Расчет параметров спутниковой системы

 

Расчет диаграммы уровней

 

Исходные данные для расчета линии связи (таблица 3.1).

 

Таблица 3.1- Данные для расчета линии связи

Параметр	Значение
Центральный узел в Астане
Широта, град.	51,178
Долгота, град. в.д.	71,42
Вид модуляции	QPSK
Радиус антенны, м	3,7
Коэффициент усиления на передаче Gперз, дБ	49,3
КПД волнового тракта, η	0,9
Узел в регионе (Атырау)
Широта, град.	50,287
Долгота, град. в.д.	57,165
Вид модуляции	QPSK
Радиус антенны, м	1,8
Коэффициент усиления на приеме, Gпрз дБ	45,3
КПД волнового тракта, η	0,9
Эквивалентная шумовая температура Тпрз, оК	10
Шумовая температура антенны, Таз, оК	43
Эквивалентная шумовая полоса приемника fшз, МГц	34
Спутниковый сегмент (KazSat-2)
Позиция на орбите, град. в.д.	86,5
Диапазон частот, ГГц	14/11
Число стволов Ku-band	16
ЭИИМ, дБВт	49
Полоса частот ствола, МГц	54
Коэффициент усиления на передаче Gперб, дБ	18
Коэффициент усиления на приеме, Gпрб, дБ	18
КПД волнового тракта, η	0,9
Эквивалентная шумовая температура Тпрб, оК	30
Шумовая температура антенны, Таб, оК	120
Суммарное отношение (Рс/Рш)Σ, дБ	10
Эквивалентная шумовая полоса приемника fшз, МГц	17,5

 

Спутниковя линия состоит из двух участков: Земля-спутник и спутник-Земля.

Расчет угла места (в соответствии с рисунком 3.1) и азимута на спутник с земных станций.

 

 

Рисунок 3.1. Пояснение угла места антенны

 

                                                        (3.1)

 

                               (3.2)

 

    ,                                                                                        (3.3)

 

где γ- долгота подспутниковой точки, град; δ- долгота земной станции, град; ξ- широта земной станции, град.

Из рисунка 3.1 видно, что угол места антенны - это угол между осью излучения и механической осью антенны.

Подставляя численные значения в формулы получим:

Для Астаны:

 

 

 

Для Атырау:

 

 

 

Затухание энергии в свободном пространстве определяется уменьшением плотности потока мощности при удалении от излучателя:

 

L₀=16π²d²/λ²,                                                                                            (3.4)

 

где λ- длина волны (λ=с/f, с=3·10⁸ м); d- наклонная дальность (расстояние меж-ду передающей и приемной антеннами).

Найдем значения L₀ для обоих участков. Для этого сначала вычислим расстояние d. Так как спутник геостационарный, то величина d, км, называемая часто наклонной дальностью, рассчитывается по формуле:

 

,                                                               (3.5)

 

где θ- разность по долготе между спутником и земной станцией.

 

Для Астаны эта величина будет равна:

 

 км.

 

Для Атырау:

 

 км.

 

Полная эквивалентная шумовая температура приемной системы, состоя-щей из антенны, волноводного тракта и собственно приемника, пересчитанная ко входу приемника:

 

,                                                                         (3.6)

 

где Т_А- эквивалентная шумовая температура антенны; Т₀- абсолютная темпера-тура среды (290 ^оК); Т_пр- эквивалентная шумовая температура собственно при-емника, обусловленная его внутренними шумами; ŋ_в- коэффициент передачи волнового тракта.

Для приемника в Атырау:

 

 ^оК.

 

Для приемника на борту KazSat-2:

 

 ^оК.

 

Мощность передатчика:

 

,                                        (3.7)

 

где L_доп- дополнительное затухание, дБ; k=-1- постоянная Больцмана; Т_∑- суммарная шумовая температура борта, дБ; ∆f_ш.з- шумовая полоса ЗС, дБ; G_пер.з- коэффициент усиления на передачу ЗС, дБ; G_пр.б- коэффициент усиле-ния на прием спутника, дБ; η_пер.з- затухание в ВЧ-части земной станции на передачу, дБ; η_пр.б- затухание в ВЧ-части спутника на прием, дБ; а=7 дБ- ко-эффициент запаса; (Р_с/Р_ш)- отношение сигнал/шум на входе приемника, дБ.

Мощность передатчика в Астане:

 

дБ

 

Мощность передатчика на борту спутника:

 

дБ

 

Диаграмма уровней прохождения сигнала показана на рисунке 3.2.

 

 

Приемник в регионе (Атырау)

Передатчик в Астане

Волноводные тракты

Ретранслятор на KazSat-2

 

Рисунок 3.2. Диаграмма уровней прохождения сигнала

 

Исходя из рисунка 3.2 сигнал, передаваемый на борт спутника, получает усиление в усилительном тракте передачи. Проходя по волноводному тракту, он ослабевает на значение КПД тракта. Подходя к передающей антенне сигнал усиливается при помощи BUC. Антенна транслирует сигнал на спутник и при прохождении в свободном пространстве сигнал ослабевает в атмосфере, в дожде, в облаках. Попадая на антенну борта спутника, сигнал усиливается и передается по волноводному тракту на ретранслятор, где получает дополнительное усиление. В передающей антенне спутника сигнал снова усиливается и транслируется на приемную антенну ЗССС, где сигнал получает усиление при помощи LNB. Для восстановления исходной формы сигнала в приемнике сигнал усиливается в последний раз.

Эти расчеты можно провести и для других участков: терминалы вдоль трубопровода - спутник - Атырау и Атырау - спутник - терминалы вдоль трубопровода. Но результаты этих расчетов не будут сильно отличаться от полученных выше, поэтому нет смысла проводить эти расчеты.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: