Bài tập thông tin vệ tinh có hướng dẫn

1

BÀI TẬP BỔ SUNG CHO ÔN THI

Cho một hệ thống thông tin vệ tinh địa tĩnh làm việc tại tần số 6GHz cho đường lên và 4GHz cho
đường xuống để như trên hình vẽ 1. Với các thông số sau: ES1 đặt tại vĩ độ 35
0
N, kinh độ 70
0
W,
ES2 đặt tại vĩ độ 35
0
S,
kinh độ 70
0
W, (3) Vệ tinh
có điểm dưới vệ tinh (SS)
tại kinh độ 25
0
W.


H1. Hệ thống thông tin vệ
tinh

Các thông số của ES1 của hệ thống TTVT trên hình một đựơc cho trên hình 2 và các thông số bộ
phát đáp được cho trên hình 3.

H2. Thông số trạm mặt đất 1
(ES1)

H3. Thông số bộ phát đáp

Các thông số trạm mặt đất 2 (ES2) của hệ thốngTTVT trên hình 1 được cho trên hình 4.



H4. Thông số
trạm mặt đất 2
(ES2).

Tính: (1) Công suất tín hiệu thu được tại anten G2 (2) tính mật độ phổ công suất tạp âm đường
lên quy đổi đầu vào pd2: NU
0
, (3) khuếch đại công suất hệ thống từ đầu vào vệ tinh đến đầu vào
trạm mặt đất ES2: Gs, (4) Mật độ phổ công suất tạp âm đưởng xuống quy đổi đầu vào ph4: ND
0
,
(5) Tính tổng tỷ số tín hiệu trên tạp âm hệ thống.

ES1 ES1
Phát đáp

Tx1
RF1
pd1
G1
Công suất phát Ptx1=20 dBW
Tổn hao lọc và phần vô tuyến: Lrf1= 3dB
Tổn hao phidơ 1: Lpd1=5dB
Khuyếcn đại anten 1: 60dBi

G2
pd2
A1
NF1
A2
NF2
A3
NF3
ph3
G3
G2= 30dBi,
Lpd2=3dB
A1=13dB
NF1=3dB
L1=3dB
A2=40dB
NF2=10dB
A3=60dB

NF3=10dB
Lpd3=3dB
G3=30dBi
Nhiệt độ
tạp âm
anten G2
TA2=100K

G4
ph4
RF2
A4
NF4
Giải điều
chế
TA4=100 K
Lrf2=3dB
G4= 50dBi,
Lph4=3dB
A4=10dB
NF4=3dB


2

HƯỚNG DẪN GIẢI

1. Tính công suất thu đường lên tại anten G2:
P
rU

= EIRP+G
2
-L
pU
, dBW
Trong đó :
EIRP= P
tx1
-L
rf1
-L
pd1
+G
1
[dBW]
L
pU
= 92,5+20lgf[GHz)+20lgd[km], dB
Khoảng cách đường lên từ ES1 đến vệ tinh :

22
2 cos
U GSO GSO
d R a Ra b  

Trong đó: Trong đó: R=6371km là bán kính quả đất, a
GSO
=42164km là bán kính quỹ đạo,
b = arccos (cosB cos
E

)

2. Tính mật độ phổ công suất đường lên quy đổi đầu vào pd2
Chuyển đổi dB vào số lần: L
pd2
=L
pd3
=10
3/10
;

A
1
=10
13/10
; A
2
=10
40/10
; A
3
=10
60/10


NU
0
=kT
tol
trong đó k=1,38.10

-23
W/(KHz)

23
1
1 1 2 1 2 1


m
tol A
p p p p p pm
T
TT
T T T
A A A A A A

     


12121
3
1
2
1




mpp
m

ppp
tol
AAA
T
AA
T
A
T
TT


T
1
=(L
pd2
-1)290K , T
2
=(NF
1
-1)290K; T
3
=(NF
2
-1)290K
T
4
=(NF
3
-1)290K, T
5

=(L
pd3
-1)290K
A
p1
=1/L
pd2
, A
p2
=A
1
, A
p3
=A
2
, A
p4
=A
3
, A
p5
=1/L
pd3


2 3 2 4 2 5
1 2 2
1 1 2 1 2 3
ph ph ph
tol A ph

L T L T L T
T T T L T
A A A A A A
     


23
1 2 2
1
ph
A pd
LT
T T L T
A
   

3. Tính khuếch đại từ đầu vào vệ tinh đến đầu vào máy thu ES2 :

G
s
= L
ph2
+ A
1
+A
2
+A
3
+L
pd3

+G
3
-L
pD
+G
4
L
pD
=92,5+20lgf[GHz)+20lgd[km], dB

Khoảng cách đường lên từ vệ tinh đến ES2 :

22
2 cos
D GSO GSO
d R a Ra b  

Trong đó: Trong đó: R=6371km là bán kính quả đất, a
GSO
=42164km là bán kính quỹ đạo,
b = arccos (cosB cos
E
)
Do tính đối xứng của đường truyên nên d
U
=d
D
vì thế có thê sử dụng d
U
để tính suy hao đường

xuống.
4. Tính mật độ phổ công suất đường lên quy đổi đầu vào pd4
Chuyển đổi dB vào số lần: L
pd4
=L
rf2
=10
3/10
;

A
4
=10
10/10
;

3

ND
0
=kT
tol
trong đó k=1,38.10
-23
W/(KHz)
T
1
=(L
pd4
-1)290K , T

2
=(L
rf2
-1)290K; T
3
=(NF
4
-1)290K
A
p1
=1/L
pd4
, A
p2
=1/L
rf2
, A
p3
=A
4


4 1 4 2 4 2 3tol A ph ph rf
T T T L T L L T   


5. Tỷ số tín hiệu trên tạp âm hệ thống :


0 0 0

r s rU
s
P G P
N G NU ND






Hà-Đông 19/4/2009



TS. Nguyễn Phạm Anh Dũng