Энергетический розрахунок супутникового лінії зв'язку передачі телевізійних сигналов

Требуется розрахувати лінію зв’язку «Исскуственный супутник Землі (ШСЗ) — Земля «і побачити потужність бортового передавача, необхідну передачі телевізійного сигналу у системі безпосереднього телевізійного вещания.

Вихідні данные:

* Орбіта супутника — геостационарная.

* Ширина діаграми спрямованості бортовий антени ;

* ККД Антенно-Волнового Тракту (АВТ) ;

1) Земне станція — 0,9 (- 0,5 дБ).

2) Оскільки бортова станція — 0,8 (- 1 дБ).

* Метод модуляції - Частотна Модуляція (ЧМ).

* Вища частота ЧМ сигналу — 6 МГц.

* Ставлення сигнал/шум не вдома приймача — (46 дБ).

* Відсоток часу, протягом якого порушується норма щодо — 0.1%.

* Визометрический коефіцієнт — ВР = 27 (14 дБ).

Цей коефіцієнт враховує особливості сприйняття шумів на телевізійному зображенні зоровим апаратом человека.

* Координати Земний станції ;

1) Широта ;

2) Довгота ;

* Довгота під супутникового точки (TeleX) ;

* Діаметр антени Земних станцій ;

* Частота випромінювання «вниз «- МГц (12 ГГц диапазон).

* Дальність від ШСЗ до Землі - H = 42 170 км.

* Виграш з допомогою запровадження предыскажений —? = 1,4.

*.

1. Розрахунок кута місця? і азимута, А антени Земний станции.

(1.1).

(1.2).

2.Рассчёт дальності від ШСЗ до Земли.

(2.1).

де R=6831 км-радиус Земли.

H=42 170 км-расстояние від центру Землі до ИСЗ.

Підставивши чисельні значення вираз (1.3) одержимо, что.

3. Розрахунок необхідного стосунки вході приймача Земний станции.

Ставлення сигнал/шум не вдома приймача у разі телевізійних ЧМ сигналів пов’язані з вхідним ставленням сигнал/шум соотношением:

(3.1).

де, А — коефіцієнт, враховує методику оцінки зваженого шуму (А = 8), а В (ЧМ) — виграш щодо сигнал/шум з допомогою частотною модуляции.

(3.2).

де — ефективна (енергетична) смуга частотного каналу приемника.

(3.3).

де? — коефіцієнт, враховує велику енергетичну смугу шуму приймального тракту стосовно смузі пропускання за рівнем 0,7 (? = 1,1. 1,2), а — девіація частоти від піка піку (від «чорного «до «білого »).

Отже, получим:

(3.4).

Поставмо стандартним значенням частоти девіації = 6 МГц.

МГц.

= 17.5 дБ.

4.Расчет високочастотної частини лінії ИСЗ-Земля.

4.1 Розрахуємо додаткові втрати, зумовлені проходженням сигналу через атмосферу. Ці загасання обумовлені поглинанням енергії молекулами кисню і водяних парів, рефракцією хвиль (неузгодженість діаграм спрямованості антен), неідеальністю поляризації, деполяризацией электро-магнитных хвиль під час проходження через тропосферу, і навіть наявністю осадков.

(4.1).

де Lдоп₁₁, 5 — додаткові втрати на частоті 11,5 ГГц, зумовлені кутом місця та відсотком часу, протягом якого порушується норма щодо, а f — частота випромінювання «вниз «в ГГц.

З таблиці одержимо Lдоп₁₁, 5 = 4,8 дБ, і тогда:

дБ (3,069раз).

4.2 Визначимо сумарну еквівалентну шумову температуру:

(4.2).

де ТА — еквівалентна шумове температура антенны.

Т0 — номінальне значення (290? К);

Тпр — еквівалентна шумове температура приемника;

? — ККД АВТ Земний станции.

Використовуючи у приймальній ланцюга транзисторний малошумящий підсилювач, получим, что Тпр? 250? К.

Шумове температура антени, своєю чергою, складається з кількох составляющих:

(4.3).

де Тк — температура обумовлена космічними излучениями;

Татм — температура обумовлена атмосферними излучениями;

Тз — температура Земли;

з — коефіцієнт, враховує частку енергії випромінювання прийняту по бічним пелюсткам діаграми направленности.

Тк також залежить від випромінювання галактик, випромінювання сонця і випромінювань місяця і планет. Проте, настільки високих частотах, вплив випромінювання галактик і планет мізерно замало, й ними можна знехтувати. З огляду на, що антена супутника спрямована соотвествующим чином, випромінюванням сонця можна також ознайомитися знехтувати. По таблиці визначаємо Татм для найгірших метеоумов. Температура Землі приблизно дорівнює 260? К.

Итак:

Татм = 120? К.

Тз = 260? К.

з? 0,2.

К.

и.

К.

4.3 Расчитаем коефіцієнти посилення антен приймача і передавача. Існує дві взаємозалежні формули до розрахунку коефіцієнтів посилення, тому скористаємося обома залежно від заданих величин:

1) Земне станция.

(4.4).

де q — коефіцієнт використання поверхні дзеркала (КВП), q? 0,5;

Da — діаметр антенны;

? — довжина хвилі,? = 26,9 мм.

2) Оскільки бортова станция.

(4.5).

5. Розрахунок потужності передатчика.

(5.1).

де Рш — повна потужність шумів на вході приемника.

(5.2).

де k — стала Больцмана: .

Вт.

Вывод:

У цьому роботі було проведено розрахунок супутниковому зв’язку передачі телевізійних сигналів на відрізку ИСЗ-Земля. Отримане значення потужності передавача потребує певної корекції у зв’язку з кількома допущеннями, прийнятими для простоти розрахунку. Інші параметри удовлетворительны.