Основные энергетические соотношения на спутниковых линиях.
Сигнал на входе приемника. Спутниковая линия связи (рис. 9.5) содержит участок 1 (линия «вверх») и участок 2 (линия «вниз»). При определении уровней входных сигналов должны быть известны энергетические параметры аппаратуры, указанные на рис. 9.5. Их удобно вычислить в децибелах, а мощности передатчиков — в децибелваттах. Обозначения параметров соответствуют принятым выше, причем параметры аппаратуры ЗС имеют индекс «з», а КС— индекс «б» (бортовая аппаратура).
В ССС принято характеризовать передающие станции значениями ЭИИМ :
;
,
где рИ.З и рП.Б — ЭИИМ ЗС и КС, выраженные в децибелваттах. Запишем для участков 1 и 2 основные уравнения передачи:
;
,
где
рс.в.хб
и рс.вх.з
— уровни мощности сигнала на входах КС
и ЗС соответственно:
—
суммарное
ослабление сигнала на участках / и 2
(соответственно
i=l
и i=2);
аАТМ—
потери, обусловленные поглощением
радиоволн в спокойной атмосфере (без
дождя); ад
— ослабление в дождях (гидрометеорах);
аП
— потери, возникающие вследствие
несовпадения плоскостей поляризации
сигнала и антенны; адр
— потери из-за дополнительных факторов.
Значение асв можно рассчитать, если положить, что R0 = L, где L — расстояние между антеннами ЗС и КС (наклонная дальность).
В спокойной атмосфере кислород и водяные пары поглощают энергию радиоволн. На резонансных частотах кислорода (60 и 120 ГГц) и водяных паров (22 и 165 ГГц) наблюдаются максимумы поглощения. Значения потерь aАTM зависят также от длины пути сигнала в атмосфере, которая в свою очередь определяется по углу места.
сигнала каплями дождя, туманом и мокрым снегом. Здесь рассмотрим только влияние дождя. Поскольку толщина дождевой зоны в атмосфере около 2 км, то в зависимости от Р можно рассчитать LA— эквивалентную длину пути сигнала в дожде. Положив RЭ=LД и VД=-aД, можно найти ослабление сигнала в дожде с заданной интенсивностью. По кривым статистического распределения интенсивности дождей можно определить ослабление в дождях для разных процентов времени наихудшего месяца.
Рисунок
9.5- К расчёту спутниковой линии связи
Ослабление сигнала в гидрометеорах связано с рассеянием энергии
Расчет энергетических параметров аппаратуры обычно начинают с определения допустимого значения Q ВХ, где QВХ — суммарное отношение сигнал-шум на входе приемника ЗС, учитывающее ТШ двух участков. Его находят, исходя из рекомендаций МККР на отношение сигнал-шум в канале гипотетической линии QТВ и выигрыша ТВ. Затем следует правильно распределить QВХ между участками СЛС, учитывая, что они не равнозначны по своим энергетическим параметрам. При этом считают QBХ1 = aQBХ и QBХ2 = bQBХ. В соответствии с (9.5) 1/а+1/b=1 или a = b/(b -1). Обычно принимают а=11...6. Если же проектируют ССС, с большим числом приемопередающих ЗС, то бывает выгодно взять а=b=2. Дальнейшие расчеты выполняют отдельно для каждого участка. Они сводятся к подбору таких значений T и TПР, ЭИИМ, мощности передатчика, коэффициентов усиления и размеров антенн, которые обеспечивают требуемые значения QBХl и QBX2 и могут быть реализованы на практике.