Міністерствоосвіти України.
Одеський національний політехнічний університет.
Інститутрадіоелектроніки та телекомунікацій.
Кафедра РТС.
Комплексне завдання
"Енергетичнийрозрахунок супутникової лінії зв'язку для передачі телевізійних сигналів "
Виконав: ст. гр. РС-971
Cмисл В. Н.
Перевірив: доценткафедри РТС
МамочкоА.Д.
ОДЕСА2002
Потрібно розрахувати лінію зв'язку "Штучнийсупутник Землі (ШСЗ) - Земля "та визначити потужність бортового передавача,необхідну для передачі телевізійного сигналу в системі безпосередньоготелевізійного мовлення.
Вихіднідані:
В·Орбітасупутника - геостаціонарна
В·Ширинадіаграми спрямованості бортовий антени -
В·ККДАнтенно-Хвильового Тракту (АВТ) -
1) Земна станція -0,9 (- 0,5 дБ)
2) Бортова станція -0,8 (- 1 дБ)
В·Методмодуляції - Частотна модуляція (ЧМ)
В·Вищачастота ЧМ сигналу - 6 МГц
В·Ставленнясигнал/шум на виході приймача - (46 дБ)
В·Відсотокчасу, протягом якого порушується норма щодо - 0.1%
В·Візометріческійкоефіцієнт - У В = 27 (14 дБ).
Цейкоефіцієнт враховує особливості сприйняття шумів на телевізійному зображеннізоровим апаратом людини.
В·КоординатиЗемної станції -
1) Широта -
2) Довгота -
В·Довготапід супутникової точки (TeleX) -
В·Діаметрантени Земних станцій -
В·Частотавипромінювання "вниз" - МГц (12ГГц діапазон)
В·Дальністьвід ШСЗ до Землі - H= 42170км
В·Виграшза рахунок введення предискаженій - D= 1,4
1 . Розрахунок кутамісця b і азимута А антениЗемної станції
(1.1)
(1.2)
2 . Рассчетдальності від ШСЗ до Землі
, (2.1)
де R = 6831 км-радіус Землі
H = 42170 км-відстаньвід центру Землі до ШСЗ
Підставивши чисельнізначення у вираз (1.3) отримаємо, що
3. Розрахунок необхідного відносини на входіприймача Земний станції
Відношення сигнал/шумна виході приймача у разі телевізійних ЧМ сигналів пов'язано з вхіднимвідношенням сигнал/шум співвідношенням:
(3.1)
де А - коефіцієнт,враховує методику оцінки зваженого шуму (А = 8), а В (ЧС) - виграш увідношенні сигнал/шум за рахунок частотної модуляції.
,(3.2)
де -ефективна (енергетична) смуга частотного каналу приймача.
,(3.3)
де g - коефіцієнт, що враховує більшуенергетичну смугу шуму приймального тракту по відношенню до смуги пропусканняза рівнем 0,7 (g= 1,1 .. 1,2), а - девіація частотивід піку до піку (від "чорного" до "білого").
Такимчином, отримаємо:
(3.4)
Задамося стандартнимзначенням частоти девіації = 6 МГц.
МГц
= 17.5 дБ
4. Розрахуноквисокочастотної частини лінії ШСЗ-Земля
4.1 Розрахуємододаткові втрати, обумовлені проходженням сигналу через атмосферу. Цізагасання обумовлені поглинанням енергії молекулами кисню і водяної пари,рефракцією хвиль (неузгодженість діаграм спрямованості антен),неідеальної поляризації, деполяризацією електро-магнітних хвиль припроходженні через тропосферу, а також наявністю опадів.
,(4.1)
де L доп_11, 5 - додатковівтрати на частоті 11,5 ГГц, обумовлені кутом місця та відсотком часу, впротягом якого порушується норма щодо ,а f - частота випромінювання"Вниз" в ГГц.
З таблиці отримаємо L доп_11, 5 = 4,8 дБ, і тоді:
дБ (3,069 раз)
4.2 Визначимо сумарнуеквівалентну шумову температуру:
,(4.2)
де Т А - Еквівалентнашумова температура антени
Т 0 - Номінальне значення (290 В° К);
Т пр -еквівалентна шумова температура приймача;
h- ККД АВТ Земний станції.
Використовуючи в приймальніланцюга транзисторний малошумящий підсилювач, одержимо, що Т пр @ 250 В° К.
Шумоватемпература антени, в свою чергу, складається з декількох складових:
,(4.3)
де Т до -температура обумовлена ​​космічними випромінюваннями;
Т атм - температураобумовлена ​​атмосферними випромінюваннями;
Т з - температураЗемлі;
з - коефіцієнт, що враховуєчастку енергії випромінювання прийняту по бічних пелюстках діаграми спрямованості.
Т до такожзалежить від випромінювання галактик, випромінювання сонця і випромінювань місяця і планет.Однак, на таких високих частотах, вплив випромінювання галактик і планет мізерномало і ними можна знехтувати. Враховуючи, що антена супутника спрямованавідповідним чином, випромінюванням сонця можна також знехтувати. По таблицівизначаємо Т атм для найгірших метеоумов. Температура Земліприблизно дорівнює 260 В° К.
Отже:
Т атм = 120 В° К
Т з = 260 В° К
з @ 0,2
К
і
К
4.3 Расчитаемкоефіцієнти підсилення антен приймача і передавача. Існує двівзаємопов'язані формули для розрахунку коефіцієнтів підсилення, томускористаємося обома в залежності від заданих величин:
1) Земна станція
,(4.4)
де q - коефіцієнтвикористання поверхні дзеркала (КВП), q @ 0,5;
D a - діаметр антени;
l - довжина хвилі, l= 26,9 мм.
2) Бортова станція
(4.5)
5 . Розрахунок потужностіпередавача
,(5.1)
де Р ш - повна потужність шумів навході приймача.
,(5.2)
де k - постійна Больцмана:.
Вт
Висновок:
Вданій роботі було проведено розрахунок супутникового зв'язку для передачі телевізійнихсигналів на відрізку ШСЗ-Земля. Отримане значення потужності передавача вимагаєпевної корекції в зв'язку з декількома допущеннями, прийнятими дляпростоти розрахунку. Інші параметри задовільні.
