕТРА ПРИЕМНОЙ АНТЕННЫ ЗСС

Для расчета диаметра приемной антенны ЗСС используется выражение добротности приемной части ЗСС:

                                      (5.1)

Где    затухание энергии в свободном пространстве на участке ИСЗ – Земля;

ЭИИМка= Рпрдка∙ηпрм ка∙Gпрд ка – эквивалентная изотропно-излучаемая мощность транспондером КА;

L2доп – дополнительные потери сигнала на линии «вниз»;

К = 1,38∙10-23Вт/Гц∙град – постоянная Больцмана;

Δfшэ – эквивалентная (энергетическая) шумовая полоса приемника;

b – коэффициент запаса энергии на участке спутник – земля, обычно принимается в пределах 1,1 ~ 1,3;

 - суммарное отношение сигнал/шум на входе приемника;

Рш = КТΣзс  Δfшэ– суммарная мощность шумов на входе приемника;

TΣзс - эквивалентная шумовая температура приемника ЗСС;

d2 – наклонная дальность от КА до приемной ЗСС;

λ2 – длина волны на линии «вниз»;

ηпрмзс – КПД волноводного тракта между приемником и антенной ЗСС (обычно в пределах 0,8 ~ 0,95);

ηпрм ка – КПД волноводного тракта между передатчиком и антенной КА (обычно в пределах 0,65 ~ 0,9);

Gпрдзс – коэффициент усиления приемной антенны ЗСС относительно изотропного излучателя;

Gпрд ка – коэффициент усиления передающей антенны КА относительно изотропного излучателя;

Рпрд ка – эффективная мощность сигнала на выходе передатчика транспондера.

Из выражения добротности можно определить коэффициент усиления антенны ЗСС:

                                                      (5.2)

При этом диаметр антенны определяется выражением:

                                                                    (5.3)

где  λ2 = С/fпрд ка  - длина волны принимаемого сигнала ЗСС;

ηА – КПД приемной антенны ЗСС;

q – коэффициент использования поверхности параболической антенны.

Определение диаметра приемной антенны ЗС

Определим минимальную добротность приемной части земной станции

Похожие материалы

Информация о работе