1. Энергетический расчет спутникового канала Алматы-Атырау
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.
[pic]
Рисунок 2.1 - Зона покрытия ИСЗ АзияСат-2
Таблица 2.1 - Техническая спецификация ИСЗ АзияСат-2
|1. Разработчик / производитель |Lockheed Martin Astro Space |
|2. Модель |Astro Series 7000 |
|3. Масса при запуске |3,5 тонны |
|4. Планируемый срок службы |13 лет |
|5. Стабилизация |Стабилизирован по 3 осям |
|6. Орбитальная позиция |100,5° в.д. |
|7. Число транспондеров |24 |
|8. Частота трансляции (вверх/вниз) |6 / 4 ГГц |
|9. Ширина полосы частот транспондера |20 по 36 МГц, 4 по 72 МГц |
|10. Поляризация |Линейная |
|11. Максимальная ЭИИМ |40 дБВт |
|12. Зона покрытия |Китай, Япония, Индия, Средний |
| |Восток, СНГ |
|13. Мощность передатчика на ЛБВ |55Вт |
|14. Плотность потока насыщения (SFO) |-97 ± 1 дБ·Вт/м2 (макс) |
|15. Приемная командная частота |6423,5 МГц – вертикально |
| |поляризованная |
|16. Передаваемые частоты телеметрии |4197,5 МГц горизонт. |
| |4199,5 МГц горизонт. |
Так как Алматы находится в зоне с эквивалентной изотропно излучаемой
мощностью потока энергии 39 дБ?Вт, а остальная территория Республики
Казахстан находится в зоне с ЭИИМ 37 дБ·Вт, выберем в качестве
местоположения периферийной станции город Атырау, географические
координаты которого 47°6' с.ш. и 51°55' в.д. Центральную станцию системы
разместим в городе Алматы, координаты которого 43°14' с.ш. и 76°58' в.д.
На рисунке 2.2 приведен частотный план ИСЗ АзияСат-2.
Рисунок 2.2 - Частотный план ИСЗ АзияСат-2
Рассчитаем расстояния от земных станций до бортового ретранслятора по
формуле, приведенной в /5/:
[pic], (2.1)
где [pic],
где ? - широта наземной станции,
?- разность долгот спутника и земной станции,
d - расстояние от земной станции до спутника, км.
Подставляя исходные данные в формулу (2.1), получим:
для Алматы:
для Атырау:
Далее рассчитаем угол места и азимут на спутник с земных станций по
формулам, приведенным в /5/:
[pic] (2.2)
[pic] (2.3)
[pic] - долгота подспутниковой точки, грд;
[pic] - долгота земной станции, грд;
[pic] - широта земной станции, грд.
Подставляя исходные данные в формулы (2.2) и (2.3), получим:
[pic],
[pic].
Далее рассчитаем затухание энергии сигнала, в свободном пространстве:
для этого необходимо выбрать конкретный транспондер, через который будет
работать сеть, чтобы знать частоты приема и передачи, необходимые для
расчетов (рисунок 2.2).
Выберем для расчетов транспондер 1А, центральные частоты этого
транспондера - 5885 МГц на прием и 3660 МГц на передачу.
Затухание энергии сигнала в свободном пространстве рассчитывается по
формуле:
[pic] (2.4)
где L - затухание энергии, дБ;
d - расстояние между ИСЗ и ЗС, м;
[pic] - длина волны, м;
с =3·108 м/с - скорость света;
f - частота сигнала, Гц.
Для Алматы затухание энергии сигналов в свободном пространстве за
счет расхождения фронта волны на пути распространения Земля - спутник (f =
5885 МГц, ?= 0,0509 м) будет равно:
а на пути распространения спутник - Земля (f = 3660 МГц, ? = 0,0819 м)
равно:
Аналогично рассчитываем затухание для ЗССС в Атырау. Подставляя в
формулу (2.4) исходные данные, получаем затухание на линии Земля спутник:
а на линии спутник - Земля:
Для дальнейших расчетов необходимо воспользоваться некоторыми
техническими характеристиками станции. Технические характеристики
центральной и удаленной станций и бортового ретранслятора сведем в таблицы
2.2, 2.3, 2.4.
Таблица 2.2 - Параметры центральной станции
|Параметр |Величина |Обозначение |
|Диаметр антенны, м |4,6 |Dцс |
|Коэффициенты усиления антенны: | | |
|на передачу, дБ |53,4 |[pic] |
|на прием, дБ |52 |[pic] |
|Затухание в ВЧ-части: | | |
|на передачу, дБ |4,1 |[pic] |
|на прием, дБ |1,9 |[pic] |
|Выходная мощность передатчика, дБ |13 |[pic] |
|Эквивалентная шумовая температура, К |355 |Тцс |
|Требуемое отношение сигнал/шум на входе |7,2 |[pic] |
|приемника при вероятности ошибки 10-6, дБ | | |
Таблица 2.3 - Параметры удаленной станции
|Диаметр антенны, м |1,8 |Dус |
|Коэффициенты усиления ан
