Задание №2

Произвести энергетический расчет линий «вниз» и «вверх» для спутниковой системы связи:

                   определить значения мощностей передатчика и приемника на линиях «вниз» и «вверх», при которых спутниковый канал надежно работает в условиях помех и не содержит излишних энергетических запасов;

                   построить диаграмму уровней сигнала на линиях «вверх» и «вниз» для заданной спутниковой системы.

 В расчетах необходимо учесть дополнительное ослабление энергии радиоволн на участках: поглощение в осадках – 0,8 дБ, поляризационные потери – 0,9 дБ, потери за счет рефракции – 0,2 дБ.

Коэффициент запаса для линии «вверх» а=6 дБ.

Коэффициент запаса для линии «вниз» b=1,2 дБ.

1. Расчет спутниковой линии «вверх»

Т а б л и ц а 1 – Параметры бортовых ретрансляторов КС

Система		С
Координаты		95°в.д.
Диапазон f, ГГц		14/11
Коэффициент усиления антенны G, дБ	Прием	28
	Передача	25
Спектральная плотность мощности S, дБВт/Гц		-52
Коэффициент шума приемника КШ		6
Шумовая температура антенны ТА, К		55
КПД АФТ		0,90
Шумовая температура СЛ ТΣЛ, К		90

Т а б л и ц а 2 – Параметры приемных ЗС

Система	С
Координаты	43° в.д. 69° с.ш.
Диапазон f, ГГц	14/11
Диаметр антенныDA, м	9
Эффективная полоса частот fш, МГц	36
Отношение сигнал/шум Рс/Рш, дБ	15
Спектральная плотность мощности S, дБВт/Гц	-34
КПД АФТ	0,85

1 Участок: передающая ИСЗ (КС) → ЗС

1.1 Наклонная дальность между КС и ЗС

где ;

- широта ЗС;

- разность по долготе между КС и ЗС.

1.2 Суммарная шумовая температура

где Т_А – шумовая температура антенны КС;

η – КПД АФТ КС;

T_ПР=T₀ ^. (K_Ш-1)

где Т₀=290°К

K_Ш – коэффициент шума приёмника КС;

T_ПР=290(5-1)=1160 К.

К.

1.3 Коэффициент усиления земной станции

где D – диаметр антенны ЗС, м;

λ – длина волны для участка «вниз», м;

м.

g=0,6…0,8 – коэффициент использования поверхности антенны.

.

G_ЗС=10∙lg 0.11∙10⁷=10(7+lg 0,11)=60.41 дБ

1.4 Мощность передатчика КС

где d=м, L_доп=2 дБ (1,58);

k=1,38∙10^-23 – постоянная Больцмана;

Δf_Ш – эффективная полоса частот ЗС;

b=1,2 дБ (1,4);

дБ (39,8 Вт);

G_КС = 33 дБ (1998).

Р_кс=10,57дБ.

1.5 Ослабление сигнала на участке КС→ЗС.

Вт.

дБ.

Задание №3

Рассчитать мешающее влияние одной спутниковой системы на другую, сравнить степень влияния с допустимым значением.

Для оценки мешающего влияния использовать методику, согласно которой относительное приращение эффективной шумовой температуры приемного тракта системы, подверженной влиянию, не должно превышать 6% значения шумовой температуры при отсутствии влияния.

При расчетах полагать, что антенна космической станции проектируемой системы имеет широкий луч; коэффициент передачи спутниковой линии γ=-15дБ (0,032).

B→E

Т а б л и ц а 1 – Параметры передающих ЗС

Система	Е	С
Координаты	55° в.д. 50° с.ш.	43° в.д. 69° с.ш.
Диапазон f, ГГц	14/11	14/11
Диаметр антенны DA, м	3	9
Эффективная полоса частот fш, МГц	36	36
Спектральная плотность мощности S, дБВт/Гц	-34	-34
КПД АФТ	0,8	0,85

Т а б л и ц а 2 – Параметры бортовых ретрансляторов КС

Система		Е	С
Координаты		66° в.д.	95° в.д.
Диапазон f, ГГц		14/11	14/11
Коэффициент усиления антенны G, дБ		29	28
		26	25
Спектральная плотность мощности S, дБВт/Гц		-50	-52
Коэффициент шума приемника КШ		7	6
Шумовая температура антенны ТА, К		45	55
КПД АФТ		0,80	0,9
Шумовая температура СЛ ТΣЛ, К		110	90

 

Т а б л и ц а 3 – Параметры приемных ЗС

Система	Е	С
Координаты	78° в.д. 42° с.ш.	73° в.д. 49° с.ш.
Диапазон f, ГГц	14/11	14/11
Диаметр антенныDA, м	6	9
Эффективная полоса частот fш, МГц	36	36
Коэффициент шума приемника КШ	7.5	7
Шумовая температура антенны ТА, К	90	70
КПД АФТ	0,85	0,85

 

Рисунок 1

2.1 Наклонная дальность между ЗС и КС:

Наклонная дальность между ПдЗC Е и КС Е

км;

Наклонная дальность между ПдЗC Е и КС С

км;

Наклонная дальность между КС Е и ПЗС С

км;

2.2 Топоцентрический угловой разнос

Топоцентрический угловой разнос между двумя КС в точке расположения ПдЗС Е:

- разность по долготе между спутниками

.

.

2.3 Коэффициент усиления антенны земной станции в заданном направлении.

Для антенн больших размеров при  (максимальное усиление ):

G(φ)_M=32 – 25lgφ,

где  – угол между осью антенны и заданным направлением, град.

Для антенн малых размеров при :

G(φ)_M=32-10lg– 25lgφ,

где D – диаметр антенны;

λ – длина волны.

Для ПдЗС Е параметр >100, угол φ – угол между направлением на КС Е и КС С, т.е φ=, тогда коэффициент усиления

G(φ)_B=32 – 25lgφ=32 – 25lg 31,43°=-5,43 дб

Ф_z=15.85(3/0.027)^-0.6 =0.938

0,938<31.43⁰<48⁰

Для ПЗС С параметр , угол φ – угол между направлением на КС С и КС Е, т.е φ=, тогда коэффициент усиления

G(φ)_E=32 – 25lgφ31,43=32 – 25lg31,43°=-5,43 дб

Ф_z=15.85(9/0.021)^-0.6 =0.417

0,417<31.43⁰<48⁰

2.5 Увеличение шумовой температуры приёмной системы бортового ретранслятора, подверженного влиянию

где S - спектральная плотность мощности, подводимая к передающей антенне мешающей станции;

- коэффициент усиления антенны мешающей передающей ЗС, дБ;

- коэффициент усиления антенны спутника, подверженной влиянию (на приём), дБ;

- ослабление сигнала на линии мешающая передающая земная станция – спутник, подверженный влиянию, дБ;

Для определения увеличение шумовой температуры на выходе приемной антенны КС С: спектральная плотность мощности мешающей ПдЗС Е равна –34 дБВт/Гц; коэффициент усиления антенны ПдЗС Е в направлении на КС С равен -5.43 дБ; коэффициент усиления КС С равен 28дБ:

, дБ.

, дБ.

К

2.6 Для определения увеличения шумовой температуры на выходе приемной антенны ЗС С: спектральная плотность мощности мешающей КС Е равна 26 дБВт/Гц; коэффициент усиления антенны КС Е равен -50 дБ; коэффициент усиления ПЗС С в направлении на мешающую КС Е равен -5.43 дБ:

, дБ.

, дБ.

,К.

2.7 Приращение эквивалентной шумовой температуры линии

где γ= - 15 дБ (0,032) – коэффициент передачи спутниковой линии, если поляризация на двух системах одинаковая;

, К,

2.8 Относительное приращение эффективной шумовой температуры приёмного тракта системы, подверженной влиянию

где Т – шумовая температура спутниковой линии связи системы, подверженной влиянию

.

между системами коррекция не требуется.