РАСЧЕТ МЕСТА УСТАНОВКИ ПРИЁМНОЙ АНТЕННЫ

6 РАСЧЕТ МЕСТА УСТАНОВКИ ПРИЁМНОЙ АНТЕННЫ

На фрагменте плана застройки жилого массива отметим точкой А предполагаемое место установки приемной антенны (см. рисунок 6.1). Из этой точки отложим угол обзора θ_ОБ видимой части дуги ГО, ось симметрии которого совпадает с направлением на юг.

Из выбранной точки A отложим углы азимутальных смещений Δβ_i, заключенные между направлением на юг, и направлениями на требуемые спутники, с которых предполагается вести прием:

,град, (6.1)

где  – позиция i-го спутника на ГО.

Положение углов Db_i при построении устанавливается в зависимости от позиций спутников и долготы точки приема.

В результате расчета значения углов Db_i в направлении на ИСЗ с позицией =13^о в.д. составляет 13,317^о .

Для каждого из отмеченных на плане направлений на спутники определим расстояния l_i от точки A до препятствий.

В соответствии с планом (рисунок 6.1) l= 80м.

Определим минимальное значения высоты подъема антенны, при которых отсутствует экранирование сигналов препятствиями:

, м;  (6.2)

, град,……….. (6.3)

где h_Пi – высота препятствия на i-м направлении относительно нулевой отметки здания, на котором планируется установка антенн.

Для высоты препятствия h_П = 45м в результате расчета h₁ = 0,546 м.

Рисунок 6.1 – Фрагмент плана застройки

Рисунок 6.2 – Продольный профиль

Уточним позиции крайних спутников на ГО, с которых возможен приём сигналов при наличии в зоне приема технических ограничений, например, стен зданий, из-за которых не реализуется теоретический диапазон перестройки антенн

, град, (6.4)

где  – угол, заключенный между направлением на юг и стеной здания, ограничивающей реальный угол обзора.

В формуле используется знак «плюс», если граница реального угла обзора находится с восточной стороны, и знак «минус» − с западной стороны относительно места приёма. В соответствии с рисунком 6.1 граница для перестройки антенны находится с западной стороны и угол χ = 40^о. Крайняя западная позиция спутника на ГО, с которого возможен прием, составляет j_С.К. = 10,269^о з.д.

Для известных параметров приемного оборудования и допустимого относительного изменения ЭШТ конвертора определим возможное ослабление сигнала на интервале между конвертором и спутниковым приемником. Относительное изменение ЭШТ на входе конвертора μ=0,04, коэффициент шума конвертора n_Ш.К. = 0,5, усиление конвертора K_РК = 55 дБ, коэффициент шума тюнера n_Ш.Т. = 10 дБ:

,дБ. (6.5)

Для нашей системы возьмем коаксиальный кабель типа SAT 703. Погонное затухание в кабеле α_КАБ = 0,254 дБ/м, потери в делителе мощности a_ДОП = 3,0 дБ. Учтем дополнительные потери в пассивных устройствах между конвертором и тюнером и определим максимальную длину соединительного кабеля:

 ,м.  (6.6)

На основании полученных данных о высоте подъема антенны и максимальной длине кабеля, а также исходя из предполагаемого места размещения приемного оборудования, определим место установки антенны и выберем реально требуемые длины соединительных кабелей.

Антенна располагается на стене жилого здания с высотой h = 30 м. Эта высота превышает все минимальные отметки мест размещения антенн. Приемное оборудование находится в квартире. При установке длина кабеля составит l = 20м.

7 РАСЧЕТ СИСТЕМНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРИЁМНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Определим эквивалентную шумовую температуру приемного устройства на входе конвертора (Т₀ = 290 К):

, К. (7.1)

Определим полную ЭШТ приемной системы на выходе облучателя антенны, обусловленную шумами антенны, волноводного тракта и приемника. Корректор поляризации а_ВТ = 0,25 дБ:

, К.  (7.2)

По величине символьной скорости B_C фазомодулированного сигнала и ширине полосы радиоствола ΔF_СТ = ΔF_ВЧ определим коэффициент расширения полосы (B_C = 27,5 Мсимв./с, DF_СТ = 36 МГц):

. (7.3)

Определим относительную скорость каскадного кодирования (R_СК = 3/4 и R_РС = 188/204):

. (7.4)

=0,691

Определим скорость передачи данных в транспортном потоке на выходе блока исправления ошибок (М = 4):

, Мбит/с. (7.5)

Определим спектральную эффективность цифрового канала спутникового вещания с принятыми параметрами

, бит/с·Гц.  (7.6)

Определим превышение пропускной способности радиоканала по Шеннону над скоростью передачи данных B₀ (Р_ОШ.В = 10^-5):

. (7.7)

Определим энергетический выигрыш в помехозащищенности от применения каскадного кодирования с прямым исправлением ошибок:

=;  (7.8)

 дБ (7.9)

Определим требуемое значение ОНШ на входе ПС, при котором на выходе декодера Витерби обеспечивается заданная величина Р_ОШ.В:

дБ (7.10)

Определить для требуемого ОНШ уровень сигнала на входе ПС:

, дБВт. (7.11)

7.12 Определим для действующего значения ЭИИМ необходимое усиление приёмной антенны ((δ/λ) = 0,003, Δg_Э = 1,0 дБ):

, дБ. (7.12)

Определим диаметр приемной антенны на средней частоте f_СР рабочего диапазона (f_СР = 12,25 ГГц, КИП антенны равен 0,65):

, м. (7.13)

Выберем офсетную антенну фирмы SUPRAL (Дания) типа Supral 0,7 размером 700х750 мм, со стальным рефлектором, двойным антикоррозийным покрытием и коэффициентом усиления  дБ на частоте 11,3 ГГц.

Определим угловое отклонение раскрыва офсетной антенны от вертикального положения при ее установке:

, град (7.14)

Здесь D_ОФ и d_ОФ – большая и малая оси раскрыва офсетного зеркала, равные 700 и 750 мм соответственно.

Определить для выбранного типа антенны ширину главного лепестка ДН в горизонтальной θ₁ и вертикальной θ₂ плоскостях:

, град;  (7.15)

, град. (7.16)

Для выбранной офсетной антенны θ₁ = 2,631°; θ₂  =2,323°.

Определить значения добротностей приемной системы в номинальном режиме работы D_ПР.Н и в режиме её аттестации D_ПР.А, когда

:

, дБ/К; (7.17)

,дБ/К.

Для нашего случая D_ПР.Н = 11,849 дБ/К и D_ПР.А = 9,29 дБ/К.

Уточним уровень сигнала на входе ПС при использовании выбранной антенны:

, дБВт. (7.19)

Определим реальное (реализуемое) значение ОНШ на входе ПС:

, дБ. (7.20)

Определим энергетический запас в ОНШ по отношению к пороговому режиму работы ПС, при котором наблюдается срыв изображения (системный запас Δρ_Σ = 2,4 дБ):

, дБ.

Уточнить величину  на выходе декодера Витерби:

(7.22)

Определим уровень мощности принимаемого сигнала на входе ЦПСВ:

, дБВт. (7.23)

Определим уровень напряжения принимаемого сигнала на входе ЦПСВ, здесь R_ВХ – входное сопротивление ЦПСВ, обычно равное 75 Ом:

, дБмкВ. (7.24)

.