Смекни!
smekni.com

Проектирование информационной телекоммуникационной системы парома на трассе Калининград Санкт-Петербург (стр. 5 из 8)

– составляющая, обусловленная излучением атмосферы и зависящая от угла места антенны;

– составляющая, учитывающая излучение Земли;

– составляющая, учитывающая собственные шумы антенны из-за наличия потерь в её элементах;

– коэффициент, учитывающий усредненный уровень боковых и задних лепестков диаграммы направленности антенны (для антенн ЗС
, для антенн СР
).

Эквивалентная шумовая температура волноводного тракта, работающего при абсолютной температуре

.

. (3.13)

Шумы космического происхождения определяются в основном излучениями Галактики, Солнца и Луны. При этом усреднённая температура шумов Галактики на частотах до 11 ГГц не превышает 10°К. Шумовое излучение Солнца может полностью нарушить связь при попадании в главный лепесток диаграммы направленности антенны. Однако влияние Солнца можно, свести к минимуму при конкретном расчете трассы участка. Излучение Луны оказывает ещё меньшее влияние, т. к. её шумовая температура на несколько порядков ниже шумовой температуры Солнца. Таким образом, в большинстве практических случаев составляющая

может приниматься равной нулю.

Шумовая температура атмосферы определяется излучением спокойной атмосферы и влиянием осадков, зависит от частот сигнала и угла места антенны. При известном затухании радиосигнала в атмосфере (с учётом осадков)

шумовая температура атмосферы быть определена как:

, [
]
. (3.14)

Шумовая температура Земли при расчетах принимается равной

Составляющая

как показывает практика, зависит от угла места антенны. Приведено выражение для расчета этой составляющей с учётом
.

, [
]
. (3.15)

Собственная шумовая температура антенны обусловлена потерями анергии в облучателе. Она может быть определена по аналогии с (3.13)

Поскольку коэффициент полезного действия облучателя близок к 1, то собственной шумовой температурой антенны можно пренебречь.

Подставив все составляющие в (3.3), имеем

и
.

3.4Расчёт коэффициента усиления антенн земной станции и ретранслятора на приём и на передачу

Усиление антенны

земной станции на передачу или на приём можно определить по диаметру зеркала (рефлектора) и длине рабочей волны на участке ЗС-СР (
) или на участке СР-ЗС (
):

, [дБ], (3.16)

где

– коэффициент использования поверхности зеркала (КИП) (для двухзеркальных
).

Примем КИП

Из исходных данных
, следовательно
и
.

Для бортовой антенны обычно задается угол главного лепестка диаграммы направленности

. В этом случае усиление антенны можно определить как

, [дБ]. (3.17)

Для обеспечения связи в пределах заданной зоны на ретрансляторе будем использовать антенну с ШДН

. Ретранслятор с такой антенной будет освещать зону диаметром
, что достаточно для освещения трассы парома.Её коэффициент усиления составит
.

3.5Расчёт реальной чувствительности приёмников

Реальная чувствительность радиоприемника

характеризуется минимальной мощностью сигнала на его входе, при которой обеспечивается заданное качество связи на интервале и в линии в целом. Поэтому расчёт реальной чувствительности приемников проводится с учётом нормирования качества связи на интервалах (участках), механизма накопления искажений в линии в условиях замираний, режимов работы станций в линии и т.д.

Реальная чувствительность приемников КС в режиме передачи цифровых сообщений методом непосредственной манипуляции несущего колебания определяется скоростью передачи сообщений, методом манипуляции несущей (АМн, ЧМн, ФМн, ОФМн), способом обработки сигнала в приемнике (когерентный, некогерентный), требованием к достоверности и т.д. Для когерентного и некогерентного приема

, [дБ], (3.18)

- шумовая полоса пропускания приемника,

– соотношение сигнал/шум на входе решающей схемы приемника для обеспечения заданной вероятности ошибок
.

В реальных условиях обычно принимается в расчёт поправка на потери при технической реализации когерентного приёма

. С учётом этой поправки

, [дБ]. (3.19)

Имеем

и
(
Вт).

Такое различие значений реальной чувствительности приёмников на Земле и на борту ИСЗ обусловлено тем, что на земных станциях большое распространение получили параметрические МШУ с коэффициентом шума 6…7 дБ, в то время как на ретрансляторе применяются транзисторные МШУ коэффициент шума которых ~10 дБ.

3.6 Расчёт энергетических параметров передающих устройств

Расчет и обоснование энергетических параметров станций: мощности передатчика, затухания в АФТ, коэффициента усиления антенны, реальной (пороговой) чувствительности приемника или его шумовых параметров, требуемого запаса уровня СВЧ-радиосигнала на интервале является основной целью энергетического проектирования линии связи. Расчет производится на основе решения первого и второго уравнений передачи. При этом отдельные составляющие этих уравнений должны быть предварительно рассчитаны или обоснованно выбраны.

Решение уравнений передачи не может быть однозначным вследствие некоторого разброса значений параметров, входящих в уравнения. Поэтому величина рассчитываемого параметра может оказаться неприемлемой. В этом случае следует внести коррективы в значения тех или иных параметров и решать уравнение заново.

3.7 Расчёт выходных мощностей передатчиков земной станции и ретранслятора связи на ИСЗ

Мощности передатчиков ЗС и СР определяются в соответствии с первым уравнением передачи:

(3.20)

, [дБ],

где

– мощности сигналов на входах приемников ЗС (СР)

– эквивалентное затухание на участке вверх (вниз), которые находятся из выражения:

, [дБ],

где

– затухание волноводных (фидерных) трактов соответствующих передающих и приемных устройств участков;