Последовательность энергетического расчета линии «вверх»

Стр 1 из 2Следующая ⇒

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3

Исследование и расчет основных технических характеристик

Спутниковых систем связи

1 Цель работы:

1.1 Ознакомиться с методами исследования и расчета основных технических характеристик спутниковых систем связи (ССС).

1.2 Расчет энергетических показателей CCC.

1.3 Формирование умения использовать прикладные программы при расчете энергетических показателей CCC.

1.4 Получение навыков использования прикладных программ для расчета параметров передатчика и приемника CCC.

2 Литература:

2.1 Цифровая мобильная радиосвязь. Учебное пособие для вузов / В.А. Галкин. - М.: Горячая линия - Телеком, 2011.

2.2Маковеева М.М., Шинаков Ю.С.Системы связи с подвижными объектами. Учебное пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 2002.

2.3 Сети связи: Учебное пособие для вузов / Б. С. Гольдштейн, Н. А. Соколов, Г. Г. Яновский. – СПб.: БХВ-Петербург, 2010.

3 Подготовка к работе:

3.1 Изучить теоретический материал по рекомендуемой литературе и материалам конспекта по темам «Основные характеристики и классификация систем и сетей связи с подвижными объектами», «Преобразование сигнала в ОFDM», «Методы многостанционного доступа (TDMA, FDMA, CDMA)».

3.2 Подготовить систему компьютерного моделирования Mathcad.

3.3 Ответить на контрольные вопросы по лабораторной работе.

4 Задание:

4.1 Изучить в процессе самостоятельной подготовки основные теоретические сведения по теме данной лабораторной работы из списка рекомендованной литературы.

4.2 Изучить возможности программы MathCAD и составить программу расчета энергетических показателей ССС.

4.3 Исследование, расчет и оценка полученных энергетических показателей заданной линии ССС с помощью программы MathCAD.

Краткие теоретические сведения

Системы спутниковой связи (ССС), использующие многочисленные спутники связи, работающие на различных космических орбитах и диапазонах частот, позволяют существенно расширить возможности ТКС по обмену информацией. С помощью только одного ретранслятора на ИЗС можно обеспечить передачу информации на расстоянии до 15000 км, а с помощью трех ИЗС теоретически возможна организация глобальной системы связи.

ССС представляет собой сложный комплекс, в состав которого входит ЗС, бортовой ретранслятор сигналов ИСЗ и комплекс систем управления. Неотъемлемой частью ЗС является антенно-фидерное устройство (АФУ), от параметров которого зависят выходные параметры ССС. Для ЗС нашли применение осесимметричные однозеркальные антенны (ООА), неосесимметричные однозеркальные антенны (НОА), двухзеркальные антенны с разнесенной фокальной осью и с модифицированными поверхностями зеркал, двухзеркальные осесимметричные по схемам Кассегрена и Грегори.

Оптимальным местом для размещения ретранслятора является геостационарная орбита, удаленная от поверхности Земли на 36000 км, так как ИЗС при этом "зависают" и практически не меняют своего местоположения относительно неподвижной точки на Земле. Одним из преимуществ такой орбиты является отсутствие у антенны земной станции (ЗС) системы слежения за спутником.

Для обслуживания полярных и приполярных районов применяются эллиптические орбиты, низко- и средневысотные круговые орбиты ИСЗ. Антенны ЗС для таких ССС имеют систему слежения за спутником, что в значительной степени увеличивает стоимостные показатели антенны ЗС, делает ее более сложной в обслуживании и монтаже, а также снижает надежность всей ССС.

В качестве волноводных передающих трактов в основном используются эллиптические гофрированные волноводы, обладающие определенной гибкостью, что позволяет придавать тракту наиболее целесообразную конфигурацию. Приемные волноводные тракты, как правило, имеют малую длину и выполняются на прямоугольных волноводах, которые соединяют приемные порты АФУ с малошумящим усилителем (МШУ).

Линия спутниковой связи состоит из двух участков: ЗС→ИСЗ (линия «вверх») и ИСЗ→ЗС (линия «вниз»). Основными техническими требованиями, предъявляемыми к линии, являются: пропускная способность, достоверность передачи сообщений, помехозащищённость, надёжность и живучесть, электромагнитная совместимость с другими линиями, массогабаритные параметры, время развёртывания.

На линии «вверх» наблюдается большое затухание сигнала (порядка 200дБ) вследствие влияния рефракции, деполяризации, поглощения в атмосфере. Все это уменьшает плотность потока мощности на входе приемника ИСЗ или ЗС. Величина сигнала также зависит от режима работы бортового ретранслятора: при односигнальном режиме (работа с 1 станцией) нет взаимных помех, а при многосигнальном режиме (работа с несколькими ЗС) – возникают взаимные помехи, которые учитываются при расчете энергетики ССС.

Исследование радиолиний, входящих в сеть ССС, заключается в энергетическом расчете и обоснованном выборе энергетических параметров аппаратуры: мощности передатчика, коэффициента шума приемника, коэффициента усиления антенн и потерь в АФУ, обеспечивающих заданные достоверность и надежность работы сети. В связи с этим возникает вопрос об определении взаимосвязи параметров антенн ЗС и ретранслятора с основными параметрами ССС.

Порядок выполнения работы

Выполнение исследования энергетических параметров радиолинии иллюстрируется расчетом линии «вверх» для ССС, технические параметры которой указаны в таблицах 1 - 3:

- определить параметры передатчика и приемника на линии «вниз», при которых спутниковый канал надежно работает в условиях помех и не содержит излишних энергетических запасов;

- построить диаграмму уровней сигнала на линии «вверх».

Таблица 1 –Параметры передающей ЗС

Параметры	Значения
Координаты	52⁰в.д.; 47⁰с.ш.
Диапазонf, ГГц	14↑/11↓
Диаметр антенны D_А, м	10
Эффективная полоса частот Δf_ш, МГц	33
Спектральная плотность мощности S, дБВт/Гц	-33
Отношение сигнал/шум Р_с/Р_ш, дБ	16,5
КПД АФ тракта	0,90

Таблица 2–Параметры бортового ретранслятора КС

Параметры	Значения
Координаты	78⁰в.д.; 47⁰с.ш.
Диапазонf, ГГц	14↑/11↓
Коэффициент усиления антенны G, дБ прием передача	35 30
Спектральная плотность мощности S, дБВт/Гц	-53
Коэффициент шума приемника К_ш	7,5
Шумовая температура антенны Т_А, К	50
КПД АФ тракта	0,90
Шумовая температура СЛ Т_∑Л, К	95

Таблица 3–Параметры приемной ЗС

Параметры	Значения
Координаты	78⁰в.д.; 42⁰с.ш.
Диапазонf, ГГц	14↑/11↓
Диаметр антенны D_А, м	6
Эффективная полоса частот Δf_ш, МГц	36
Коэффициент шума приемника К_ш	7,5
Шумовая температура антенны Т_А, К	90
КПД АФ тракта	0,85

В расчетах необходимо учесть дополнительное ослабление энергии радиоволн на участках: поглощение в атмосфере(осадках) L_A,д= 0,8 дБ, поляризационные потери (из-за несогласованности поляризации антенн) L_П,д= 0,9 дБ, потери за счет рефракции L_Р,д= 0,2 дБ. Коэффициент запаса для линии «вверх» а = 6 дБ.

Последовательность энергетического расчета линии «вверх»

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 293; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!