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. РС-971
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 Антенно-Волнового 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 - = 1,4
1. Расчет угла места и азимута А антенны Земной станции
(1.1)
(1.2)
2.Рассчёт дальности от ИСЗ до Земли
, (2.1)
где R=6831 км-радиус Земли
H=42170 км-расстояние 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 - коэффициент, учитывающий большую энергетическую полосу шума приемного тракта по отношению к полосе пропускания по уровню 0,7 ( = 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 ИСЗ-Земля
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 электро-магнитных 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;
- 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;
- длина волны, = 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 ИСЗ-Земля. Полученное значение мощности передатчика требует определенной коррекции в связи с несколькими допущениями, принятыми для простоты расчета. Остальные параметры удовлетворительны.
Другие работы по теме:
Расчет линейной электрической цепи
Оглавление Введение 1. Задание 2. Определение комплексного коэффициента передачи напряжения; расчет и построение графиков АЧХ и ФЧХ 4. Определение параметров электрической цепи как четырехполюсника для средней частоты
Спектральный метод анализа сигналов
Курсовая работа на тему: Спектральный метод анализа сигналов Содержание Расчёт автокорреляционной функции 5 2.1 Расчёт комплексной частотной характеристики 13
Составление и расчет схемы электрического освещения
Расчет осветительной сети. Выбор щитка ЩО41-5101 для питания групповой осветительной установки. Определение числа светильников, подсоединенных на один автоматический выключатель, тока установки автомата групповой линии. Необходимое сечение провода линии.
Кабельные линии электропередач
Кабельные линии электропередачи Кабельные линии электропередачи - это линии для передачи электроэнергии или отдельных импульсов ее. Кабельные линии электропередачи
Спутниковые мультисервисные системы и цифровые РРЛ
Введение Системы спутниковой связи (ССС) появились в середине 60-х годов. ССС используются для обмена телефонными, документальными сообщениями и сигналами, а также для ТВ и радио вещания, организации конференцсвязии в системах глобального позиционирования. Все ССС включают в себя космические станции (КС) и сеть наземных станций (НС).
Расчетно-графическая работа
Министерство образования Российской Федерации Уральский Государственный Технический Университет - УПИ Кафедра "ВЧСРТ" Расчетно-графическая работа
Анализ линейной стационарной цепи
Министерство образования Российской Федерации Уральский Государственный Технический Университет - УПИ Кафедра "ТОР" Курсовая работа
Теория электрической связи 2
Лабораторная работа №1 "Цифровая система связи" Цель работы Знакомство с основными функциональными узлами цифровой системы связи для передачи как дискретных, так и аналоговых сигналов. Преобразование сигналов в отдельных блоках системы связи с разными видами модуляции и кодирования.
«Многоканальный коммутатор аналоговых сигналов»
В данной курсовой работе разработан многоканальный коммутатор аналоговых сигналов, с учетом заданных параметров. Разработана принципиальная схема, выбрана элементная база, выполнен расчет коэффициента передачи
Оптимизация системы сигналов
Во многихсистемах, например, спутниковой навигационной системе GPS NAVSTAR, асинхронных адресныхсистемахсвязи (ААСС) и т.д. используются сигналы, излучаемые многими источниками на одной несущей частоте и адресованные разным потребителям.
Спутниковая связь
Спутниковая связь позволяет иметь высококачественный выход на коммутационные узлы, которые обеспечивают выход на все важные коммуникационные линии.
Понятие о телевидении
Text Text Text В кинескопе расстояние от катода, находящегося в электронной пушке до экрана может превышать несколько десятков сантиметров. Соответственно, и напряжение там нужно -
Спектральный и корреляционный анализ непериодических сигналов
Расчет спектральной плотности непериодических сигналов. Спектральный анализ непериодических сигналов. Определение ширины спектра по заданному уровню энергии. Расчет автокорреляционной функции сигнала и корреляционных функций импульсных видеосигналов.
Спутниковые мультисервисные системы и цифровые РРЛ
Введение Системы спутниковой связи (ССС) появились в середине 60-х годов. ССС используются для обмена телефонными, документальными сообщениями и сигналами, а также для ТВ и радио вещания, организации конференцсвязии в системах глобального позиционирования. Все ССС включают в себя космические станции (КС) и сеть наземных станций (НС).
План по многоканальной связи
Рассмотрены принципы образования современных многоканальных систем, построение стандартных каналов тч, групповых и линейных трактов и их использование для передачи различных видов сигналов (телефонных, телеграфных, фототелеграфных, сигналов вещания и др.). Дано понятие о системе ТАСИ и вокодерах.
Принципы построения систем кабельного телевидения
Основные элементы СКТВ: приемные телевизионные антенны и усилители, головные станции, конверторы. Структура системы кабельного телевидения, требования, предъявляемые к схемам. Основные методы информационной обратной связи. Распределение частот сигналов.
Расчет спутникового канала Алматы-Атырау
1. Энергетический Для расчета энергетики радиолиний зададимся исходными данными. Выберем в качестве используемого ИСЗ спутник АзияСат-2 (100,5° в.д.). Это геостационарный спутник, луч которого в С-диапазоне покрывает Китай, Японию, Индонезию, Индию, Средний Восток, страны СНГ. Техническая спецификация спутника приведена в таблице 2.1, зона покрытия - на рисунке 2.1.
Волноводы
Определение геометрии прямоугольного и круглого волновода, расчет и построение графиков частотной зависимости электрических характеристик (фазовой, групповой скоростей и т.д.). Расчет геометрии коаксиальной, несимметричной, симметричной полосковой линии.
История линий связи
Характеристика проводных (воздушных) линий связи как проводов без изолирующих или экранирующих оплеток, проложенных между столбами в воздухе. Конструкция кабельных линий и применение волоконной оптики. Инфракрасные беспроводные сети для передачи данных.
Радио
С давних времен задумывались люди о передаче сигналов на расстояние. Впервые успешная система обмена информации при помощи радиоволн была создана итальянским инженером Гульельмо Маркони в 1896 году.