Реферат Содержание Введение Глава Концепция построения системы фсс «Транстелесат»
Скачать 0.83 Mb.
|
В таблице 7.2.2 приведены значения скоростей передачи, полоса занимаемых частот и шаг расстановки частот для сигналов с различными скоростями по данным разработчика оборудования станций спутниковой связи фирмы «NERA» (Норвегия). Таблица 7.2.2
1. Расчет затухания радиоволн в среде распространения с достаточной для практики точностью можно произвести по выражению: WΣ = Wcв+Wпогл.+Wосад.=Wсв + Wдоп, где Wcв =(4πdн/λ)2 - затухание в свободном пространстве; Wпогл. - затухание, вызванное поглощением в чистом небе при заданном угле места (Ум) ; Wосад - затухание, вызванное влиянием осадков для 0,2% в год; dн - наклонная дальность ЗС – спутник; λ-длина волны.  рис. 7.2.5 Для выбора необходимых характеристик диаграммы направленности бортовой антенны геостационарного ИСЗ удобно воспользоваться представлением земли так, как она видна со спутника (рис. 7.2.5). Для этого следует вести сферическую систему координат, начало которой совмещено с точкой S расположения ИСЗ. На рисунке О – центр Земли, Р – северный полюс. Положение точки N земной поверхности в этой системе координат определяется значением только двух углов 1 и 2, где 1 – угол между прямыми SO и SA, лежащими в плоскости экватора; 2 – угол между направлением от ИСЗ на точку N и плоскостью экватора. Здесь NA – перпендикуляр к плоскости экватора из точки N. Углы 1 и 2 определяются по формулам: 1 = arcsin [(Rcossin)/l]; [7.2.12] 2 = arctg [(Rsin)/l]; [7.2.13] где l = (r2 + R2cos2 - 2Rrcoscos)1/2 [7.2.14] – длина линии SA; - широта точки N; - разница долготы точки N и геостационарного ИСЗ; R – радиус Земли; r – радиус геостационарной орбиты (SO); dн = SN = (l2 + R2sin2)1/2 [7.2.15]– наклонная дальность для точки N. Подставив в эту формулу выражение для длины линии SA, получим: dн = (R2 + r2 – 2Rrcoscos)1/2 [7.2.16] dн = (63702 + 38455,52 – 2 . 6370 . 38455,5 cos54o36’ . cos59o30’)1/2 = = 40520 км (для Калининграда) dн = (63702 + 38455,52 – 2 . 6370 . 38455,5 cos59o48’ . cos59o30’)1/2 = = 40460 км (для Санкт-Петербурга) Определение угла места для точки N (т.е. угла между направлением на ИСЗ и плоскостью горизонта) находятся по формуле: Ум = arctg [(cos - R/r)/sin]; [7.2.17] где = arccos [cos( - o)cos]. [7.2.18] Используя параметры спутника и ЗС и подставляя их в формулы, можно вычислить угол места для Калининграда и Санкт-Петербурга, которые составляют соответственно 8,6о и 10о, так же угол места можно рассчитать программным путем используя программу описанную в приложении 2. Расчет Wсв = (4πdн/λ)2 [7.2.19] для Ум=10о Wcв в=(4πdн/λпер)2 =(4 . 3,14 . 40,460. 106м/0,0207м)2=6,03.1020 ; 10lg6,03.1020=207,80 дБ; Wcв н =(4πdн/λпр)2 =(4 . 3,14 . 40,460. 106м/0,0251м)2=4,1.1020; 10lg4,1.1020=206,1 дБ; Расчет Wсв для Ум=8,6о (г. Калининград) Wcв в=(4πdн/λпер)2 =(4 . 3,14 . 40,520. 106м/0,0207м)2=6,04.1020 ; 10lg6,03.1020=207,81 дБ; Wcв н =(4πdн/λпр)2 =(4 . 3,14 . 40,520. 106м/0,0251м)2=4,11.1020; 10lg4,1.1020=206,13 дБ; Расчетные значения Wсв приведены в таблице 7.2.3 Таблица 7.2.3 Таблица 7.2.4 Таблица 7.2.5
Дополнительное затухание радиосигнала Wдоп может учитывать несколько компонент. В диапазонах частот, выделенных для спутниковых систем, влияние атмосферы проявляется в виде ослабления (поглощения) радиоволн в тропосфере и ионосфере, искривление траектории радиолуча в результате рефракции, изменение формы и вращение плоскости поляризации радиоволн и появление помех, обусловленных тепловым излучением атмосферы и шумами поглощения. Рассмотрим первый из перечисленных факторов – поглощение радиоволн в атмосфере, количественная оценка которого определяется коэффициентом La. Установлено, что в диапазонах частот выше 500 МГц основной вклад поглощения определяется тропосферой, точнее газами тропосферы – кислородом и водяными парами, а также дождем и прочими гидрометеорами (ионосфера и остальные газы тропосферы, например двуокись углерода или азот, играют малую роль). Для количественной оценки удобно воспользоваться следующей формулой: Wa = W’O2l1 + W’H2Ol2 [7.2.20] где W’O2 и W’H2O – коэффициенты погонного поглощения (дБ/км) в кислороде и водяных парах; l1,l2 – эквивалентная длина пути сигнала в этих средах соответственно. Коэффициенты поглощения для стандартизованной атмосферы определенны в 8 – 10, из чего следует, что поглощение имеет ярко выраженный частотно-зависимый характер; наблюдаются резонансные пики на частотах 22 и 165 ГГц (для водяных паров), а также 60 и 120 ГГц (для кислорода). Эквивалентная длина пути сигнала в стандартной атмосфере, очевидно, зависит не только от эквивалентной толщены атмосферы, но также от угла места антенны земной станции β и высоты земной станции над уровнем моря h3: l1 = (h’O2 – h3)cosecβ; l2 = (h’H2O – h3)cosecβ, [7.2.21] где h’O2 и h’H2O – эквивалентная толщина атмосферы для кислорода и водяных паров 4.3. Результаты вычислений по формулам [7.2.20] и [7.2.21] с учетом данных 10 приведены на рисунке 7.2.6 и сведены в таблицу 7.2.4; они определяют поглощение в спокойной (невозмущенной) атмосфере без гидрометеоров, которое представляет собой как бы постоянную составляющую потерь, имеющих место в течении 100% времени.  Рис.7.2.6 Оценка затухания сигнала в гидрометеорах Wд = W'дl3 [7.2.22] оказывается задачей, более сложной, чем в спокойной атмосфере, поскольку поглощение в этом случае зависит от вида гидрометеоров (дождь, снег, туман), интенсивности осадков, размеров зоны их выпадения и распределения интенсивности по зоне и распределение размеров частиц гидрометеоров. Эти факторы влияют как на коэффициент погонного поглощения W'д, так и на эквивалентную длину пути сигнала l3 в формуле [7.2.22]. Наибольшее ослабление вносят жидкие гидрометеоры – дождь, туман, мокрый снег; ослабление в твердых структурах (град, сухой снег) значительно меньше. Наличие взвешенных частиц – аэрозолей – практически не влияет на поглощение сигнала и в обычных условиях может не учитываться. Необходимо решить еще один важный вопрос – о статистике, т.е. распределении вероятностей выпадения осадков различной интенсивности. Эта задача не поддается теоретическому решению и полностью базируется на экспериментальных данных метеорологии. Однако при использовании этих данных следует иметь в виду, что они имеют приемлемую достоверность при обработке результатов не менее чем за 7 – 10 лет, относятся к определенной точке Земли и, строго говоря, не могут быть экстраполированы на всю область облучения ИСЗ, которая может охватывать несколько климатических зон; обычно характеризуют среднегодовое или среднемесячное количество осадков (т.е. дают распределение, усредненные за год или месяц), тогда как действующие нормы МККР и ЕАСС требуют значения среднечасовых и среднеминутных распределений. Результаты расчета, выполненного применительно к Европейской части территории России, для наиболее употребительных значений Вероятности Тд = 1 и 0,1 % приведены на рис. 7.2.7 и сведены в таблицу 7.2.5 в виде зависимости затухания в дожде от частоты f и угла места антенны земной станции β. Рис.7.2.7  Кроме указанных выше Wпогл. и Wосад., на затухание могут оказывать поглощение в ионосфере, рефракция, эффект Фарадея, несогласованность поляризаций антенн и др. Однако последние оказывают значительно меньшее влияние на Тш и с достаточной для практики точностью в расчетах можно считать, что Wдоп = Wпогл.+Wосад. Значения для Wпогл. приведены в таблице 7.2.4.В таблице 7.2.5 приведены значения затухания, вызванного влиянием осадков для 0,2% времени года на частотах приема и передачи. Шумовую температуру приемного устройства можно рассчитать по уравнению: Тш пр= ТаWволн + (1 - Wволн)Тш + (nш – 1)Тш, [7.2.23] Тш – шумовая температура окружающего воздуха; nш – коэффициент шума приемника. Расчет увеличения шумовой температуры приемных устройств ЗС, имеющих угол места 10о из-за влияния осадков можно определить по формуле: Тзс = 270оК х {1-10^(- Wосад /10)} = 170оК; [7.2.24] где Wосад - дополнительное затухание, вызванное влиянием осадков. Увеличение шумовой температуры приемных устройств ЗС, имеющих угол места 10о, вызванное поглощением в чистом небе будет равно: Тзс = 270оК х {1-10^(- Wпогл /10)} = 39оК; [7.2.25] Шумовая температура приемника, приведенная к облучателю антенны по данным разработчика ЗС равна 87оК; Суммарная шумовая температура антенны ЗС составит 296оК (24,7 дБ/К). С учетом суммарной шумовой температуры добротность приема УС с антенной диаметром 3,7 м составляет 26,6 дБ/Ко. Расчет номинальных соотношений Eb/Nо ведется в условиях воздействия дополнительных затуханий сигналов. В соответствии с Рекомендацией ITU-R S.1062 в течение 0,2% времени вероятность ошибки в этих условиях может достигать 7х10-6. Зависимость допустимой вероятности ошибки от процента времени среднего года представлена на рисунке 7.9. 7х10-6 2х10-8 2х10-9    10-5
0,2% 2% 10% Рис.7.2.8Рекомендации ITU-R S.1062 Рекомендация ITU-R S.1062 допускает, что в течение 97% времени года вероятность ошибки на линиях спутниковой связи сохраняется на уровне не более чем 10-8. Значения Eb/Nо при Рош= 7х10-6 (по данным разработчика оборудования станций норвежской фирмы «NERA») составляет 6,9 дБ. Суммарные потери от нестабильности уровня передатчика, потери на наведение передающей и приемной антенн ЗС, потери из-за неточности удержания КА на орбите могут составить до 1,1 дБ. Эти потери также необходимо учитывать при расчетах энергетики линий. Если принять во внимание, что увеличение расчетных значений Eb/Nо на входе демодулятора фирмы «NERA» с 6,9дБ до 8,4дБ вероятность ошибки в течение 99,8% времени года будет не более 10-8. Если учитывать суммарные потери от нестабильности уровня передатчика, потери на наведение передающей и приемной антенн ЗС, потери из-за неточности удержания КА на орбите равными 1,1 дБ, то для выполнения условий Рекомендации ITU-R S.1062 ( для достоверности приема сигнала 7х10-6) должно составить 8,0 дБ. Для достоверности приема сигнала 1х10-8 Eb/Nо должно составить 9,5 дБ, в приложении 1 приведен протокол результатов измерения рассматриваемой линии спутниковой связи. Суммарное отношение (Eb/Nо) Σ складывается из отношения (Eb/Nо)в – на линии «вверх», (Eb/Nо)н – на линии вниз, влияния интермодуляционных продуктов 3-го порядка передатчика ЗС (IМЗзс) и транспондера (IМЗтр): 1/(Eb/Nо) Σ= 1/(Eb/Nо)в + 1/(Eb/Nо)н + 1/IМЗзс + 1/IМЗзс По техническим требованиям передающих каскадов, применяемых в транспондерах КА «Экспресс-6А» относительные уровни интермодуляционных искажений 3-го порядка в двухсигнальном режиме нормируются на уровне не более -20дБ при снижении выходной мощности на 5-6дБ относительно мощности насыщения. Влияние шумов интермодуляционных искажений 3-го порядка 1/IМЗзс учитывается на конечном этапе энергетического расчета при определении в ходе расчета загрузки земных станций реальными сигналами. Уровни продуктов интермодуляционных искажений 3-го порядка, вносимые передающими устройствами ЗС, при запасе уровня передачи до 3 дБ не превышают -26дБ. Тогда суммарный уровень шумов интермодуляционных искажений 3-го порядка в транспондере и ЗС можно с достаточной точностью принять –18 дБ.
Расчет Eb/No для линии УС-УС V= 64 Кбит/с, Рпер= 0,5 Вт, Ga пер=53,4дБВт, G/T = 26,6дБ/К, Ум= 10о, Wпогл в= 6,7дБ, Wпогл н= 4,3дБ (Eb/Nо)в = Езс - Wсв в + G/Tтр – 10lg Δf ш – Wн = 50,4 – 207,8 – 2,3 – 46,6 – 6,7 +228,6 = 15,6дБ Расчет плотности мощности потока в точке размещения КА Ω; Ω = 10lg 100,1х Езс/4πdн2 = 10lg =50,4 - 10lg 4π(40,520.106)2 = 50,4 – 10lg 4х3,14х1,64х1015 = = 50,4 – 10lg 2,06х1016 = 50,4 – 163,1 = -112,7дБВт/м2; Парциальная Eтр = Eтр макс - Взап – ( Ωнас – Ω) = 43,5 – 6 – (- 89,5 – Ω) = =43,5 – 6 – (-89,5 + 112,7) =43,5 –6 – 23,2 = 14,3 дБВт Расчет (Eb/No)н (Eb/Nо)н = Етр - Wсв в + G/Tзс – 10lgк = 14,3 – 206,1 + 26,6 + 228,6 – 46,6 – 4,3 =12,5 дБ Расчет 1/(Eb/Nо) Σ= 1/(Eb/Nо)в + 1/(Eb/Nо)н + 1/IМЗзс + 1/IМЗзс (Eb/No) Σ дБ = 10lg(1/100,1Е/Nв + 1/100,1Е/Nн +1/100,1 IM3тр)-1= 10lg(1/100,1х15,6 + 1/100,1х12,5 + 1/100,1х 18)-1 = = 10lg(1/101,56 + 1/101,25 + 1/101,8)-1 = = 10lg(1/36,3 + 1/17,78 + 1/63)-1= = 10lg (0,0275+0,056 +0,016)-1=10lg (0,0995)-1 = 10lg 10,05 = 10 дБ Расчет Eb/No линии УС-УС, V= 640 Кбит/с, Рпер= 5 Вт, Ga пер=53,4дБВт, G/T = 26,6дБ/К, Ум= 10о, Wпогл в= 6,7дБ, Wпогл н= 4,3дБ (Eb/Nо)в = Eзс - Wсв в + G/Tтр – 10lg Δf ш – Wн = 60,4 – 207,8 – 2,3 – 56,6 – 6,7 +228,6 = 15,6 дБ Расчет плотности мощности потока в точке размещения КА Ω; Ω = 10lg 100,1х Езс/4πdн2 = 60,4 - 10lg 4π(40,520.106)= 53,4 – 10lg 4х3,14х1,64х1015 = = 60,4 – 10lg 2,06х1016 = 60,4 – 163,1 = -102,7 дБВт/м2; Парциальная Eтр = Eтр макс - Взап – ( Ωнас – Ω) = 43,5 – 6 – (- 89,5 – Ω) = 43,5 – 6 – (-89,5 + 102,7) =43,5 –6 – 13,2 = 24,3 дБВт Расчет (Eb/No)н (Eb/Nо)н = Eтр - Wсв в + G/Tзс – 10lgк = 24,3 – 206,1 + 26,6 + 228,6 – 56,6 – 4,3 =12,5 дБ Расчет 1/(Eb/Nо) Σ= 1/(Eb/Nо)в + 1/(Eb/Nо)н + 1/IМЗзс + 1/IМЗзс (Eb/No) Σ дБ = 10lg(1/100,1Е/Nв + 1/100,1Е/Nн +1/100,1IM3тр)-1= 10lg(1/100,1х15,6 + 1/100,1х12,5 + 1/100,1х 18)-1 = = 10lg(1/101,56 + 1/101,25 + 1/101,8)-1 = = 10lg(1/36,3 + 1/17,78 + 1/63)-1= = 10lg (0,0275+0,056 +0,016)-1=10lg (0,0995)-1 = 10lg 7,19 = 10 дБ Расчет Eb/No для линии УС-ЦС V= 640 Кбит/с, Рпер УС= 4,2дБВт, Ga пер УС =53,4дБВт, Ум= 10о, Wпогл в= 6,7дБ, Wпогл н= 4,3дБ G/TЦС = 32,3 дБ/К (Eb/Nо)в = Езс - Wсв в + G/Tтр – 10lg Δf ш – Wн = 57,6 – 207,8 – 2,3 – 56,6 – 6,7 +228,6 = 12,8 дБ Расчет плотности мощности потока в точке размещения КА Ω; Ω = 10lg 100,1х Езс/4πdн2 = 10lg =53,4 - 10lg 4π(40,520.106)2 = 53,4 – 10lg 4х3,14х1,64х1015 = = 53,4 – 10lg 2,06х1016 = 57,6 – 163,1 = -105,5дБВт/м2; Парциальная Етр = Етр макс - Взап – ( Ωнас – Ω) = 43,5 – 6 – (- 89,5 – Ω) = = 43,5 – 6 – (-89,5 + 105,5) =43,5 –6 – 16 = 21,5 дБВт Расчет (Eb/No)н (Eb/Nо)н = Етр - Wсв в + G/Tзс – 10lgк = 21,5 – 206,1 + 32,3 + 228,6 – 56,6 – 4,3 =15,4 дБ Расчет 1/(Eb/Nо) Σ= 1/(Eb/Nо)в + 1/(Eb/Nо)н + 1/IМЗзс + 1/IМЗзс (Eb/No) Σ дБ = 10lg(1/100,1Е/Nв + 1/100,1Е/Nн +1/100,1IM3тр)-1= 10lg(1/100,1х12,8 + 1/100,1х15,4 + 1/100,1х 18)-1 = = 10lg(1/101,28 + 1/101,54 + 1/101,8)-1 = = 10lg(1/19,05 + 1/34,67 + 1/63)-1= = 10lg (0,052+0,028 +0,016)-1=10lg (0,096)-1 = 10 дБ Результаты расчета для различных скоростей передачи приведены в таблицах 7.4.1…7.4.3
Таблица 7.4.1 УС – УС (Ga пер=53,4дБВт, G/T = 26,6дБ/К, Ум= 10о, Wпогл в= 6,7дБ, Wпогл н= 4,3дБ) Езс= Рпер + Gа пер – Wволнов.
Таблица 7.4.2 ЦС – УС (Ga пер=59,4дБВт, G/TУС = 26,6дБ/К, Ум= 10о, Wпогл в= 6,7дБ, Wпогл н= 4,3дБ)
Таблица 7.4.3 УС – ЦС (Ga пер=53,4дБВт, G/TЦС = 32,3дБ/К, Ум= 10о, Wпогл в= 6,7дБ, Wпогл н= 4,3дБ)
При расчете сети выбор необходимых значений ЭИИМтр, приведенных в таблицах, необходимо производить с учетом места расположения ЗС (Ум). Не трудно заметить, что значения Етр с изменением Ум с 10о (таблицы 7.4.1…7.4.3) изменяются до 3…4 дБ. Следует отметить и то, что данные таблиц (Eb/No) Σ и Етр могут увеличится до 3 дБ при ясном небе. 7.5. Выводы Результаты энергетического расчета линии спутниковой связи г. Калининград и г. Санкт – Петербург показали:
|
Похожие:
 | Реферат 4 Содержание 5 введение 6 Глава Основные направления, методы... Работа посвящена разработке набора тестов для проверки соответствия модуля в составе системы oss техническому заданию | | Рекомендации по оформлению реферата практикума по курсу Реферат включает в себя следующие блоки: «введение», «глава I. Обзор литературных источников», «глава II. Цель, задачи, методы, организация... |
| Содержание Введение Раздел Теоретические основы налогообложения Глава... Общая методика исчисления налогов и сборов Глава Характеристика налогов России | | Концепция региональной системы оценки качества образования в сахалинской... Введение 3 |
| Оглавление введение зачем мы создаем доктрину Макрос государственности глава “империя не умирает. Она передается” Глава потенциал русской цивилизации | | Содержание Введение 6 Положения, выносимые на защиту 13 Глава Обзор... Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из 120 страниц текста, содержит введение, четыре главы, заключение, список литературы... |
| Содержание Введение с. 3 Глава Понятие «менталитет народа» Методические рекомендации по формированию прогноза объемов продукции (товаров, работ, услуг) закупаемых для государственных | | Содержание стр. Введение глава I. Место и роль науки в жизни человека Примерная рабочая программа по биологии для 5 класса по программе Вахрушева и Ловягина |
| Использована информация пресс-службы фсс РФ Фсс рф, являются авторскими материалами газет. Они не обязательно согласованы с руководством Фонда, могут содержать ошибки и не должны... | | Обязательный курс: часть 1 3 Введение 3 Глава 1: Информационное моделирование... Обязательный курс знакомит с концепцией программы, обучает работе с основными инструментами, дает возможность начать работу с программой.... |
| «Применение ит при использовании методов исторической лингвистики... Охватывает 1490 символов, т ч латиницу, кириллицу, иврит, греческий, арабский и коптский алфавиты | | Кузнецова Елена Сергеевна г. Сергиев Посад 2009 г. Содержание Введение... I. теоретическое исследование инфантильности и конфликтности у подростков 14-15 лет в условиях семьи |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... При работе над пособием использованы тексты и научно-методические материалы: Братченко С. Л. (глава 3), Галактионовой Т. Г. (глава... | | Содержание Содержание Введение Анализ проблемы (основная часть) Пути... Единственным способом реализации подобных задач является внедрение автоматизированной системы, выполняющие вышеуказанные функции.... |
| Дипломная работа Исследование способности животных предсказывать... Исследование влияния погодных условий на поведение медицинской пиявки. 16 | | Содержание введение 2 Порядок разработки и внедрения системы материального и нематериального стимулирования. 19 |
