Космические и наземные системы радиосвязи и телерадиовещания


САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ

им. проф. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА

ФАКУЛЬТЕТ ВЕЧЕРНЕГО И ЗАОЧНОГО ОБУЧЕНИЯ











Контрольная работа

по курсу

КОСМИЧЕСКИЕ И НАЗЕМНЫЕ СИСТЕМЫ РАДИОСВЯЗИ И ТЕЛЕРАДИОВЕЩАНИЯ








Факультет ВиЗО

Группа Р-21з

№ зач. кн. *****21








г. Санкт-Петербург

2007 г.

Контрольная работа №3.

Определение основных параметров системы спутникового вещания.

Задача 3.1

Определить параметры для юстировки приемной антенны (азимута и угла места) в целях обеспечения связи между выбранным телекоммуникационным спутником, расположенным на геостационарной орбите, и абонентским приемным устройством.

  1. Определить географические координаты точки, в которой будет приниматься сигнал со спутника.

  2. Выбрать спутник, расположенный на геостационарной орбите.

  3. Рассчитать азимут и угол места для юстировки наземной приемной антенны.


  1. Выберем спутник Hotbird 13 в.д.

  2. Расчет будем производить для Санкт-Петербурга Широта: 59°55' с.ш., Долгота: 30°15' в.д.

  3. Угол места , где Дсп – долгота спутника; Д – долгота места расположения приемника, Ш – широта места расположения приемника.

  4. Азимут

  5. cos(Дсп-Д)cosШ>0.1513.

cos(13-30)cos59>0.1513.

0.49>0.1513. Прием сигнала с спутника Hotbird 13 в.д. возможен в данной точке.

Задача 3.2

  1. Определить для заданного варианта системы спутникового телевещания:

    1. Полосу пропускания абонентского приемного устройства.

    2. Требуемое отношение сигнал\шум на входе абонентского приемника.

    3. Затухание сигнала в свободном пространстве.

    4. Коэффициенты усиления спутниковой передающей и приемной антенны.

  2. По найденным параметрам рассчитать необходимую мощность спутникового передатчика.

Таблица 1 Исходные данные

№ зачетной книжки

F, ГГц

∆φб, град

Da, м

mf, ед

азс, ед

023221

11.9

5.5

1.0

1.7

8

  1. Определить шумовую полосу частот абонентского приемника ,

Где =1.1 – коэффициент, определяемый избирательными свойствами приемника; - пиковая девиация частоты; Fmax – верхняя частота видеосигнала (6 МГц).

  1. Необходимое отношение сигнал\шум на входе приемника.

, где ед – нормируемое отношение с\ш в канале на выходе демодулятора (для спутникового ТВ канала 1-го класса – 53 дБ, 2-го класса – 48 дБ); kв=65 – влияние взвешивающих и восстанавливающих контуров (18.1 дБ).

  1. Коэффициент запаса на участке спутник - абонентский приемник

  1. Эквивалентная шумовая температура абонентской приемной установки

Тпру=Таηф+То(1-ηпа)+Тпр,

Где Та – эквивалентная шумовая температура антенны (200К);

То – абсолютная температура окружающей среды (290К);

ηпа – КПД фидерной линии (0.7-0.9);

Тпр – эквивалентная шумовая температура приемника (150-500К).

Тпру=200*0.8+290(1-0.8)+300=518 К.

  1. Ослабление сигнала в свободном пространстве.

, где F – рабочая частота ГГц, d – максимальная наклонная дальность, соответствующая расстоянию от спутника до абонентской станции на границе зоны видимости, км.

, где Hорб – высота геостационарной орбиты (35800 км);

Rз – радиус Земли (6370 км).

  1. Коэффициент усиления бортовой передающей антенны и антенны абонентской установки.

Антенна спутника:

Gпд с= ηа(49000/∆φб), раз., где

ηа – коэффициент использования поверхности зеркала антенны (0.5-0.6).

Gпд с= 0.5(49000/5.5)=4454

Gпд с,дБ=10lg(4454)=36


Антенна абонентского приемника:

Gпр а= 20lg(D) + 20lg(f) +17.5, где

D – диаметр антенны, м;

f – рабочая частота, ГГц.

Gпр а= 20lg(1) + 20lg(11.9) +17.5=39 дБ

Gпр а, раз = 103.9=7943.

  1. Требуемая мощность бортового передатчика:

, где

Lдоп=3(4.8 дБ) – дополнительные потери в атмосфере;

k=1.38*1023 постоянная Больймана;

ηсп= ηпа=0.7-0.9 – КПД фидеров на спутнике и в абонентском приемнике.


Задача 3.1

Название спутника (Дсп)

Hotbird 13 E

Д/Ш, град

30/59

УМ, град

А, град

Задача 3.2

F, ГГЦ

11.9

∆φб, град

5.5

Da, м

1.0

mf, ед

1.7

азс, ед

8

∆fша, МГц

22.44

раз/ дБ

23.66/13.7

Тпру, град К

518

Lo раз / Lo дБ

398107170553497250770 / 206

G пдс раз / Gпдс дБ

4454 / 36

G пра раз / Gпра дБ

7944 / 39

Рпд, Вт

218

Контрольная работа №2.

Расчет некоторых параметров цифровых РРЛ.

  1. Выбрать тип рабочих частот и тип оборудования цифровой РРЛ.

  2. Выбрать диаметры антенны и рассчитать их коэффициенты усиления.

  3. Определить ослабления сигнала в свободном пространстве.

  4. Определить потери радиосигнала в газах атмосферы.

  5. Рассчитать уровень сигнала на входе приемника без замирания.

  6. Построить диаграмму уровней на интервале ЦРРЛ.


Таблица 2 Исходные данные

Номер зачетной книжки

V, Мб\с

Ro, км

023221

2

10


Таблица 3 Типы аппаратуры цифровых РРЛ

Аппаратура

F, ГГц

Pпд, дБм

Скорость, Мбит\с

Pпор(10-3), дБм

Эриком-11

10.7-11.7

16

2.048

-86

Радиан-15

14.4-15.35

20, 26

2.048

-89

Бист

37-39.5

18

2

-90

  1. Выбрать диметр антенны и рассчитать их коэффициенты усиления:

G=20lg(D)+20lg(f)+17.5

G1=20lg(1.2)+20lg(11.2)+17.5=40 дБ

G1=20lg(0.9)+20lg(14.875)+17.5=40 дБ

G1=20lg(0.3)+20lg(38.25)+17.5=38 дБ

  1. Ослабление сигнала в свободном пространстве:

Lo=20lg(4.189*104*Ro*f), дБ

Lo1=20lg(4.189*104*10*11.2)= 133 дБ

Lo2=20lg(4.189*104*10*14.875)= 135 дБ

Lo3=20lg(4.189*104*10*38.25)= 144 дБ

  1. Определить погонные потери радиосигнала в атомах кислорода Io и в водяных парах Iн для разных частот по графику, рассчитать полные потери в газах атмосферы:

Lг=(Io+Iн)Ro, дБ

Io1=0.0075

1=0.0075

Io2=0.0075

2=0.015

Io3=0.023

3=0.051


1=(0.0075+0.0075)10=0.15 дБ

2=(0.0075+0.015)10=0.22 дБ

3=(0.023+0.051)10=0.74 дБ

  1. Уровень сигнала на входе приемника при отсутствии замираний:

Pпр=Pпд+G1+G2-Lo-Lф1- Lф2-Lг-Lрф-Lдоп, где

Pпр – уровень мощности передатчика, дБм;

Lф1- Lф2- ослабление сигнала в фидерных линиях, дБ. Можно принять эти потери 0.5 дБ.

Lрф – ослабление сигнала в разделительных фильтрах.

Lдоп – дополнительные потери, складывающиеся из потерь в антенных обтекателях Lao и потерь от перепада высот приемной и передающей антенн Lпв (Lдоп=1дБ).

Pпр1=16+40+40 – 133 – 0.5 – 0.5 – 0.15 – 0 – 1=- 39.15

Pпр2=26+40+40 – 135 – 0.5 – 0.5 – 0.22 – 0 – 1=- 31.2

Pпр3=18+38+38 – 144 – 0.5 – 0.5 – 0.74 – 0 – 1=- 50.75

  1. Определить запасы на замирания для разных диапазонов рабочих частот, антенн и аппаратуры:

М=Pпр-Pпрпор(10-3)

М1=-39.15 + 86=46.85

М2=-31.2 + 89=57.8

М3=-50.75 + 90=39.25

Таблица 4 Результаты вычислений

F, ГГц

G, дБ

Lo, дБ

Pпр, дБ

М, дБ

10.7-11.7

40

133

-39

46

14.4-15.35

40

135

-31

57

37-39.5

38

144

-50

39

Вывод: все три вида выбранной аппаратуры подходят для организации цифровой РРЛ линии с полосой пропускания 2 Мбит\с.



Ċ
alex zaharenkov,
28 июн. 2008 г., 14:43
Ċ
alex zaharenkov,
28 июн. 2008 г., 14:44
Comments