4.Спутниковая радиолиния.
3.1. Расчёт уровня сигнала на спутниковой радиолинии
Исходные данные
Рабочие частоты:
=4,75,
ГГц
=12,25,
ГГц
Эквивалентная
изотропно излучаемая мощность:
Поляризация ЭМВ:
=
1(круговая),
дБ
Коэффициент
усиления антенны бортового ретранслятора:
Интенсивность
дождя:
=
5, мм/ч
Географическая
высота антенны земной станции:
=
0,2, км
Место расположения земной станции: Брест
Позиция спутника:
=15,
градусы восточной долготы
Длина волны:
Северная широта:
Восточная долгота:
Выполнить
1. Расчёт множителя ослабления на участке Земля – ИСЗ на двух частотах.
2. Расчёт возможности обеспечения связи на двух частотах, если минимально необходимый уровень мощности сигнала на входе приёмника составляет –
3. Расчёт максимальных дальностей связи на двух частотах в условиях дождя заданной интенсивности.
4. Сделать выводы о влиянии частоты и метеоусловий на дальность связи спутниковой радиолинии.
Общие сведения по расчёту спутниковой радиолинии
Для
организации спутниковой связи требуется,
чтобы максимум диаграммы направленности
антенны земной станции был ориентирован
на ИСЗ по углу места (возвышения)
и азимуту
(рис. 2.4.1). Значения этих параметров для
геостационарных ИСЗ определяются из
следующих выражений:
,
.
Здесь
и
– долгота спутника и места приема,
– широта места приема (выражаются в
градусах).
+arctg
(
=190,1
Для осуществления радиосвязи необходимо также выполнить следующее условие:
,
где Р2 – мощность сигнала на входе приемника; Р2min – минимально необходимый уровень мощности сигнала на входе приемника, обеспечивающий связь с заданным качеством.
Поскольку в исходных данных указана ЭИИМ бортового ретранслятора
(P1G1,дБВт), то для вычисления мощности сигнала на выходе целесообразно использовать выражение:
.
Основные потери на трассе СЛС. Основные потери вносят наибольший вклад в суммарные потери на спутниковой радиолинии и определяются из выражения:
Расстояние до геостационарного ИСЗ (наклонная дальность) определяется из выражения
.
Здесь a – радиус Земли (а=6370 км); Н= 35870 км.
При частоте
=20
При
частоте
=20
3.4.Потери энергии на поглощение в атмосфере
Потери энергии сигнала на спутниковой радиолинии определяются для наиболее неблагоприятных условий работы. Установлено, что в диапазонах частот выше 500 МГц основной вклад поглощения определяется газами тропосферы – кислородом и неконденсированными водяными парами, а также дождём и прочими гидрометеорами. Ионосфера и остальные газы тропосферы, например двуокись углерода или азот, играют малую роль. Поэтому потери мощности сигнала за счёт поглощения ЭМВ можно записать:
,
где
,
,
– коэффициенты погонного затухания
(дБ/км)
в кислороде, парах
воды, зависящие от частоты и определяемые по графикам:
Их значения равны:
при
при
hк =5,3 км, hп =2,1 км – эквивалентная толщина слоя кислорода и водяных паров; hз – высота земной станции над уровнем моря (географическая
высота); θ – угол места
– коэффициент
погонного затухания в дожде, зависящий
от его интенсивности I,
мм/ч и
определяемый из зависимостей,
представленных на рис. 
Определим их значение:
При
При
Для
=4,75
ГГц:
Для
=12,25
ГГц:
