bilans mocy łącza satelitarnego
Parametry anten
¨ charakterystyka promieniowania
¨ zysk kierunkowy
dla anteny parabolicznej:
wyrażone w dB
¨ 3 dB szerokość wiązki
· dla |a| < a3dB/2
¨ 10 dB szerokość wiązki
¨ polaryzacja
Moc transmitowana
¨ równoważna moc promieniowana izotropowo
¨ gęstość strumienia mocy w odległości R
Moc odbierana
· tłumienie wolnej przestrzeni
¨ Przykład 1
Stacja naziemna z anteną paraboliczną o średnicy 4 m i sprawności 0,6 do której doprowadzono sygnał o mocy 100 W i częstotliwości 14 GHz promieniuje w kierunku satelity odległego o 40 000 km. Wyznaczyć moc odbieraną przez antenę satelity o 3 dB szerokości wiązki głównej równej 2o i sprawności 0,55.
Dodatkowe straty w łączu radiowym
· tłumienie sygnału w atmosferze LA
· tłumienie układów doprowadzających sygnał z nadajnika do anteny nadawczej LFTx i z anteny odbiorczej do odbiornikaLFRx
· tłumienie spowodowane niedokładnym ustawieniem anteny nadawczej w kierunku odbiornika LT i anteny odbiorczej w kierunku nadajnika LR
· tłumienie spowodowane niedopasowaniem polaryzacyjnym anteny odbiorczej LPOL
Moc odbierana w warunkach rzeczywistych
oznaczenia:
Wpływ atmosfery
· tłumienie związane z absorpcją molekularną gazów atmosferycznych
· tłumienie spowodowane przez opady (deszcz, śnieg, mgła, cząsteczki lodu)
· depolaryzacja fali na cząsteczkach wody
· refrakcja fali
· efekt Faradaya
Szumy w urządzeniach odbiorczych
· źródła szumów
- szumy źródeł naturalnych odbierane przez antenę
- szumy układów elektronicznych
· opis matematyczny szumu
- szum biały
gęstość widmowa szumu
moc szumu
- zastępcza temperatura szumowa dwójnika
- współczynnik szumów i temperatura szumowa czwórnika
gdzie - temperatura odniesienia
- temperatura szumowa czwórnika
- kaskadowe połączenie czwórników
F i G w mierze liniowej [W/W]
Temperatura szumowa anteny
· antena bezstratna
- antena satelitarna (łącze w górę) - wiązka główna anteny oświetla powierzchnię Ziemi
- antena stacji naziemnej (łącze w dół) – antena odbiera szumy kosmiczne, szumy Ziemi (wiązki boczne i wsteczne) oraz szumy punktowych źródeł szumów (Słońce, Księżyc, gwiazdy emitujące promieniowanie radiowe)
· antena stratna (straty doprowadzeń)
TF – temperatura fizyczna układów doprowadzeń
Współczynnik przydatności systemu odbiorczego
· moc odbierana
· moc szumów termicznych
Tz – temperatura szumowa systemu odbiorczego (suma temperatur szumowych anteny i odbiornika)
· C/N
· współczynnik przydatności zestawu odbiorczego
wyrażony w mierze logarytmicznej
stosunek C/N można przedstawić w postaci
gdzie:
· minimalny współczynnik przydatności zestawu odbiorczego zapewniający odpowiednią jakość odbioru
M – margines uwzględniający wpływ warunków atmosferycznych na tłumienie sygnału w atmosferze
Wyznaczanie C/N
· dla punktu 1 (na wyjściu anteny)
temperatura szumowa systemu odbiorczego – suma temperatur anteny i kaskadowego połączenia doprowadzeń i odbiornika
· dla punktu 2 (na wejściu odbiornika)
temperatura systemu odbiorczego – suma temperatury anteny stratnej i odbiornika
Stosunek C/N wyznaczony w obu punktach jest jednakowy.
¨ całkowity stosunek C/N dla łącza między stacjami naziemnymi (satelita przezroczysty)
Wyznaczenie średnicy anteny parabolicznej dla zakładanego
TA - temperatura szumowa anteny
F -współczynnik szumów odbiornika
To – temperatura standardowa (290 K)
Wpływ deszczu
¨ tłumienie sygnału radiowego powodowane deszczem
gR – tłumienie jednostkowe zależne od intensywności opadów
Le – efektywna droga sygnału w deszczu
Procent czasu %
A
B
C
D
E
F
G
H
J
K
L
M
N
Q
P
1,0
<0,1
0,5
Turek_EiTI