Определение мощности радиосигнала на входе приёмного тракта

1.2.2. Определение мощности радиосигнала на входе приёмного тракта

Мощность сигнала на входе приёмного тракта (выходе антенны) составляет:

(1.1)

где – эффективная площадь приёмной антенны, м² ;

– геометрическая площадь раскрыва антенны, м²;

– коэффициент использования поверхности. Обычно = 0,5…0,75. Зададим =0,7.

Геометрическая площадь раскрыва антенны диаметром м составит:

; м²

Эффективная площадь приёмной антенны земной станции будет равна:

м²

Таким образом, мощность сигнала на входе приёмного тракта составит:

пВт или дБВт.

Поскольку между выходом антенны и входом приёмника включены диплексер, циркулятор и полосовой фильтр, вносящие потери 1–1,2 дБ, то уровень сигнала на входе приёмника составит:

дБВт

1.2.3. Определение мощности шума на входе приёмника и коэффициента шума приёмника

Мощность шума на входе приёмного тракта земной станции равна:

где – постоянная Больцмана, ;

– полная эквивалентная шумовая температура приёмного тракта, приведённая ко входу облучателя, К ;

– эквивалентная шумовая полоса приёмника, Гц ;

–коэффициент, определяемый избирательными свойствами приёмника; обычно =1,1…1,2. Зададим =1,15.

Определим значение мощности шума на входе приёмного тракта исходя из отношения сигнал/шум на его входе. В качестве передаваемого ИЗС радиосигнала наиболее часто используются радиосигналы частотной модуляции (ЧМ). Так, для приёма сигнала с ЧМ необходимое отношение составляет 10…12 дБ во избежание порога помехоустойчивости ЧМ – явлении, заключающегося в непропорционально быстром увели-чении шумов на выходе приёмника при увеличении шумов на входе .

Зададим =10 дБ. Тогда:

Вт или дБВт

Соответственно мощность шума на входе приёмника составит:

дБВт

Полная эквивалентная шумовая температура приёмной системы составит:

К

Коэффициент шума приёмной системы будет равен:

или дБ

Определим эквивалентную шумовую температуру приёмника.

Полная эквивалентная шумовая температура приёмной системы, состоящей из антенны, диплексера, циркулятора, полосового фильтра и собственно приёмника, приведённая ко входу облучателя равна:

(1.1)

где T_А – эквивалентная шумовая температура антенны, К ;

T₀ – абсолютная температура среды (290 К);

– общие потери, вносимые в приёмный тракт диплексером, циркулятором и полосовым фильтром: дБ или .

Т_пр – эквивалентная шумовая температура приёмника, обусловленная его внутренними шумами. Предполагая, что для проектируемой системы приёмный тракт должен быть как можно проще, выберем в качестве входного устройства приёмника транзисторный малошумящий усилитель (МШУ) и смеситель.

где – эквивалентная шумовая температура МШУ, К;

– эквивалентная шумовая температура смесителя, К. Обычно смеситель имеет шумовую температуру порядка К;

– коэффициент шума смесителя. Как будет показано в п. 3.2, для балансного смесителя дБ или ;

– коэффициент усиления МШУ. Как будет показано в п. 3.4, дБ или =3162

Эквивалентная шумовая температура антенны земной станции может быть представлена в виде составляющих, которые обусловлены различными факторами:

где (γ) указывает, что величина данной составляющей зависит от угла места антенны земной станции;

– температура, обусловленная приёмом космического радиоизлучения. Основу этой

температуры составляют радиоизлучения Галактики и точечных радиоисточников (Солнца, Луны, планет и некоторых звёзд). Так как излучение Галактики имеет сплошной спектр и слабо поляризовано, при приёме его на антенну с любым видом поляризации можно считать, что принимаемое излучение будет половинной интенсивности, т.е. величину следует брать с коеффициентом 0,5. Радиоизлучение Солнца является самым мощным источником, который может полностью нарушить связь, попав в главный лепесток диаграммы направленности антенны. Однако вероятность такого попадания мала: для геостационарных орбит она составляет примерно в зависимости от долготы ИСЗ. Поэтому радиоизлучение Солнца не учитываем.

Другой радиоисточник – Луна – практически не может нарушить связь, так как её эквивалентная температура не более 200 К. Этот источник тоже не будем учитывать. Остальные радиоисточники (планеты и радиозвёзды) имеют существенно меньшую температуру шума, вероятность встречи антенны с этими источниками ещё меньше, чем с Солнцем, так как их угловые размеры малы.

Используя график на рис. 1.5 для значений угла места и частоты ГГц с учётом излучения спокойной атмосферы получим:

К

– температура, обусловленная излучением атмосферы с учётом дождя. Это вид излучения имеет тепловой характер и в полной мере обусловлено поглощением сигналов в атмосфере (с учётом дождя).

Для наиболее вероятного значения времени выпадения дождей при и ГГц из графиков на рис.1.6 получим:

К

- температура, обусловленная приёмом излучения земной поверхности через боковые лепестки диаграммы направленности антенны. Для антенны земной станции, расположенной на суше обычно принимают , т.е:

К

– коэффициент, учитывающий уровень энергии, попадающей в антенну через боковые лепестки. Выберем с = 0,2.

Тогда эквивалентная шумовая температура антенны составит:

К

Эквивалентная шумовая температура приёмника исходя из выражения (1.1) будет равна:

K

Эквивалентная шумовая температура МШУ:

К

Коэффициент шума приёмника составит:

или =1,46 дБ

Похожие работы

Проектирование информационной телекоммуникационной системы парома на трассе Калининград – Санкт-Петербург

Скачать

56087

1

6

... устройства воздействуют помехи в виде излучений космоса, Солнца, Земли и др. планет. Правильный и точный учет всех особенностей спутниковой связи позволяет выполнить оптимальное проектирование системы связи, обеспечить её надежную работу в наиболее сложных условиях и в то же время исключить излишние энергетические затраты, приводящие к неоправданному усложнению наземной и бортовой аппаратуры. В ...

Индивидуальный прием программ спутникового вещания

Скачать

62636

2

19

... Прием сигналов осуществляется в г. Гродно с географическими координатами ψ=53,700 с.ш., φз=23,800 в.д. с спутника HotBird 6/7A (130 з.д.) Большинство современных систем индивидуального и коллективного приёма программ спутникового вещания оснащены опорно-поворотным устройством (ОПУ) для оперативного наведения антенны на заданный ИСЗ. Наиболее простым механизмом перестройки антенны ...

Многопозиционная фазовая модуляция в системах спутниковой связи с МДЧ

Скачать

22170

2

0

... õ Тогда любой из интервалов: входящих в алгоритм (1), можно представить через (2) по формуле: Vi=Xo*cos(jj-jo) +Yo*sin(jj-jo) (3), следовательно общая схема когерентного демодулятора сигналов с многопозиционной ФМн может быть представлена в следующем виде: В этой схеме автономный генератор и фазовращатель на p/2 вырабатывают квадратурные опорные колебания с произвольной начальной ...

Проектирование сегментов радиорелейной линии связи

Скачать

29964

10

15

... F, которое учитывает потери в застройке . Расчитываем длину волны, распространяющейся в радиоканале Расчитываем высоту подъёма антенны радиопередатчика 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ СУММИРОВАНИЯ И РАЗДЕЛЕНИЯ СИГНАЛОВ НА ВХОДЕ АНТЕННО-ФИДЕРНОГО ТРАКТА РАДИОРЕЛЕЙНЫХ И СПУТНИКОВЫХ УСТРОЙСТВ При передаче сигнал с частотой f’4 от передатчика ПД4 (рис. 5.1) через полосовой фильтр ...