2214.Учебная работа .Тема:Энергетический расчет спутниковой линии связи для передачи телевизионных сигналов

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (3 оценок, среднее: 4,67 из 5)
Загрузка...

Тема:Энергетический расчет спутниковой линии связи для передачи телевизионных сигналов»,»

Министерство образования Украины.

Одесский национальный политехнический университет.

Институт радиоэлектроники и телекоммуникаций.

Кафедра РТС.

Комплексное задание

«»Энергетический расчет спутниковой линии связи для передачи телевизионных сигналов»»

Выполнил: ст. гр. РС971

Cмысл В. Н.

Проверил: доцент кафедры РТС

Мамочка А.Д.

ОДЕССА 2002

Требуется рассчитать линию связи «»Исскуственный спутник Земли (ИСЗ) Земля»» и определить мощность бортового передатчика, необходимую для передачи телевизионного сигнала в системе непосредственного телевизионного вещания.

Исходные данные:

· Орбита спутника геостационарная

· Ширина диаграммы направленности бортовой антенны

· КПД АнтенноВолнового Тракта (АВТ)

1) Земная станция 0,9 ( 0,5 дБ)

2) Бортовая станция 0,8 ( 1 дБ)

· Метод модуляции Частотная Модуляция (ЧМ)

· Высшая частота ЧМ сигнала 6 МГц

· Отношение сигнал/шум на выходе приемника (46 дБ)

· Процент времени, в течение которого нарушается норма в отношении 0.1 %

· Визометрический коэффициент ВВ = 27 (14 дБ).

Этот коэффициент учитывает особенности восприятия шумов на телевизионном изображении зрительным аппаратом человека.

· Координаты Земной станции

1) Широта

2) Долгота

· Долгота под спутниковой точки (TeleX)

· Диаметр антенны Земных станций

· Частота излучения «»вниз»» МГц (12 ГГц диапазон)

· Дальность от ИСЗ до Земли – H = 42170км

· Выигрыш за счет введения предыскажений D = 1,4

1. Расчет угла места b и азимута А антенны Земной станции

(1.1)

(1.2)

2.Рассчёт дальности от ИСЗ до Земли

, (2.1)

где R=6831 кмрадиус Земли

H=42170 кмрасстояние от центра Земли до ИСЗ

Подставив численные значения в выражение (1.3) получим, что

3. Расчет требуемого отношения на входе приемника Земной станции

Отношение сигнал/шум на выходе приемника в случае телевизионных ЧМ сигналов связано с входным отношением сигнал/шум соотношением:

(3.1)

где А коэффициент, учитывающий методику оценки взвешенного шума (А = 8), а В(ЧМ) выигрыш в отношении сигнал/шум за счет частотной модуляции.

, (3.2)

где эффективная (энергетическая) полоса частотного канала приемника.

, (3.3)

где g коэффициент, учитывающий большую энергетическую полосу шума приемного тракта по отношению к полосе пропускания по уровню 0,7 (g = 1,1 .. 1,2), а девиация частоты от пика до пика (от «»черного»» до «»белого»»).

Таким образом, получим:

(3.4)

Зададимся стандартным значением частоты девиации = 6 МГц.

МГц

= 17.5 дБ

4.Расчет высокочастотной части линии ИСЗЗемля

4.1 Рассчитаем дополнительные потери, обусловленные прохождением сигнала через атмосферу. Эти затухания обусловлены поглощением энергии молекулами кислорода и водяных паров, рефракцией волн (рассогласование диаграмм направленности антенн), неидеальностью поляризации, деполяризацией электромагнитных волн при прохождении через тропосферу, а также наличием осадков.

, (4.1)

где Lдоп_11,5 дополнительные потери на частоте 11,5 ГГц, обусловленные углом места и процентом времени, в течение которого нарушается норма в отношении , а f частота излучения «»вниз»» в ГГц.

Из таблицы получим Lдоп_11,5 = 4,8 дБ, и тогда:

дБ(3,069раз)

4.2 Определим суммарную эквивалентную шумовую температуру:

, (4.2)

где ТА эквивалентная шумовая температура антенны

Т0 номинальное значение (290° К);

Тпр эквивалентная шумовая температура приемника;

h КПД АВТ Земной станции.

Используя в приемной цепи транзисторный малошумящий усилитель, получим,что Тпр @ 250° К.

Шумовая температура антенны, в свою очередь, складывается из нескольких составляющих:

, (4.3)

где Тк температура обусловленная космическими излучениями;

Татм температура обусловленная атмосферными излучениями;

Тз температура Земли;

с коэффициент, учитывающий долю энергии излучения принятую по боковым лепесткам диаграммы направленности.

Тк также зависит от излучения галактик, излучения солнца и излучений луны и планет. Однако, на столь высоких частотах, влияние излучения галактик и планет ничтожно мало и ими можно пренебречь. Учитывая, что антенна спутника направлена соотвествующим образом, излучением солнца можно также пренебречь. По таблице определяем Татм для наихудших метеоусловий. Температура Земли приблизительно равна 260° К.

Итак:

Татм = 120° К

Тз = 260° К

с @ 0,2

К

и

К

4.3 Расчитаем коэффициенты усиления антенн приемника и передатчика. Существует две взаимосвязанные формулы для расчета коэффициентов усиления, поэтому воспользуемся обеими в зависимости от заданных величин:

1) Земная станция

, (4.4)

где q коэффициент использования поверхности зеркала (КИП), q @ 0,5;

Da диаметр антенны;

l длина волны, l = 26,9 мм.

2) Бортовая станция

(4.5)

5. Расчет мощности передатчика

, (5.1)

где Рш полная мощность шумов на входе приемника.

, (5.2)

где k постоянная Больцмана: .

Вт

Вывод:

В данной работе был проведен расчет спутниковой связи для передачи телевизионных сигналов на отрезке ИСЗЗемля. Полученное значение мощности передатчика требует определенной коррекции в связи с несколькими допущениями, принятыми для простоты расчета. Остальные параметры удовлетворительны.