Thông tin vệ tinh và ứng dụng thông tin vệ tinh trong điều hành bay sân bay vinh

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:

THÔNG TIN VỆ TINH VÀ ỨNG DỤNG
THÔNG TIN VỆ TINH TRONG ĐIỀU
HÀNH BAY- SÂN BAY VINH

Ngƣời hƣớng dẫn : ThS. Cao Thành Nghĩa
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Việt
Lớp

: 47K - ĐTVT

Vinh, 5-2010
1


MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... 4
TÓM TẮT ĐỒ ÁN............................................................................................ 5
CÁC HÌNH VẼ BẢNG BIỂU SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN ........................... 7
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN ........................ 9
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN VỆ TINH ................................. 12
1.1 Giới thiệu chung .................................................................................... 12
1.1.1 Lịch sử và các đặc điểm của thông tin vệ tinh ............................... 12
1.1.2 Nguyên lý thông tin vệ tinh ............................................................. 14

1.1.3 Khái niệm và đặc điểm của sóng vơ tuyến điện trong thơng tin vệ tinh . 15
1.2 Vệ tinh nhân tạo và vệ tinh thông tinh ................................................. 21
1.2.1 Quỹ đạo vệ tinh ............................................................................. 21
1.2.2 Phóng vệ tinh, định vị và duy trì vệ tinh trên quỹ đạo ................... 22
1.2.3 Sơ đồ trạm không gian trên vệ tinh ................................................ 25
1.2.4 Anten của thông tinh vệ tinh .......................................................... 27
1.3 Trạm mặt đất ......................................................................................... 28
1.3.1 Yêu cầu đối với trạm mặt đất ......................................................... 28
1.3.2 Cấu hình trạm mặt đất ..................................................................... 28
1.3.3 Anten của trạm mặt đất ................................................................. 30
1.3.4 Bộ khuếch đại tạp âm thấp LNA (Low Noise Amplifier) ............. 33
1.3.5 Bộ đổi tần (Frequency Converter).................................................. 33
1.3.6 Bộ khuếch đại công suất cao HPA (High Power Amplifier) ......... 34
1.4 Kết luận chƣơng 1.................................................................................. 35
Chƣơng 2. TRẠM VSAT VINH ..................................................................... 36
2.1 Giới thiệu Trạm VSAT .......................................................................... 36
2.2 Mạng thông tin Hàng không việt nam ................................................... 39
2.3 Trạm VSAT Vinh ................................................................................. 41
2.3.1 Các thông số thiết bị trạm VSAT Vinh ........................................... 41
2.3.2 Đặc tính kỹ thuật trạm VSAT Vinh CST-5000............................... 44
2.4 Quy trình outdoor .................................................................................. 46
2.4.1 Thao tác tháo OUTDOOR .............................................................. 46
2.4.2 Thao tác lắp OUTDOOR ................................................................ 46
2


2.5 Thiết lập tuyến Vinh - Nội Bài .............................................................. 47
2.6 Dùng phần mềm Scitecs Flash để thiết lập các tuyến kênh thoại và số
liệu Vinh-Nội Bài ........................................................................................ 50
2.6.1 Thiết lập trung kế ............................................................................ 50

2.6.2. Thiết lập kênh thoại VHF ............................................................... 51
2.6.3. Thiết lập kênh số liệu AFTN tốc độ 2,4kb/s .................................. 53
2.6.4 Minh họa bằng màn hình của trạm VSAT Vinh ............................. 54
2.7 Kết luận chƣơng 2.................................................................................. 55
Chƣơng 3. CÁC KỸ THUẬT GHÉP KÊNH, ĐIỀU CHẾ, ĐA TRUY NHẬP
TRONG THÔNG TIN VỆ TINH VÀ VSAT VINH ...................................... 56
3.1 Các kỹ thuật ghép kênh sử dụng trong thông tin vệ tinh và VSAT Vinh . 56
3.1.1 Phƣơng pháp ghép kênh FDM ....................................................... 56
3.1.2 Phƣơng pháp ghép kênh TDM ....................................................... 57
3.2 Các kỹ thuật điều chế và giải điều chế trong tín hiệu VSAT ................ 59
3.2.1 Phƣơng pháp điều chế FM .............................................................. 60
3.2.2 Kỹ thuật tách sóng điều tần FM ..................................................... 62
3.2.3 Phƣơng pháp điều chế BPSK .......................................................... 63
3.2.4 Phƣơng pháp điều chế QPSK .......................................................... 66
3.2.5 Phƣơng pháp điều chế DPSK ......................................................... 69
3.3 Kỹ thuật MCPC VÀ SCPC ................................................................... 71
3.3.1 Kỹ thuật MCPC ............................................................................... 71
3.3.2 Kỹ thuật SCPC ................................................................................ 71
3.4 Các kỹ thuật đa truy nhập sử dụng trong mạng VSAT ......................... 71
3.4.1 Đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA ................................... 72
3.4.2 Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA ............................... 73
3.4.3 Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA ........................................ 77
3.5 Kết luận chƣơng 3.................................................................................. 80
KẾT LUẬN ..................................................................................................... 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 82

3


LỜI CẢM ƠN

Để hồn thành đƣợc đề tài Thơng tin vệ tinh và ứng dụng thông tin vệ
tinh vào điều hành bay - sân bay Vinh thì trƣớc tiên em xin chân thành cảm
ơn ban giám hiệu Trƣờng Đại học Vinh, các thầy cô trong Ban chủ nhiệm
Khoa ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG và các thầy cơ bộ mơn đã tạo điều kiện cho
em đƣợc học tập, rèn luyện, hội tụ các kỹ năng trong chuyên ngành và truyền thụ
nhiều kiến thức cho em làm nền tảng học vấn trên con đƣờng sự nghiệp của mình.
Sau đó là em xin chân thành cảm ơn thầy Ths. Cao Thành Nghĩa là
giảng viên đã trực tiếp định hƣớng và hƣớng dẫn em đi sâu vào nghiên cứu về
đề tài thông tin vệ tinh và mạng Vsat đã đƣợc úng dụng trong các ngành nhƣ
hàng không, quân sự,... khá mới mẻ so với những kiến thức mà em đã đƣợc
học, giúp em mở rộng tầm hiểu biết về một lĩnh vực đang phát triển với tốc độ
rất nhanh chóng và vơ cùng hữu ích trong cuộc sống.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Đình Việt

4


TĨM TẮT ĐỒ ÁN
Mục đích của đồ án với đề tài : “Thông tin vệ tinh và ứng dụng thông
tin vệ tinh vào điều hành bay- sân bay Vinh” nghiên cứu Thông tin vệ tinh và
ứng dụng thông tin vệ tinh vào điều hành bay-sân bay Vinh gồm hai phần là
phần không gian và phần mặt đất. Phần không gian bao gồm vệ tinh thơng tin,
anten vệ tinh, có các loại anten trên vệ tinh nhƣ anten loa, anten phản xạ và
anten dãy và các phần phụ trợ nhƣ phân hệ điều khiển quỹ đạo và tƣ thế của
vệ tinh, phân hệ động cơ, phân hệ cung cấp điện năng, phân hệ đo, bám và
điều khiển TT&C, phân hệ điều hồ nhiệt và khung vệ tinh. Cịn phần mặt đất
bao gồm toàn bộ hệ thống trạm thu-phát mặt đất. Trạm mặt đất tiếp nhận các
luồng tín hiệu từ mạng mặt đất hoặc trực tiếp từ các thiết bị đầu cuối của
ngƣời sử dụng, xử lý nó và phát lên vệ tinh ở tần số và mức cơng suất thích

hợp cho sự hoạt động của vệ tinh. Còn trạm mặt đất thu thì nó sẽ thu các sóng
mang trên đƣờng xuống của vệ tinh ở những tần số chọn trƣớc, xử lý tín hiệu
này trong trạm để chuyển thành các tín hiệu băng gốc sau đó cung cấp cho
mạng mặt đất hoặc trực tiếp tới các thiết bị đầu cuối của ngƣời sử dụng. Cũng
tƣơng tự nhƣ thông tin vệ tinh ta tìm hiểu vè một phần trạm Vsat vinh và các
dạng quỹ đạo của vệ tinh nhƣ quỹ đạo trái đất tầm thấp (LEO), quỹ đạo trái
đất tầm trung (MEO), quỹ đạo trái đất tầm cao (HEO) và quỹ đạo địa tĩnh
GSO. Ta biết rằng có một đặc điểm của thông tin vệ tinh so với các hệ thống
thông tin dƣới biển và trên mặt đất là khả năng đa truy nhập. Đa truy nhập
trong thông tin vệ tinh là kỹ thuật mà một số trạm mặt đất có thể truy nhập tới bộ
phát đáp của vệ tinh cùng một thời điểm. Có các kỹ thuật ghép kênh, điều chế,
đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA), đa truy nhập phân chia theo thời
gian (TDMA) và đa truy nhập phân chia theo mã (CDMA) trong thông tinh vệ
tinh và trạm VSAT Vinh Và thiết kế tuyến kênh thoại và số liệu Vinh - Nội Bài.
Nội dung của đồ án đƣợc thể hiện nhƣ sau:
Chƣơng I: Tổng quan về thông tin vệ tinh.

5


Chƣơng II: Trạm VSAT Vinh
Chƣơng III:Các kỹ thuật ghép kênh,điều chế,đa truy nhập trong thông
tin vệ tinh và Vsat Vinh
Thông tin vệ tinh có những ƣu điểm nổi bật và có tốc độ phát triển nhanh
chóng nhƣ hiện nay thì hi vọng trong tƣơng lai nó sẽ dần thay thế các hệ
thống thông tin khác.

6

CÁC HÌNH VẼ BẢNG BIỂU SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN
Trang
Hình 1.1 Đồ thị biểu diễn suy hao do mƣa và do tầng điện ly theo tần số .....15
Hình 1.2 Đƣờng lên đƣờng xuống trong thơng tin vệ tinh ................................18
Hình 1.3 Một số quỹ đạo vệ tinh ...........................................................................22
Hình 1.4 Phóng vệ tinh dựa trên quỹ đạo Hohmann ..........................................23
Hình 1.5 Sơ đồ các kênh thơng tin vệ tinh ...........................................................26
Hình 1.6 Sơ đồ khối của một thu băng rộng ........................................................27
Hình 1.7 Sơ đồ khối của một bộ phát đáp ............................................................27
Hình 1.8 Một số loại anten dùng trên vệ tinh thơng tin......................................28
Hình 1.9 Cấu hình trạm mặt đất ............................................................................29
Hình 1.10 Các loại an ten trạm mặt đất ................................................................32
Hình 1.11 Bộ HPA khuếch đại một hoặc nhiều sóng mang ..............................35
Hình 2.1 Hệ thống VSAT trạm vinh.....................................................................36
Hình 2.2 Hình ảnh một khối thiết bị ODU...........................................................37
Hình 2.3 Hình ảnh một khối thiết bị IDU. ...........................................................37
Hình 2.4 Kiến trúc của một trạm VSAT ..............................................................38
Hình 2.5 Sơ đồ giao diện của vệ tinh Vinh ..........................................................39
Hình 2.6 Sơ đồ mạng thơng tin vệ tinh ................................................................39
Hình 2.7 Thiết bị RF CST-5000 ............................................................................42
Hình 2.8 Mặt dƣới thiết bị RF CST-5000 ............................................................42
Hình 2.9 Bộ khuyếch đại tạp âm LNA .................................................................43
Bảng 1.2 đặc tính kỹ thuật trạm VSAT Vinh ......................................................44
Hình 2.10 Mơ phỏng thiết lập kênh thoại VHF ...................................................54
Hình 2.11 Mơ phỏng thiết lập kênh số liệu AFTN .............................................55
Hình 3.1 Minh họa ghép kênh FDM cho 3 kênh thoại .......................................57
Hình 3.2 Hệ thồng ghép kênh TDM cho tín hiệu thoại……………………...59
Hình 3.3 Cấu trúc khung T1 trong hệ thống Bell................................................59
Hình 3.4 Đặc tuyến truyền đạt của bộ tách sóng tần số .....................................63
Hình 3.5 Dạng tín hiệu điều chế BPSK ................................................................64

Hình 3.6 Sơ đồ phƣơng pháp điều chế BPSK .....................................................64
Hình 3.7 Sơ đồ khối giải điều chế BPSK ............................................................65
Hình 3.8 Sơ đồ khối hệ thống điều chế QPSK ....................................................67
7


Hình 3.9 Dạng tín hiệu trong điều chế QPSK .....................................................67
Hình 3.10 Giản đồ pha của phƣơng pháp điều chế QPSK .................................68
Hình 3.11 Sơ đồ khối hệ thống giải điều chế QPSK ..........................................68
Hình 3.12 Sơ đồ khối mạch điều chế DPSK ......................................................69
Hình 3.13 Sơ đồ khối giải điều chế DPSK ........................................................70
Hình 3.14 Một số dạng sóng điều chế và giải điều chế DPSK.........................70
Hình 3.15 Mơ hình phƣơng pháp đa truy nhập FDMA ......................................73
Hình 3.16 Phân chia thời gian sử dụng băng tần sóng mang trong TDMA .....74
Hình 3.17 Mơ tả cấu trúc các cụm lƣu lƣợng trong TDMA .............................75
Hình 3.18 Sơ đồ khối của phần thiết bị phát tại trạm trái đất sử dụng TDMA .76
Hình 3.19 Sơ đồ khối thiết bị thu tại trạm trái đất sử dụng TDMA ..................76
Hình 3.20 Chuỗi nhị phân giả ngẫu nhiên PN .....................................................78
Hình 3.21 Thực hiện trải tần sử dụng chuỗi PN ..................................................78

8


CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN
Viết tắt
AM
BER
BO
BSS
CCIR

Tiếng Anh
Amplitude Modulation
Bit Error Rate
Back Off
Broadcast Sattelite Services
Comite Consultatif International
des Radiocommunications

CDMA

Code Division Multiplex Access

C/N

Carrier to Noise Power Ratio

DBS
D/C
DSI
DTH

Direct Broadcast Sattelite
Down/Convertor
Digital Speech Interpolation
Direct To Home

Eb/N0

Energy per Bit to Noise

EIRP
FCC

Equiralent Isotropic Radiated
Power
Federal Communication
Comission

Nghĩa tiếng Việt
Điều chế biên độ
Tỷ số lỗi bít
Độ lùi
Dịch vụ vệ tinh quảng bá
Uỷ ban tƣ vấn vô tuyến
quốc tế
Đa truy nhập phân chia
theo mã
Tỷ số sóng mang trên tạp
âm
Vệ tinh quảng bá trực tiếp
Bộ biến đổi hạ tần
Nội suy tiếng nói số
Trực tiếp đến nhà
Tỷ số năng lƣợng của bít
trên mật độ tạp âm
Cơng suất phát xạ đẳng
hƣớng tƣơng đƣơng
Ủy ban thông tin liên bang

Frequency Division Multiplex
Access
Fixed Satellite Services
Gali-Arsenic Field Effect
Transistor

Ghép kênh phân chia theo
tần số
Đa truy nhập phân chia
theo tần số
Dịch vụ vệ tinh cố định
Tranzito trƣờng loại bán
dẫn hỗn tạp Gali-Arsenic

GSO

Geostationary Orbit

Quỹ đạo địa tĩnh

HDTV

High Definition Television

Truyền hình số độ phân dải
cao

HEO

High Earth Orbit

Quỹ đạo trái đất tầm cao

HPA

High Power Amplifier

Bộ khuếch đại công suất
cao

FDM
FDMA
FSS
GaAs-FET

Frequency Division Multiplex

9


IBS

Intelsat Business Service

Thƣơng mại Intelsat

IF

Intermediate Frequency

Tần số trung tần

IMUX

In Multiplexer

Bộ phân kênh đầu vào

INMASAT International Maritime Sattelite

Thông tin vệ tinh hàng hải

International
INTELSAT Telecommunications Sattelite
Organization

Tổ chức vệ tinh viễn thông
quốc tế

ISDN

Intergrated Service Digital
Netword

Mạng thơng tin số đa dịch
vụ tích hợp

ITU

International

Telecommunications Union

Liên đồn viễn thơng quốc
tế

LEO

Low Earth Orbit

Quỹ đạo trái đất tầm thấp

LNA

Low Noise Amplifier

Bộ khuếch đại tạp âm thấp

MARISAT

Maritime Satellite

Vệ tinh hàng hải

MEO

Medium Earth Orbit

Quỹ đạo trái đất tầm trung

MOD

Modulator

Bộ điều chế

NGSO

Non Geostationary Orbit

Quỹ đạo không địa tĩnh

OMUX

Out Multiplexer

Bộ ghép kênh đầu ra

PM

Phase Modulation

Điều chế pha

PSK

Phase Shift Keying

Điều chế pha số

PSTN

Public Switch Networds

Mạng chuyển mạch cơng
cộng

QPSK

Quadrature Phase Shift Keying

Điều chế khóa chuyển pha
vng góc

RB1
RF

Reference Burst 1
Radio Frequency

SCPC

Single Channel Per Carrier

SES
SSPA
S/N
TB1

Satellite Earth Station
Solid State Power Amplifier

Signal/Noise
Traffic Burst 1

Cụm chuẩn 1
Tần số vô tuyến
Một kênh trên một sóng
mang
Trạm mặt đất
Bộ khuếch đại bán dẫn
Tỷ số tín hiệu trên tạp âm
Cụm lƣu lƣợng 1
10


TDM

Time Division Multiplex

TDMA

Time Division Multiplex Access

U/C
UHF
VHF

Telemetry, Tracking and
Command
Traveling Wave Tube
Amplituder

Up/Convertor
Ultra High Frequency
Very High Frequency

VSAT

Very Small Apertude Terminal

WARC

World Administrative Radio
Conference

TT&C
TWTA

Ghép kênh phân chia theo
thời gian
Đa truy nhập phân chia
theo thời gian
Đo lƣờng từ xa, bám và
điều khiển
Bộ khuếch đại đèn sóng
chạy
Bộ biến đổi nâng tần
Tần số cực cao
Tần số rất cao
Đầu cuối có khẩu độ rất
nhỏ
Hội nghị quản lý vơ tuyến

thế giới

11


Chƣơng 1
TỔNG QUAN VỀ THÔNG TIN VỆ TINH
1.1 Giới thiệu chung
1.1.1 Lịch sử và các đặc điểm của thông tin vệ tinh [1] [6]
Hệ thống thông tin vệ tinh là một trong những hệ thống thông tin đang
đƣợc sử dụng phổ biến hiện nay bên cạnh một số các hệ thống thông tin khác
là: Thông tin cáp sợi quang, thông tin viba, mạng thông cáp .v.v. Thông tin vệ
tinh đã có những bƣớc phát triển nhanh chóng trong những thập kỷ qua. Hiện
nay thông tin vệ tinh đã trở thành một dịch vụ phổ thơng khơng thể thiếu trên
tồn thế giới và đƣợc sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, các ứng dụng
của thông tin vệ tinh đã và đang thu đƣợc những thành tựa to lớn trong việc
chuyển tiếp thông tin phục vụ.
 Sự phát triển thông tin vệ tinh trên thế giới
Tháng 10 năm 1957 lần đầu tiên trên thế giới Liên Xơ phóng thành
cơng vệ tinh nhân tạo SPUTNIK-1.Những năm tiếp sau đó đã có rất nhiều
sự kiện đáng nhớ trong lịch sử liên lạc nhƣ: Lời chúc mừng lễ "Giáng sinh"
của tổng thống Mỹ Eisenhower đƣợc phát đi khắp nƣớc Mỹ qua vệ tinh
SCORE vào năm 1958.
- Năm 1963 lần đầu tiên vệ tinh địa tĩnh đƣợc sử dụng là SYNCOM
- Năm 1965, lần đầu tiên vệ tinh địa tĩnh INTELSAT I hay còn gọi là
Early Bird gia nhập vào hệ thống vệ tinh bao gồm nhiều vệ tinh
INTELSAT, cũng trong năm đó lần đầu tiên vệ tinh liên lạc của Liên Xô là
MOLNYA đƣợc phóng.
- Năm 1971 thành lập tổ chức Thơng tin vệ tinh quốc tế
INTERSPUTNIK gồm Liên Xô và 9 nƣớc Xã hội chủ nghĩa.

- Năm 1972-1976, Canada, Mỹ, Liên Xô và Indonesia sử dụng vệ tinh
cho thông tin nội địa.

12


- Đến năm 1979, thành lập tổ chức thông tin hàng hải quốc tế qua vệ tinh
INMARSAT. Sau đó thì Nhật Bản đƣa vào sử dụng hệ thống truyền hình trực
tiếp qua vệ tinh vào năm 1984.
- Đến năm 1987, thử nghiệm thành công vệ tinh phục vụ cho thông tin di
động qua vệ tinh.
 Sự phát triển thông tin vệ tinh ở Việt Nam
- Năm 1980 khánh thành trạm thông tin vệ tinh mặt đất Hoa sen-1 nằm
trong hệ thống thông tin vệ tinh INTERPUTNIK, đƣợc đặt tại Kim Bảng – Hà
Nam. Trạm thông tin vệ tinh Hoa sen-1 là của nhà nƣớc Liên Xô tặng nhân
dân Việt Nam.
- Năm 1984, khánh thành trạm mặt đất Hoa sen-2 đặt tại Thành phố Hồ
Chí Minh.
- Ngày 24/09/1998, Thủ tƣớng chính phủ ra quyết định 868/QĐ-TTG về
việc thông qua báo cáo dự án phóng vệ tinh viễn thơng VINASAT lên quỹ
đạo địa tĩnh do tổng Cơng ty Bƣu chính viễn thơng Việt Nam làm chủ đầu tƣ.
- Tháng 4 năm 2008, Việt Nam đã th Pháp phóng thành cơng vệ tinh
VINASAT-1 (mua của Mỹ) lên quỹ đạo địa tĩnh. Với sự kiện này, Việt Nam trở
thành nƣớc thứ 6 trung khu vực và nƣớc thứ 93 trên thế giới có vệ tinh riêng.
- Dự kiến đến năm 2012, Việt Nam sẽ có vệ tinh VINASAT-2 phóng lên
quỹ đạo.
Trong thời đại hiện nay, thông tin vệ tinh đƣợc phát triển và phổ biến
nhanh chóng vì nhiều lý do khác nhau. Các ƣu điểm chính của thơng tin vệ
tinh so với các phƣơng tiện thông tin dƣới biển và trên mặt đất nhƣ hệ thống
cáp quang và hệ thống chuyển tiếp viba số là:

- Có khả năng đa truy nhập.
- Vùng phủ sóng rộng.
- Ổn định cao, chất lƣợng và khả năng đáp ứng cao về thơng tin băng rộng.
- Có thể ứng dụng cho thông tin di động.
- Hiệu quả kinh tế cao trong thông tin cự ly lớn.
13


Sóng vơ tuyến điện phát đi từ một vệ tinh ở quỹ đạo địa tĩnh có thể bao
phủ hơn 1/3 toàn bộ bề mặt trái đất, nên những trạm mặt đất đặt trong vùng
đó có thể thơng tin trực tiếp với bất kỳ một trạm mặt đất khác trong vùng qua
một vệ tinh thông tin.
Kỹ thuật sử dụng một vệ tinh chung cho nhiều trạm mặt đất và việc tăng
hiệu qủa sử dụng của nó tới cực đại đƣợc gọi là đa truy nhập. Nói cách khác
đa truy nhập là phƣơng pháp dùng một bộ phát đáp trên một vệ tinh chung
cho nhiều trạm mặt đất.
1.1.2 Nguyên lý thông tin vệ tinh
Q trình thơng tin trong hệ thống thơng tin vệ tinh đƣợc thực hiện nhờ
vào khả năng thu phát của các vệ tinh thông tin. Vệ tinh thông tin là các vệ
tinh nhân tạo có khả năng thu, phát sóng các sóng vơ tuyến điện dùng cho
thơng tin vệ tinh. Khi đó vệ tinh sẽ khuếch đại sóng vơ tuyến điện nhận đƣợc
từ các trạm mặt đất và phát lại sóng vơ tuyến điện đến các trạm mặt đất khác.
Các vệ tinh bay trên các quỹ đạo bay khác nhau đƣợc phân loại theo các tiêu
chuẩn khác nhau.
Một hệ thống thông tin vệ tinh là một hệ thống phức tạp. Phần thông tin
bao gồm: Trạm trái đất phát Tx, mạch đƣờng lên, bộ phát đáp vệ tinh
Transponder, mạch đƣờng xuống và trạm trái đất thu. Đƣờng liên kết lên và
đƣờng lên kết xuống là khoảng không gian mà các sóng radio truyền giữa vệ
tinh và các trạm mặt đất. Đƣờng liên kết lên là đƣờng truyền từ các trạm trái
đất lên vệ tinh, đƣờng lên kết xuống là đƣờng truyền giữa vệ tinh và trạm trái

đất. Bộ transponder nhận tín hiệu từ trạm gốc, làm biến đổi tần số và truyền
lại nó tới các trạm mặt đất đầu cuối. Các trạm mặt đất bao gồm cả các thiết bị
thu và phát để thực hiện thông tin 2 chiều.
Đầu tiên tín hiệu từ các thiết bị sử dụng đƣợc đƣa vào thiết bị băng gốc,
xử lý (ghép kênh, mã hoá,.v.v. ). Tiếp theo đƣợc mang tới modem trung tần
IF, thiết bị biến đổi tần số lên UC (up frequency converter) tại đây tín hiệu
đƣợc chuyển đến tần số đƣờng lên. Cuối cùng, tín hiệu phát lên vệ tinh nhờ
14


anten sau khi đã di qua bộ khuếch đại công suất cao HPA (Hight Power
Amplifier). Khi tín hiệu đƣợc nhận bởi anten vệ tinh, tín hiệu đƣợc khuếch đại
nhờ bộ khuếch đại tạp âm thấp LNA (Low Noise Amplifier), thiết bị trộn tần
và khuếch đại công suất, tiếp theo truyền lại tới trạm mặt đất cần thông tin
trên tần số đƣờng xuống. Trạm thu nhận sóng mang đƣờng xuống, thay đổi
xuống tần số trung tần IF (nói chung khoảng 70 MHz) nhờ bộ hạ tần số sau
khi đã khuếch đại tại bộ khuếch đại tạp âm thấp. Do tổn hao lớn của sóng vơ
tuyến khi truyền qua khoảng khơng gian, các thiết bị thu tại cả các trạm trái
đất và vệ tinh cần phải có q trình khơi phục dạng tín hiệu. Vì vậy bộ khuếch
đại tạp âm thấp cần thiết để khuếch đại biên độ tín hiệu và tỉ số cơng suất tín
hiệu trên tạp âm. Dải tần số giữa đƣờng lên và đƣờng xuống để tránh gây
nhiễu giữa kênh đƣờng lên và kênh đƣờng xuống.
Đối với một trạm mặt đất qui mơ lớn, sẽ có nhiều các th bao tại các
địa chỉ ở các khoảng cách khác nhau. Do đó các thiết bị sử dụng cần phải nối
tới một mạch công cộng cục bộ, mạch này đƣợc nối với trạm mặt đất. Đối với
các trạm mặt đất qui mô nhỏ các thuê bao đƣợc kết nối trực tiếp với trạm.
1.1.3 Khái niệm và đặc điểm của sóng vơ tuyến điện trong thông tin vệ tinh
1.1.3.1 Khái niệm của sổ vô tuyến
100
Suy hao do mƣa 25 mm/h

50
Suy
hao 10
(dB)

Suy hao
do tầng
điện ly

5

Cửa sổ tần số

1
0,1Ghz 0,5Ghz1Ghz

10Ghz

50Ghz

100Ghz

Hình 1.1 Đồ thị biểu diễn suy hao do mƣa và do tầng điện ly theo tần số

15


Các sóng vơ tuyến điện truyền đến hay đi từ các vệ tinh thông tin chịu
ảnh hƣởng của tầng điện ly và khí quyển. Tầng điện ly là một lớp khí lỗng bị

ion hố bởi các tia vũ trụ, có độ cao từ 60km đến 400km so với mặt đất, lớp
mang điện này có tính chất hấp thụ và phản xạ sóng. Do các biến đổi trạng
thái của tầng điện ly, làm giá trị hấp thụ và phản xạ thay đổi gây ra sự biến
thiên cƣờng độ sóng đi vào, gọi là sự thăng giáng. Tuy nhiên tính chất này
ảnh hƣởng chủ yếu đối với băng tần thấp, khi tần số càng cao ảnh hƣởng của
tầng điện ly càng ít, các tần số ở băng sóng viba (1GHz) hầu nhƣ không bị
ảnh hƣởng của tầng điện ly. Khi tần số >10GHz thì cần tính tốn suy hao do
mƣa nhƣ hình 1.1.
Từ hình vẽ ta thấy các tần số nằm trong khoảng giữa 1GHz và 10GHz
thì suy hao kết hợp do tầng điện ly và mƣa nhỏ là không đáng kể, do vậy băng
tần này đƣợc gọi là "cửa sổ tần số". Lúc đó nếu sóng nằm trong cửa sổ vơ
tuyến thì suy hao truyền dẫn có thể đƣợc xem gần đúng là suy hao khơng gian
tự do. Vì vậy, cho phép thiết lập các đƣờng thông tin vệ tinh ổn định, nhƣng
phải lƣu ý đến sự can nhiễu với các đƣờng thơng tin viba trên mặt đất vì các
sóng trong thông tin viba cũng sử dụng tần số nằm trong cửa sổ này. Ngồi ra,
khi mƣa lớn thì suy hao do mƣa trong cửa sổ tần số cần phải đƣợc tính tốn,
xem xét thêm để kết quả tính tốn có độ chính xác cao hơn.
1.1.3.2 Sự phân định tần số [2]
Việc phân định tần số đƣợc thực hiện theo điều lệ vô tuyến ở mỗi khu
vực của ITU. Các nƣớc trên thế giới đƣợc chia làm 3 khu vực:
 Khu vực 1: Gồm Châu Âu, châu Phi, Liên bang Xô viết cũ và Mông Cổ.
 Khu vực 2: Các nƣớc Nam và Bắc Mỹ, đảo Greenland.
 Khu vực 3: Châu Á và châu Đại Dƣơng.
Tuy nhiên do có sự khác nhau giữa các khu vực đối với dịch vụ thông
tin vệ tinh nên việc phân định tần số cho cả 3 khu vực vẫn đƣợc tiến hành với
một vài ngoại lệ. Phân loại sóng vơ tuyến nhƣ sau:
 Tần số cực kỳ thấp ULF (30- 300 Hz), chƣa đƣợc phân định.
16

 Tần số cực thấp ELF (30- 300 Hz), chƣa đƣợc phân định.
 Tần số rất thấp VLF (3- 30 KHz), sử dụng vô tuyến hàng hải và thông
tin di động hàng hải.
 Tần số thấp LF (30- 300 KHz), sử dụng trong thông tin di động hàng
không và vô tuyến hàng hải.
 Tần số trung bình MF (300- 3000 KHz), sử dụng trong phát thanh,
thông tin hàng hải và thông tin quốc tế.
 Tần số cao HF (3- 30 MHz), sử dụng trong phát thanh sóng ngắn, các
loại thơng tin di động và thông tin quốc tế.
 Tần số rất cao VHF (30- 300 MHz), sử dụng trong phát thanh FM,
truyền hình và các loại thơng tin di động.
 Tần số cực cao UHF (300- 3000 MHz), sử dụng trong truyền hình, các
loại thơng tin di động và thơng tin cố định.
 Tần số siêu cao SHF (3- 30 GHz), sử dụng trong thông tin vệ tinh,
rada, viễn thông công cộng và vô tuyến thiên văn.
 Tần số vô cùng cao DHF (30- 300 GHz), sử dụng trong vô tuyến thiên
văn, rada sóng mm và các nghiên cứu thí nghiệm.
 Tần số 300- 3000 GHz, chƣa đƣợc phân định.
1.1.3.3 Các băng tần sử dụng cho thông tin vệ tinh [2]
Các băng tần sử dụng trong thông tin vệ tinh gồm 3 băng sóng C, Ku và
Ka các băng tần có các đặc điểm sau:
 Băng C (4- 8 GHz): Đây là băng tần phù hợp nhất cho thông tin vệ
tinh, suy hao do mƣa thấp. Dùng cho thông tin quốc tế và nội địa.
 Băng Ku (12,4- 18 GHz): Đƣợc sử dụng rộng rãi sau băng C, bị suy
hao đáng kể do mƣa. Sử dụng cho thông tin quốc tế và nội địa. Do tần số cao
nên cho phép các trạm mặt đất sử dụng những anten kích thƣớc nhỏ.
 Băng Ka (26,5- 40 GHz): Bị suy hao nhiều do mƣa. Sử dụng cho
thông tin nội địa và cho phép sử dụng các trạm mặt đất nhỏ.

17

1.1.3.4 Tần số đƣờng lên và đƣờng xuống [7]
Một hệ thống thông tin vệ tinh bao gồm một vệ tinh chuyển động trên
một quỹ đạo và nhiều trạm mặt đất truy cập đến nó. Cấu hình cơ bản nhất là
trạm mặt đất- vệ tinh- trạm mặt đất. Đƣờng từ một trạm mặt đất phát lên vệ
tinh đƣợc gọi là đƣợc gọi là đƣờng lên, đƣờng từ vệ tinh xuống một trạm mặt
đất thu đƣợc gọi là đƣờng xuống. Nói chung các tần số đƣờng lên cao hơn tần
số đƣờng xuống. Điều này là do suy hao đƣờng truyền tỉ lệ với bình phƣơng
tần số, tín hiệu nhận đƣợc tại vệ tinh sau khi truyền qua một khoảng cách rất
xa nên bị suy hao nhiều, mặt khác trên vệ tinh không thể có điều kiện để
khuếch đại tín hiệu nhƣ trên mặt đất, nên với tần số thấp hơn thì khi phát trở
lại tín hiệu suy hao ít hơn do vậy cơng suất tín hiệu thu đƣợc cao hơn.
Tại băng tần C tần số đƣờng lên gần 6 GHz và tần số đƣờng xuống gần 4
GHz. Trong băng tần Ku tần số đƣờng lên là 14 GHz và tần số đƣờng xuống
gần 11 hoặc 12 GHz. Trong băng tần Ka tần số đƣờng lên là 30 GHz và tần

aA
củ
ng
uố
aB
nx
củ
yề
ên
ru
nl
gt
yề

ờn
ru
Đƣ
gt
ờn
Đƣ

VSAT

Đƣ
ờn
Đƣ
gt
ru
ờn
yề
gt
nl
ru
ên
yề
nx
củ
aA
uố
ng
củ
aB

số đƣờng xuống gần 20 GHz.

VSAT

Hình 1.2 Đƣờng lên đƣờng xuống trong thơng tin vệ tinh
1.1.3.5 Phân cực sóng
Trƣờng điện từ của sóng vơ tuyến điện khi truyền trong mơi trƣờng (nhƣ
là khí quyển) dao động theo một hƣớng nhất định. Phân cực là hƣớng dao

18


động của điện trƣờng. Có 2 loại phân cực sóng điện từ đƣợc sử dụng trong
thơng tin vệ tinh: Sóng phân cực thẳng và sóng phân cực trịn.
 Sóng phân cực đứng: Một sóng phân cực đứng có thể đƣợc tạo ra bằng
cách dẫn các tín hiệu từ một ống dẫn sóng chữ nhật đến một anten loa. Nhờ
đó, sóng đƣợc bức xạ theo kiểu phân cực thẳng đứng song song với cạnh
đứng anten loa. Để thu đƣợc sóng này anten thu cũng cần phải bố trí giống tƣ
thế của anten phía phát.
 Sóng phân cực trịn: Sóng phân cực trịn là sóng trong khi truyền lan
phân cực của nó quay trịn. Có thể tạo ra loại sóng này bằng cách kết hợp 2
phân cực vng góc với nhau và góc lệch pha là 900. Sóng phân cực trịn là
phân cực phải hay trái phụ thuộc vào sự sớm pha hay chậm pha của 2 sóng
phân cực thẳng. Tần số quay của phân cực bằng tần số sóng mang. Mặc dù
đối với phân cực trịn thì khơng phải điều chỉnh hƣớng thu, nhƣng mạch
phiđơ của anten lại phức tạp hơn.
1.1.3.6 Quá trình truyền lan, tiêu hao và suy giảm của sóng vơ tuyến
điện trong thơng tin vệ tinh
Việc thu và phát sóng vơ tuyến điện đƣợc thực hiện giữa trạm mặt đất và
vệ tinh ở khoảng cách xa, sóng vơ tuyến điện truyền lan trong không gian và
trên một khoảng cách truyền rất xa. Vấn đề lớn nhất là sóng bị tiêu hao nhiều

trên đƣờng truyền. Ngồi ra sóng vơ tuyến điện sử dụng trong thơng tin vệ
tinh cịn chịu ảnh hƣởng của các tác động nhƣ tiêu hao hấp thụ do tầng điện
ly, khí quyển và mƣa cũng nhƣ tạp âm gây ra từ bên ngoài bởi tầng điện ly,
khí quyển, mƣa và mặt đất.
 Tiêu hao trong khơng gian tự do: Trong thơng tin vệ tinh sóng vơ
tuyến điện đi qua khoảng không vũ trụ đƣợc xem gần nhƣ chân khơng. Trong
mơi trƣờng nhƣ vậy có rất ít các chất có thể làm suy hao sóng hoặc lệch
hƣớng truyền lan của nó. Sự suy hao sóng gây ra do sự khuếch tán tự nhiên
của nó. Theo nhƣ tính tốn thì tỉ số cơng suất phát trên cơng suất thu tỉ lệ với
bình phƣơng của tích số khoảng cách và tần số. Nhƣ vậy với khoảng cách
19


truyền lớn (khoảng 36.000 Km) và tần số lớn (cỡ chục GHz) thì tỉ số đó rất
lớn, tiêu hao truyền sóng cao. Ví dụ với khoảng cách 36.000 Km, tần số 6
GHz thì tiêu hao lên đến khoảng 200 dB (10-20). Vì các đƣờng thơng tin vệ
tinh chịu một tiêu hao rất lớn nên cần sử dụng các máy phát cơng suất lớn, các
máy thu có độ nhạy cao cũng nhƣ anten thu, phát có hệ số tăng ích lớn.
 Tiêu hao do tầng điện ly và khí quyển: Tầng điện ly và khí quyển tác
động thêm vào tiêu hao truyền sóng cự ly xa. Tầng điện ly là một lớp khí
lỗng bị ion hố bởi các tia vũ trụ, có độ cao từ 50 đến 400 Km so với mặt
đất. Lớp mang điện này có tác dụng hấp thụ và phản xạ sóng. Do các thay đổi
của trạng thái tầng điện ly làm biến thiên cƣờng độ sóng đi vào. Tuy nhiên tần
số càng cao bị ảnh hƣởng tầng điện ly càng ít. Trong khí quyển, tuy ảnh
hƣởng của khơng khí, hơi nƣớc và mƣa cần phải tính đến, nhƣng ở các tần số
30 GHz hoặc thấp hơn có thể bỏ qua. Nhƣ vậy sóng truyền từ vệ tinh và trạm
mặt đất bị ảnh hƣởng bởi tầng điện ly khi tần số thấp và bị ảnh hƣởng do mƣa
khi tần số cao. Trong khoảng tần số giữa 1 và 10 GHz thì suy hao kết hợp do
tầng điện ly và do mƣa là không đáng kể, băng tần này đƣợc gọi là “cửa sổ vơ
tuyến”, sử dụng sóng trong miền tần số này có tiêu hao truyền lan bằng tiêu hao

trong không gian tự do và cho phép thiết lập các đƣờng thông tin vệ tinh ổn định.
 Tạp âm trong truyền lan sóng vơ tuyến điện: Các chất khí của khí
quyển và mƣa khơng chỉ hấp thu sóng vơ tuyến điện mà cịn là các nguồn bức
xạ tạp âm nhiệt. Tạp âm do các chất khí trong khí quyển gây ra không ảnh
hƣởng nhiều đến sự truyền lan sóng vơ tuyến điện trong thơng tin vệ tinh so
với tạp âm gây ra do mƣa. Ngồi ra cịn có phát sinh tạp âm mặt đất trong quá
trình truyền lan sóng. Đây là tạp âm nhiệt gây ra bởi quả đất. Đối với trạm
mặt đất anten thu hƣớng lên trời nên không chịu ảnh hƣởng nhiều do tạp âm
quả đất, nhƣng đối với vệ tinh, bức xạ hƣớng đến mặt đất nên chịu ảnh hƣởng
lớn, thƣờng là từ 2500K đến 3000K.

20


1.2 Vệ tinh nhân tạo và vệ tinh thông tinh [1]
Có rất nhiều các vệ tinh nhân tạo đƣợc phóng vào khơng gian nhằm các
mục đích khác nhau, chúng bay trên các quỹ đạo khác nhau. Vệ tinh thông tin
là các vệ tinh nhân tạo phục vụ yêu cầu thông tin.
Vệ tinh thơng tin u cầu phải có độ tin cậy cao và các tuổi thọ càng cao
càng tốt và đƣợc sản xuất bằng các qui trình đặc biệt. Một vệ tinh đƣợc phóng
theo một trong 2 phƣơng pháp khác nhau: Hoặc dùng tên lửa đẩy nhiều tầng,
hoặc dùng tầu vũ trụ con thoi sử dụng đƣợc nhiều lần. Sau khi đƣợc phóng lên
quỹ đạo vệ tinh chuyển động nhờ quán tính và lực hấp dẫn của trái đất.
1.2.1 Quỹ đạo vệ tinh [2]
Vệ tinh thơng tin có thể đƣợc phóng lên ở nhiều quỹ đạo khác nhau: Quỹ đạo
thấp, quỹ đạo Elip nghiêng, quỹ đạo đồng bộ, quỹ đạo địa tĩnh và quỹ đạo cực.
 Quỹ đạo thấp: Ở quỹ đạo này độ cao của vệ tinh từ 500 đến 2000 Km
nên vệ tinh có tốc độ bay khoảng 7 Km/s và chu kỳ quỹ đạo khoảng từ 1 giờ
30 phút đến 2 giờ.
 Quỹ đạo đồng bộ mặt trời: Chu kỳ tự quay của vệ tinh bằng chu kỳ tự

quay của trái đất với thời gian gần 24 giờ (23 giờ 56 phút 4,1 giây) và có
chiều quay từ tây sang đông, mặt phẳng quỹ đạo vệ tinh nghiêng một góc bất
kỳ so với mặt phẳng xích đạo. Để có đƣợc quỹ đạo này chu kỳ tự quay của vệ
tinh là 24 giờ và vệ tinh phải có độ cao 35.786,04km, với tốc độ bay
3,07466km/s.
 Quỹ đạo địa tĩnh: Quỹ đạo địa tĩnh là một trƣờng hợp đặc biệt của quỹ
đạo đồng bộ khi mặt phẳng quỹ đạo vệ tinh trùng với mặt phẳng xích đạo. Do
tốc độ góc của vệ tinh quả đất bằng nhau nên vệ tinh là đứng yên khi quan sát
từ một vị trí cố định trên mặt đất . Bởi vậy quỹ đạo địa tĩnh là quỹ dạo lý
tƣởng cho vệ tinh thông tin, vì nó đảm bảo thơng tin ổn định và liên tục suốt
24 giờ trong ngày và với 3 vệ tinh địa tĩnh có thể đảm bảo thơng tin giữa 2
điểm bất kỳ nơi đâu trên trái đất.

21


Quỹ đạo cực

Quỹ đạo nghiêng

Quỹ đạo địa tĩnh

Đƣờng
xích đạo
Hình 1.3 Một số quỹ đạo vệ tinh
 Quỹ đạo nghiêng Elip: Đây là một quỹ đạo đƣợc sử dụng thành trong
một số vệ tinh viễn thông đặt biệt là hệ thống thông tin vệ tinh nội địa của
Liên xô cũ. Chu kỳ quay của vệ tinh là 12 giờ, trong đó 8 giờ vệ tinh chuyển
động chậm và ở thời gian này vệ tinh sẽ phủ sóng cho miền cực của trái đất.
 Quỹ đạo cực: Vệ tinh trên quỹ đạo này sẽ bay tròn quanh trái đất và đi

qua cả 2 cực của trái đất. Đây là quỹ đạo duy nhất có thể bao phủ tồn cầu chỉ
cần một vệ tinh. Nhƣng để đảm bảo thông tin liên tục cần phải có một số vệ
tinh trên quỹ đạo này. Điều này không hiệu quả về mặt kinh tế và quỹ đạo này
địi hỏi kĩ thuật phóng vệ tinh phức tạp. Do đó quỹ đạo này khơng đƣợc sử
dụng cho viễn thơng mà nó đƣợc sử dụng trong các hệ thống định vị, khí
tƣợng và nghiên cứu thăm dị.
1.2.2 Phóng vệ tinh, định vị và duy trì vệ tinh trên quỹ đạo [2], [1]
1.2.2.1 Phóng vệ tinh lên quỹ đạo địa tĩnh
- Phƣơng tiện phóng
+ Dùng tàu con thoi: Loại này đƣợc dùng lại nhiều lần, độ tin cậy cao
nhƣng giá thành cao.
+ Dùng tên lửa đẩy nhiều tầng. Loại này khơng sử dụng lại đƣợc, giá
thành phóng rẻ. Hiện nay, tên lửa đẩy nhiều tầng đang đƣợc sử dụng rộng rãi.

22


Q trình phóng vệ tinh lên quỹ đạo phụ thuộc vào loại tên lửa đẩy, vị trí địa
lý của bãi phóng và các vấn đề liên quan đến phân hệ thơng tin, nhƣng
phƣơng pháp phóng kinh tế và hiệu quả nhất là dựa trên quỹ đạo chuyển tiếp
Hohmann.
- Phƣơng pháp phóng dựa trên quỹ đạo Hohmann
Vphóng=10.234m/s

Quỹ đạo LEO
H=200Km
V=7.784m/s

Quỹ đạo Hohmann
hv=35.786Km

hc=200km

Quả đát

Vphóng=10.234m/s

Hình 1.4 Phóng vệ tinh dựa trên quỹ đạo Hohmann
Có 3 giai đoạn:
 Giai đoạn 1: Dùng tên lửa đẩy nhiều tầng để đƣa vệ tinh lên quỹ đạo
LEO có độ cao 200km, vận tốc V = 7.784 m/s.
 Giai đoạn 2: Tại điểm nâng của quỹ đạo LEO, dùng tên lửa đẩy
nhiều tầng thực hiện tăng tốc với Vphóng = 10.234 m/s để đƣa vệ tinh sang
quỹ đạo chuyển tiếp Elip có viễn điểm thuộc quỹ đạo địa tĩnh (h=35.786km)
và cận điểm thuộc quỹ đạo LEO (h=200km), còn đƣợc gọi là quỹ đạo
Hohmann.
 Giai đoạn 3: Khi vệ tinh chuyển động qua viễn điểm của quỹ đạo
Hohmann thì sử dụng động cơ đẩy viễn điểm đặt trong vệ tinh để đƣa vệ tinh
về quỹ đạo địa tĩnh và về vị trí của nó.

23


1.2.2.2 Đƣa vệ tinh vào quỹ đạo địa tĩnh
Quá trình định vị vệ tinh bắt đầu khi vệ tinh đƣợc đƣa vào quỹ đạo
chuyển tiếp bao gồm quá trình đƣa vệ tinh vào quỹ đạo xích đạo và sau đó từ
từ đƣa vệ tinh vào vị trí địa tĩnh của nó. Để thực hiện đƣợc q trình này, các
động cơ đẩy viễn điểm APM, các động cơ phản lực của vệ tinh đƣợc điều
khiển bằng các trung tâm và các trạm điều khiển đặt tại các vị trí khác nhau
của trái đất. Các trung tâm điều khiển thực hiện các chức năng sau:
- Xác định tƣ thế của vệ tinh

- Tính tốn các thơng số tối ƣu cho q trình điều khiển vệ tinh từ quỹ
đạo Hohmann sang quỹ đạo trịn.
- Xác định các thơng số của động cơ hiệu chỉnh hƣớng của vệ tinh.
- Giám sát và đo các thông số quỹ đạo của vệ tinh so sánh với trạng thái
cuối cùng của vệ tinh nhƣ dự kiến.
1.2.2.3 Duy trì vệ tinh trên quỹ đạo
Các cơng việc cần thực hiện đó là:
Các dao động của vệ tinh xung quanh vị trí quỹ đạo theo hƣớng Đơng
Tây, Nam Bắc phải đƣợc duy trì trong khoảng ±0.10.
1.2.2.4 Sự ổn định trạng thái vệ tinh
Trạng thái của vệ tinh và định hƣớng anten của một vệ tinh thông tin
cần phải đƣợc điều khiển sao cho búp sóng anten hƣớng bức xạ đúng vào
vùng dịch vụ yêu cầu. Tuy nhiên vệ tinh luôn bị ảnh hƣởng bởi các tác động
bên ngoài nhƣ áp lực bức xạ từ mặt trời và mô men xoắn của từ trƣờng của
trái đất, nên cần phải thực hiện các biện pháp phù hợp để duy trì trạng thái ổn
định của vệ tinh. Các biện pháp ổn định thông dụng đƣợc dùng là: Dùng các
con quay ở tốc độ cao, mô men xoắn sinh ra đƣợc dùng để hạn chế tác động
của các ảnh hƣởng bên ngoài hoặc biện pháp dùng các tên lửa đẩy để điều
chỉnh vệ tinh đúng quỹ đạo sau một khoảng thời gian nào đó.
1.2.2.5 Cấu hình của một vệ tinh thơng tin [4]

24


Một vệ tinh bao gồm tải nhiệm vụ (payload) và thân vệ tinh (bus), tải
nhiệm vụ để thực hiện nhiệm vụ của vệ tinh và thân vệ tinh để mang tải nhiệm vụ.
 Tải nhiệm vụ của vệ tinh thông tin: Bao gồm anten để thông tin và các
bộ phát đáp. Bộ phát đáp thực hiện chức năng chính của một vệ tinh thơng tin
là thu sóng vơ tuyến từ các trạm mặt đất, khuếch đại, biến đổi tần số và phát
trở lại cho các trạm mặt đất cần thông tin tới. Bộ phát đáp trên vệ tinh yêu cầu

có độ tin cậy cao, nhỏ gọn, trọng lƣợng nhỏ và tiêu thụ ít cơng suất.
 Thân vệ tinh thơng tin: Tuỳ theo hệ thống ổn định trạng thái đƣợc sử
dụng mà thân vệ tinh bao gồm chủ yếu các loại thiết bị là thiết bị điều khiển
và đo lƣờng từ xa, thiết bị điều khiển vệ tinh, bộ phận đẩy và thiết bị điều
khiển nhiệt. Phần thân vệ tinh thông tin đƣợc tính tốn và chế tạo theo các cấu
trúc để có lợi nhất cho điều kiện hoạt động trong khơng gian.
Ngồi ra trên thân và các cánh của vệ tinh thơng tin có các pin mặt trời làm
nhiệm vụ cung cấp năng lƣợng điện cho sự hoạt động của vệ tinh. Có rất nhiều
các pin mặt trời đƣợc sử dụng trên vệ tinh thông tin để cung cấp đủ năng lƣợng.
1.2.3 Sơ đồ trạm không gian trên vệ tinh [5]
Một bộ phát đáp là sự kết hợp của một loạt các đơn vị có liên hệ với
nhau tạo thành một kênh thông tin giữa anten thu và phát trên một vệ tinh
thông tin. Một số đơn vị của một kênh thơng tin có thể dùng chung cho một
nhóm các bộ phát đáp. Các kênh thơng tin có sơ đồ nhƣ Hình 1.4. Các tín hiệu
thu từ các anten thu sau khi đƣợc lọc tại bộ lọc thông giải đƣợc đƣa tới bộ thu
băng rộng để thực hiện xử lý cơ bản tín hiệu thu đƣợc trƣớc khi đƣa tới thiết
bị giải ghép kênh đầu vào. Sơ đồ khối của một bộ thu băng rộng đƣợc trình
bày ở Hình 1.5
Tại bộ thu băng rộng - Wideband receiver tín hiệu đƣợc tiền khuếch đại,
trộn tần với tín hiệu từ bộ tạo dao động, mục đích của trộn tần là làm biến đổi
tần số của tín hiệu thu. Sau đó tín hiệu đã biến đổi tần số đƣợc khuếch đại một
lần nữa để đƣa đến đầu vào bộ giải ghép kênh đầu vào.

25