Розрахунок супутникового каналу Алмати-Атирау

РефератДопомога в написанніДізнатися вартістьмоєї роботи

Таким кроком необхідно зробити розрахунок потужності для передавачів ЗС і бортового ретранслятора. Оскільки потужності передавачів ЦС і ШСЗ ми знаємо, наведемо розрахунок потужності для віддаленій станції, виходячи з умов мінімізації потужності передавача удалённой станції. Розрахунок потужності передавача земної станції виконується за такою формулою з /6/: Параметр |Величина |Позначення… Читати ще >

Розрахунок супутникового каналу Алмати-Атирау (реферат, курсова, диплом, контрольна)

1. Енергетичний розрахунок супутникового каналу Алматы-Атырау.

Для розрахунку енергетики радіоліній задамося вихідними даними. Виберемо як використовуваного ШСЗ супутник АзияСат-2 (100,5° в.д.). Це геостаціонарний супутник, промінь що його С-диапазоне покриває Китай, Японію, Індонезію, Індію, Середній Схід, країн СНД. Технічна специфікація супутника приведено в таблиці 2.1, зона покриття — малюнку 2.1.

[pic].

Малюнок 2.1 — Зона покриття ШСЗ АзияСат-2.

Оскільки Алмати перебуває у зоні з еквівалентній изотропно випромінюваної потужністю потоку енергії 39 дБ? Вт, а інша територія Республіки Казахстан перебуває у зоні з ЭИИМ 37 дБ· Вт, виберемо як місцеположення периферійної станції місто Атырау, географічні координати якого 47°6 «с.ш. і 51°55 «в.д. Центральну станцію системи розмістимо у місті Алмати, координати якого 43°14 «с.ш. і 76°58 «в.д.

На малюнку 2.2 наведено частотний план ШСЗ АзияСат-2.

[pic].

Малюнок 2.2 — Частотний план ШСЗ АзияСат-2.

Розрахуємо відстані від земних станцій до бортового ретранслятора по формулі, наведеної у /5/:

[pic], (2.1) де [pic], де? — широта наземної станции,.

?- різницю довгот супутника і земної станції, d — відстань від земної станції до супутника, км.

Підставляючи вихідні дані в формулу (2.1), одержимо: для Алматы:

[pic] для Атырау:

[pic].

Далі розрахуємо кут місця та азимут на супутник з земних станцій по формулам, наведеним у /5/:

[pic] (2.2).

[pic] (2.3) де [pic],.

[pic] - довгота подспутниковой точки, грд;

[pic] - довгота земної станції, грд;

[pic] - широта земної станції, грд.

Підставляючи вихідні дані в формули (2.2) і (2.3), одержимо: для Алмати: [pic], [pic], для Атырау: [pic], [pic].

Далі розрахуємо згасання енергії сигналу, у вільному просторі: цього необхідно вибрати конкретний транспондер, з якого буде працювати мережу, аби знати частоти приймання та передачі, необхідних розрахунків (малюнок 2.2).

Виберемо для розрахунків транспондер 1А, центральні частоти цього транспондера — 5885 МГц приймання і 3660 МГц на передачу.

Згасання енергії сигналу у вільному просторі розраховується за формуле:

[pic] (2.4) де L — згасання енергії, дБ; d — відстань між ШСЗ і ЗС, м;

[pic] - довжина хвилі, м; з =3· 108 м/с — швидкість світла; f — частота сигналу, Гц.

Для Алмати згасання енергії сигналів у вільному просторі за рахунок розбіжності фронту хвилі по дорозі поширення Земля — супутник (f = 5885 МГц, ?= 0,0509 м) буде равно:

[pic] але в шляху поширення супутник — Земля (f = 3660 МГц,? = 0,0819 м) равно:

[pic].

Аналогічно розраховуємо згасання для ЗССС в Атырау. Підставляючи в формулу (2.4) вихідні дані, отримуємо згасання на лінії Земля спутник:

[pic] але в лінії супутник — Земля:

[pic].

Для подальших розрахунків необхідно скористатися деякими технічними характеристиками станції. Технічні характеристики центральної і віддаленій станцій та бортового ретранслятора зведемо до таблиць 2.2, 2.3, 2.4.

Таблиця 2.2 — Параметри центральної станции.

|Параметр |Величина |Позначення | |Діаметр антени, м |4,6 |Dцс | |Коефіцієнти посилення антени: | | | |передати, дБ |53,4 |[pic] | |приймання, дБ |52 |[pic] | |Згасання в ВЧ-части: | | | |передати, дБ |4,1 |[pic] | |приймання, дБ |1,9 |[pic] | |Вихідна потужність передавача, дБ |13 |[pic] | |Еквівалентна шумове температура, До |355 |Тцс | |Необхідну ставлення сигнал/шум на вході |7,2 |[pic] | |приймача за ймовірності помилки 10−6, дБ | | |.

Таблиця 2.3 — Параметри віддаленій станции.

|Параметр |Величина |Позначення | |Діаметр антени, м |1,8 |Dус | |Коефіцієнти посилення антени: | | | |передати, дБ |40 |[pic] | |приймання, дБ |39 |[pic] | |Згасання в ВЧ-части: | | | |передати, дБ |4,7 |[pic] | |приймання, дБ |1,7 |[pic] | |Еквівалентна шумове температура, До |355 |Тус | |Необхідну ставлення сигнал/шум на вході |7,2 |[pic] | |приймача за ймовірності помилки 10−6, дБ| | |.

Таблиця 2.4 — Параметри бортового ретранслятора.

|Параметр |Величина |Позначення | |Еквівалентна изотропно випромінювана мощность|40 |ЭИИМ | |у центрі зони, дБ | | | |Потужність бортового передавача, дБ |17,40 |Рб | |Згасання в ВЧ-части | | | |передати, дБ |2 |[pic] | |приймання, дБ |2 |[pic] | |Еквівалентна шумове температура, До |1200 |[pic] |.

Для подальших розрахунків необхідно, обчислити коефіцієнти посилення антени супутника у бік на ЗС Алмати і Атырау.

Скористаємося формулою з /5/:

[pic], (2.5) де Рпер — ефективна потужність сигналу не вдома передавача, дБ;

? — згасання в ВЧ-части, дБ. З малюнка 2.1, Алмати перебуває у зоні з ЭИИМ = 39 дБ; Атырау у зоні з ЭИИМ = 37 дБ. Перетворимо формулу (2.5). [pic] (2.6).

Обчислимо посилення антени супутника у бік на Алматы:

[pic] на Атырау:

[pic].

Зробимо розрахунок додаткового загасання для розповсюдження радіохвиль у атмосфері. Скористаємося формулою, наведеної у /5/:

[pic] (2.7) де [pic] - додаткове згасання, дБ;

[pic] - поглинання енергії сигналу у атмосфері, дБ;

[pic]- втрати у гидрометеорах, дБ;

[pic] - втрати через неузгодженості поляризації антен, дБ.

Визначимо величину втрат кожної станції, з графіків, які у /5/ і результатів, отриманих по формулам (2.2) і (2.3): для Алмати (азимут = 147,56°, кут місця = 31,98°): La = 1 дБ; Ln = 1 дБ; Lg=7 дБ; LН = 2 дБ; тоді: [pic] для Атырау (азимут = 122,8°, кут місця = 16,37°) La = 1 дБ; Ln = 1 дБ; Lg=7 дБ; LН = 2 дБ; [pic].

Додаткове згасання для розповсюдження вниз відрізнятиметься від загасання для розповсюдження променя вгору на малу величину, якої можна, знехтувати, для зручності розрахунків приймемо [pic].

[pic] (2.8) де [pic] - згасання на трасі вгору, дБ;

[pic] - додаткове згасання, дБ; k = -228,6 дБ — стала Больцмана;

[pic] - сумарна шумове температура борту, дБ;

[pic] - шумове смуга ЗС, дБ;

[pic] - коефіцієнт посилення передати ЗС, дБ;

[pic] - коефіцієнт посилення приймання супутника, дБ;

[pic] - згасання в ВЧ-части земної, станції передати, дБ;

[pic] - згасання в ВЧ-части супутника приймання, дБ; а = 7 дБ — коефіцієнт запаса;

(Рс/Рш) — сигнал/шум на вході приймача, дБ.

Для формули (2.8) все величин и підставляються в децибелах. Підставляючи усі вказані вище величини в формулу (2.8) получим:

[pic].

Переведемо [pic] в вати, получаем:

[pic].

Для реальної станції для С-диапазона пропонується використання передавача потужністю 5 Вт.

Розрахуємо потужність, требующуюся під час роботи віддаленій станції на центральну станцію за такою формулою (2.8):

[pic].

Переведемо Рпер. З в ватты:

[pic].

Працюючи віддаленій станції на центральну потрібно потужність 1,26 Вт, що працездатність станції з потужністю передавача 5 Вт.

З розрахунків з потужності та енергетику радіоліній, бачимо у тому, що систему реалізована для існуючого устаткування. 2. Розрахунок електромагнітну сумісність системи для Казахстану при використанні ШСЗ AsiaSat 2.

Розрахунок електромагнітну сумісність системи грунтується на поданні, що в міру зростання рівня який розмішував випромінювання, збільшується шумове температура системи, яка піддається помехам.

Відповідно до цього методу розраховується позірна збільшення еквівалентній шумовий температури лінії, обумовлене перешкодами, створюваними що заважає станцією і ставлення цього збільшення до еквівалентній шумовий температурі супутникового лінії, виражене у відсотках /7/.

Для конкретного випадку виберемо земну станцію, що знаходиться на терені Росії у Москві; ця станція є що заважає станцією для проектованої системи та навпаки. Дані цієї станції наведені у таблиці 3.1.

Котра Заважає система дбає про тієї ж частотах, як і проектируемая і використовує штучний геостаціонарний супутник Обрій Стаціонар 12, які перебувають на 40° в.д., максимальна щільність потоку потужності смузі 1 гц, подводимая до антени супутника, усереднена у найгіршій смузі шириною 4 кГц, дорівнює -57 дБ· Вт/Гц.

Таблиця 3.1 — Параметри що заважає системи до розрахунку електромагнітної совместимости.

|Параметр |Розмір | |Широта, ° с.ш. |55 | |Довгота, ° в.д. |38 | |Діаметр антени, м |6 | |Максимальна щільність потужності, подводимая до антени, |-34 | |усереднена до найгіршою смузі, шириною 4 кГц, дБ· Вт/Гц | | |Коефіцієнт передачі супутникового лінії по дорозі вниз |0,032 | |Шумове температура, До |350 |.

Методика розрахунку приведено в /7/ і зводиться до визначення збільшення шумовий температури за такими формулам:

[pic], (3.1) де [pic] - прирощення шумовий температури по дорозі вгору, дБ;

[pic] - максимальна щільність потужності смузі 1 гц, подводимая до антени передавача станції що заважає, усереднена у найгіршій смузі, шириною 4 кГц, дБ;

[pic] - посилення антени, яка працює передачу земної станції ЗС1, у бік супутника С2, дБ;

[pic] - посилення приймальні антени супутника С2 у бік ЗС1, дБ; k — стала Больцмана;

Lu — згасання для розповсюдження хвилі вгору, дБ.

[pic], (3.2) де [pic]- прирощення шумовий температури по дорозі вниз, дБ;

[pic] - максимальна щільність потоку потужності смузі 1 гц, подводимая до антени супутника С1, усереднена у найгіршій смузі шириною 4 кГц, дБ;

[pic] - посилення передавальної антени супутника С1 у бік земної станції ЗС2;

[pic] - посилення антени приймальні станції ЗС2 у бік супутника С1, дБ; Ld — згасання для розповсюдження хвилі вниз. [pic], (3.3) де [pic] - позірна збільшення еквівалентній шумовий температури всієї супутникового лінії, До; [pic] - коефіцієнт передачі конкретної супутникового линии.

На малюнку 3.1 приведено всі відстані і кути, певні в розрахунку. Система А1, пов’язана з супутником С1 і земної станції ЗС1 є що заважає системі А2, що з супутника С2 і земної станції ЗС2.

[pic].

Визначимо невідомі величини для формул (3.2) і (3.3):

Відстань від станції до супутників за такою формулою (2.1): а) Алматы:

[pic];

[pic]; б) Москва:

[pic];

[pic].

Далі визначимо відстань між земними станциями:

[pic], (3.4) де [pic];

[pic];

[pic], де R — радіус Землі (R = 6370 м);

[pic] - широта Алматинской станции;

[pic] - довгота Алматинской станции;

[pic] - широта Московської станции;

[pic] - довгота Московської станции.

[pic].

Визначимо топоцентрические кути [pic] і [pic]/7/:

[pic]; (3.5) де [pic] - відстань від земної станції до першого супутника, км;

[pic] - відстань від земної станції до другого супутника, км;

[pic] - геоцентричний кутовий радіус, грд.

[pic];

[pic].

Далі визначимо экзоцентрические кути? і ?:

[pic]; (3.6).

[pic];

[pic].

Розрахуємо посилення антен в напрямі на заважає систему. Так як у цих супутниках використовуються цілеспрямовані промені, то посилення антен в напрямі, расходящемуся з головним, пелюстком на кут [pic] можна визначити, по формуле:

[pic]. (3.7).

Отже, вычисляем:

[pic];

[pic].

Необхідно обчислити втрати для розповсюдження сигналу на трасі угору й униз по формуле:

[pic], (3.8) де f — частота, МГц; d — відстань, км.

[pic];

[pic].

Оцінимо заважає вплив Алматинской станції на Московську. Підставивши дані, отримані вище, в формули (3.1), (3.2) получим:

[pic];

Отсюда.

[pic];

[pic], тогда.

[pic].

Таким образом,.

[pic].

Відсоткове збільшення еквівалентній шумовий температури становить 5,98%, що менше порогового рівня — 6%, отже, координація не потрібне і робота системи не вносить перешкод роботі Московської системи. Оцінимо вплив Московської системи на Алматинскую. Як і попередньому прикладі рассчитаем:

[pic];

Отсюда.

[pic];

[pic], тогда.

[pic].

Таким образом,.

[pic].

Значення менше порогового рівня 6%. З результатів обчислень можна сказати, що системи не заважають один одному роботі, хоча обидва супутника використовують глобальний промінь і немає різниці в рівнях між корисним і котрий заважає сигналом, яка б відбутися з допомогою діаграми спрямованості антени на супутнику. Тобто, можна дійти невтішного висновку про сумісності систем.

Показати весь текст

Заповнити форму поточною роботою