Расчет спутникового канала Алматы-Атырау (стр. 1 из 3)

1. Энергетический расчет спутникового канала Алматы-Атырау

Для расчета энергетики радиолиний зададимся исходными данными. Выберем в качестве используемого ИСЗ спутник АзияСат-2 (100,5° в.д.). Это геостационарный спутник, луч которого в С-диапазоне покрывает Китай, Японию, Индонезию, Индию, Средний Восток, страны СНГ. Техническая спецификация спутника приведена в таблице 2.1, зона покрытия - на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Зона покрытия ИСЗ АзияСат-2

Таблица 2.1 - Техническая спецификация ИСЗ АзияСат-2

1. Разработчик / производитель Lockheed Martin Astro Space
2. Модель Astro Series 7000
3. Масса при запуске 3,5 тонны
4. Планируемый срок службы 13 лет
5. Стабилизация Стабилизирован по 3 осям
6. Орбитальная позиция 100,5° в.д.
7. Число транспондеров 24
8. Частота трансляции (вверх/вниз) 6 / 4 ГГц
9. Ширина полосы частот транспондера 20 по 36 МГц, 4 по 72 МГц
10. Поляризация Линейная
11. Максимальная ЭИИМ 40 дБВт
12. Зона покрытия Китай, Япония, Индия, Средний Восток, СНГ
13. Мощность передатчика на ЛБВ 55Вт
14. Плотность потока насыщения (SFO) -97 ± 1 дБ·Вт/м2 (макс)
15. Приемная командная частота 6423,5 МГц – вертикально поляризованная
16. Передаваемые частоты телеметрии

4197,5 МГц горизонт.

4199,5 МГц горизонт.

Так как Алматы находится в зоне с эквивалентной изотропно излучаемой мощностью потока энергии 39 дБ∙Вт, а остальная территория Республики Казахстан находится в зоне с ЭИИМ 37 дБ·Вт, выберем в качестве местоположения периферийной станции город Атырау, географические координаты которого 47°6' с.ш. и 51°55' в.д.Центральную станцию системы разместим в городе Алматы, координаты которого 43°14' с.ш. и 76°58' в.д.

На рисунке 2.2 приведен частотный план ИСЗ АзияСат-2.

Рисунок 2.2 - Частотный план ИСЗ АзияСат-2

Рассчитаем расстояния от земных станций до бортового ретранслятора по формуле, приведенной в /5/:

, (2.1)

где

,

где ξ - широта наземной станции,

β- разность долгот спутника и земной станции,

d - расстояние от земной станции до спутника, км.

Подставляя исходные данные в формулу (2.1), получим:

для Алматы:

для Атырау:

Далее рассчитаем угол места и азимут на спутник с земных станций по формулам, приведенным в /5/:

(2.2)

(2.3)

где

,

- долгота подспутниковой точки, грд;

- долгота земной станции, грд;

- широта земной станции, грд.

Подставляя исходные данные в формулы (2.2) и (2.3), получим:

для Алматы:

,

,

для Атырау:

,

.

Далее рассчитаем затухание энергии сигнала, в свободном пространстве: для этого необходимо выбрать конкретный транспондер, через который будет работать сеть, чтобы знать частоты приема и передачи, необходимые для расчетов (рисунок 2.2).

Выберем для расчетов транспондер 1А, центральные частоты этого транспондера - 5885 МГц на прием и 3660 МГц на передачу.

Затухание энергии сигнала в свободном пространстве рассчитывается по формуле:

(2.4)

где L - затухание энергии, дБ;

d - расстояние между ИСЗ и ЗС, м;

- длина волны, м;

с =3·108 м/с - скорость света;

f - частота сигнала, Гц.

Для Алматы затухание энергии сигналов в свободном пространстве за счет расхождения фронта волны на пути распространения Земля - спутник (f = 5885 МГц, λ= 0,0509 м) будет равно:

а на пути распространения спутник - Земля (f = 3660 МГц, λ = 0,0819 м ) равно:

Аналогично рассчитываем затухание для ЗССС в Атырау. Подставляя в формулу (2.4) исходные данные, получаем затухание на линии Земля спутник:

а на линии спутник - Земля:

Для дальнейших расчетов необходимо воспользоваться некоторыми техническими характеристиками станции. Технические характеристики центральной и удаленной станций и бортового ретранслятора сведем в таблицы 2.2, 2.3, 2.4.

Таблица 2.2 - Параметры центральной станции

Параметр Величина Обозначение
Диаметр антенны, м 4,6 Dцс

Коэффициенты усиления антенны:

на передачу, дБ

на прием, дБ

53,4

52

Затухание в ВЧ-части:

на передачу, дБ

на прием, дБ

4,1

1,9

Выходная мощность передатчика, дБ 13
Эквивалентная шумовая температура, К 355 Тцс
Требуемое отношение сигнал/шум на входе приемника при вероятности ошибки 10-6 , дБ 7,2

Таблица 2.3 - Параметры удаленной станции

Параметр Величина Обозначение
Диаметр антенны, м 1,8 Dус
Коэффициенты усиления антенны: на передачу, дБ на прием, дБ

40

39

Затухание в ВЧ-части: на передачу, дБ на прием, дБ

4,7

1,7

Эквивалентная шумовая температура, К 355 Тус
Требуемое отношение сигнал/шум на входе приемника при вероятности ошибки 10-6 , дБ 7,2

Таблица 2.4 - Параметры бортового ретранслятора

Параметр Величина Обозначение
Эквивалентная изотропно излучаемая мощность в центре зоны, дБ 40 ЭИИМ
Мощность бортового передатчика, дБ 17,40 Рб

Затухание в ВЧ-части

на передачу, дБ

на прием, дБ

2

2

Эквивалентная шумовая температура, К 1200

Для дальнейших расчетов необходимо, вычислить коэффициенты усиления антенны спутника в направлении на ЗС Алматы и Атырау.

Воспользуемся формулой из /5/:

, (2.5)

где Рпер - эффективная мощность сигнала на выходе передатчика, дБ;

η - затухание в ВЧ-части, дБ.

Исходя из рисунка 2.1, Алматы находится в зоне с ЭИИМ = 39 дБ; Атырау в зоне с ЭИИМ = 37 дБ. Преобразуем формулу (2.5).

(2.6)

Вычислим усиление антенны спутника в направлении

на Алматы:

на Атырау:


Copyright © MirZnanii.com 2015-2018. All rigths reserved.