Практические работы по радиосвязи. методичка. Лабораторная работа 1 Построение профиля пролета. Расчет минимальнодопустимого множителя ослабления в ррл 5 стр
 Скачать 2.08 Mb.
|
|
План частот. При составлении частотного плана ствола: -спектр, модулированной несущей, изображать в виде равнобедренного треугольника, основание которого численно равно Пc; - номинальные значения несущих частот привязать к сетке, кратной 1 кГц, и представить в виде таблицы;  Рис.4.8. Пример плана частот 11 ствола спутника «Горизонт» для 5 несущих. - для нечетного количества несущих частот начинать построение, откладывая влево и вправо от центральной частоты значение Пс/2, далее отложить влево и вправо значение защитной полосы fзащ, которое определяется fзащ=П1−Пс (рис. 4.8) - для четного количества несущих в центре расположить защитную полосу. Энергетический расчёт. Цель энергетического расчёта - определение основных параметров ЗС: добротности, ЭИИ (эквивалентная изотропно-излучаемая мощность), диаметра антенны, мощности передатчика, эквивалент- ной шумовой температуры, обеспечивающих требуемые значения коэффициента ошибок Кош=10−7 и Кош=10−3 в заданных процентах времени месяца. Расчёт начинают с определения ослабления сигналов на участках "вверх" и "вниз" как в условиях «ясного неба» (отсутствия дождя), так и при дожде заданной интенсивности. Обычно расчёты проводят для «худшей» ЗС (ХЗС), находящейся на краю ЗО. Расчет общего ослабления энергии радиоволн на каждом участке: Lр=L0+Lдоп , дБ (4.9) здесь Lo - ослабление сигнала в свободном пространстве: L0=20 log  , дБ (5.0) где d - наклонная дальность;λ- длина волны, λ= с / f. Следует иметь в виду, что на линии "вверх" и "вниз" используются разные частоты, а d и λ надо подставлять в одинаковых единицах измерения, например в метрах. Lдоп = Lатм+Lд+Lн+Lп , дБ (5.1) где Lатм - потери в спокойной атмосфере, дБ; Lд - потери в осадках, дБ (в условиях ≪ясного неба≫ полагают Lд=0 ); Lн - потери из-за неточности наведения антенн, дБ; Lп- поляризационные потери, дБ. Величина Lдоп зависит от рабочей частоты, угла места, характеристик антенн и систем их наведения. Кроме того, потери в осадках зависят от климатического района, в котором находится ЗС, и изменяются во времени. Потери в спокойной атмосфере возникают из-за поглощения сигнала в кислороде и водяных парах. В таблице 4.2 приведены значения Lатм в дБ для наиболее часто используемых диапазонов частот. В ССС применяют как круговую (на частотах до 10ГГц обязательно), так и линейную (выше 10 ГГц) поляризацию волн. Потери возникают при несовпадении параметров поляризации приёмной антенны и волны в точке приёма. Например, углов поворота плоскостей поляризации, в случае линейной поляризации или различно эллиптичности в случае круговой поляризации, деполяризации радиоволн в осадках. На практике удаётся свести эти потери до величины L =0,2 …0,5 дБ. Потери из-за неточности наведения антенн. Потери из-за неточности наведения антенн ЗС на ИСЗ определяются угловым отклонением оси главного лепестка ДН от истинного направления на ИСЗ, а также шириной и формой главного лепестка ДН антенны. Для снижения этих потерь антенны большого диаметра снабжаются системами точного автоматического наведения на ИСЗ. В существующих системах потери наведения составляют Lн=0,15…0,3дБ Таблица №4. 4. Потери из-за несогласованности поляризаций антенн.
Расчёт потерь в дожде. Потери Lд связаны с поглощением и рассеянием энергии радиоволн каплями дождя и могут быть рассчитаны. Для расчёта необходимы следующие исходные данные: координаты ЗС - φзс – широта (положительна для Северного полушария и отрицательна для Южного), λзс – долгота, hзс – высота над уровнем моря (в км); рабочая частота – f, угол места – β, процент времени месяца (или года), для которого определяются потери – Tмес (или Tгода). ССС, входящие в состав сетей общего пользования обычно проектируют: в условиях ≪ясного неба≫ Кош=10−7; в условиях дождя Кош=10−3 Для корпоративных и ведомственных ССС могут быть установлены другие, как более мягкие, так и более жёсткие нормы. Пример построения ДУ показан на рис. 4.9.  Рис. 4.9. Диаграмма уровней. Задание. Рассчитать и построить в масштабе диаграмму уровней, определить будет ли работать спутниковая линия связи. Варианты заданий приведены в таблице 4.3. Угол места Р=450, Lд=1,5 дБ. Контрольные вопросы. Чему равна ширина спектра радиосигнала? Как рассчитывается коэффициент энергетического запаса ? Как определяется множитель ослабления в дожде и учет шумов космических источников? Путь распространения сигнала от ЗС1 к ЗС2. Методы многостанционного доступа. Многостанционный доступ с частотным разделением. Таблица4.5. Варианты заданий.
Практическая работа №5 Расчет сеанса связи и трассы пролета ИСЗ. Цель работы. Научиться производить расчеты спутниковых линий связи, а также их основных систем по данным параметрам. Теоретическая часть. Энергетический расчет спутниковых линий связи. Расчет сигнала на входе приемника. На рис.5.1. представлена структурная схема ССС.  Рис.5. 1.Структурная схема ССС. Передающая станция характеризуется эквивалентной изотропно-излучаемой мощностью (ЭИИМ). Она измеряется в дБ∙Вт. Для ЗС1 ЭИИМ будет равна:  Для ИСЗ:  Мощность полезного сигнала на входе бортового приемника равна:  где LΣ1 - суммарные потери на 1-м участке ЗС1-ИСЗ.  Ослабление энергии в свободном пространстве определяется уменьшением плотности мощности при удалении от излучателя. Хотя ослабление в свободном пространстве Lсв.  где R0 - расстояние между ЗС и ИСЗ в км; λ - длина волны;  ;Lсв-потери в свободном пространстве; Lатм-потери обусловленные поглощением радиоволн в атмосфере без дождя; Lд - потери в дожде и других гидрометеорах; Lпол- потери из-за несовпадения плоскостей поляризации сигнала и антенны. Мощность полезного сигнала на входе приемника ЗС2 равна:  где LΣ2 - суммарные потери при распространении на 2-м участке ИСЗ-ЗС2. В атмосфере кислород и водяные пары поглощают энергию радиоволн. Потери при распространении в атмосфере зависят от длинны пути сигнала в атмосфере, и определяются углом места α. Толщина дождевой зоны при α =10º составляет обычно 2 км, тогда мощность принятого сигнала на входе приемника ИСЗ будет равна:  Оценка чувствительности приемника на ИСЗ и ЗС. Чувствительность приемника определяется минимальным уровнем полезного сигнала (Рсmin), который может выделить приемник на фоне шумов. Уровень шумов определяется в основном эффективной шумовой температурой антенны Та. Суммарная эффективная шумовая температура антенны ТаΣ учитывает влияние антенны, фидера и приемника (рис.5.2).  Рис.5.2. Суммарная эффективная шумовая температура антенны ТаΣ  где Та - эффективная шумовая температура антенны (ЭШТ); Т0 - шумовая температура фидера; Тэ - шум-фактор приемника. Антенна ЗС направлена на ИСЗ, она принимает кроме полезного сигнала еще и шумы космоса и атмосферы. По боковым лепесткам диаграммы направленности антенна ЗС принимает шумы Земли. Эффективная шумовая температура антенны ЗС равна:  Шумовую температуру атмосферы Татм(α) и шумовую температуру космоса Тк можно определить по графикам в справочниках . Если f = 6 ГГц и α = 10°, то Татм = 30 К, Тк ≤ 10 К и Тзем = 290 К; ε = 0,3 коэффициент, учитывающий прием шумов Тзем основным боковым лепестком диаграммы направленности антенны; ΔТ ≈ 0, т.к. приращение шумов из-за омических потерь в антенне равно ΔТ = 2 К. Рассмотрим чувствительность приемника ИСЗ. Эффективная шумовая температура антенны ИСЗ главным лепестком диаграммы направленности ориентирована на Землю. И при учете всех факторов суммарная ЭШТ может быть определена из выражения:  Мощность тепловых шумов на входе приемника определяется выражением:  где  - постоянная Больцмана.Δfупч - шумовая полоса пропускания приемника на выходе УПЧ, в которой измеряют шумы. Чувствительность приемника характеризует его способность принимать слабые сигналы. Она ограничена шумами антенны и входных каскадов приемника. Мощность пороговой чувствительности равна:  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||