Главная » Рефераты    
рефераты Разделы рефераты
рефераты
рефератыГлавная
рефератыЕстествознание
рефератыУголовное право уголовный процесс
рефератыТрудовое право
рефератыЖурналистика
рефератыХимия
рефератыГеография
рефератыИностранные языки
рефератыРазное
рефератыИностранные языки
рефератыКибернетика
рефератыКоммуникации и связь
рефератыОккультизм и уфология
рефератыПолиграфия
рефератыРиторика
рефератыТеплотехника
рефератыТехнология
рефератыТовароведение
рефератыАрхитектура
рефератыАстрология
рефератыАстрономия
рефератыЭргономика
рефератыКультурология
рефератыЛитература языковедение
рефератыМаркетинг товароведение реклама
рефератыКраеведение и этнография
рефератыКулинария и продукты питания
рефераты
рефераты Информация рефераты
рефераты
рефераты

Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау

Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау

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. Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау Рисунок 2.1 - Зона покрытия ИСЗ АзияСат-2 Таблица 2.1 - Техническая спецификация ИСЗ АзияСат-2
1. Разработчик / производительLockheed Martin Astro Space
2. МодельAstro Series 7000
3. Масса при запуске3,5 тонны
4. Планируемый срок службы13 лет
5. Стабилизация Стабилизирован по 3 осям
6. Орбитальная позиция100,5° в.д.
7. Число транспондеров24
8. Частота трансляции (вверх/вниз)6 / 4 ГГц
9. Ширина полосы частот транспондера20 по 36 МГц, 4 по 72 МГц
10. ПоляризацияЛинейная
11. Максимальная ЭИИМ40 дБВт
12. Зона покрытияКитай, Япония, Индия, Средний Восток, СНГ
13. Мощность передатчика на ЛБВ55Вт
14. Плотность потока насыщения (SFO)

-97 ± 1 дБ·Вт/м2 (макс)

15. Приемная командная частота6423,5 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. Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау Рисунок 2.2 - Частотный план ИСЗ АзияСат-2 Рассчитаем расстояния от земных станций до бортового ретранслятора по формуле, приведенной в /5/: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау , (2.1) где Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау , где ξ - широта наземной станции, β- разность долгот спутника и земной станции, d - расстояние от земной станции до спутника, км. Подставляя исходные данные в формулу (2.1), получим: для Алматы: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау для Атырау: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау Далее рассчитаем угол места и азимут на спутник с земных станций по формулам, приведенным в /5/: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау (2.2) Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау (2.3) где Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау , Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - долгота подспутниковой точки, грд; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - долгота земной станции, грд; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - широта земной станции, грд. Подставляя исходные данные в формулы (2.2) и (2.3), получим: для Алматы: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау , Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау , для Атырау: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау , Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау . 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: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау (2.4) где L - затухание энергии, дБ; d - расстояние между ИСЗ и ЗС, м; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - 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, λ= 0,0509 м) будет равно: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау а на пути распространения спутник - Земля (f = 3660 МГц, λ = 0,0819 м) равно: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау Аналогично рассчитываем затухание для ЗССС в Атырау. Подставляя в формулу (2.4) исходные данные, получаем затухание на линии Земля спутник: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау а на линии спутник - Земля: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау 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

на прием, дБ

53,4

52

Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау

Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау

Затухание в ВЧ-части:

на передачу, дБ

на прием, дБ

4,1

1,9

Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау

Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау

Выходная мощность передатчика, дБ13

Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау

Эквивалентная шумовая температура, К355

Тцс

Требуемое отношение сигнал/шум на входе приемника при вероятности ошибки 10-6, дБ

7,2

Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау

Таблица 2.3 - Параметры удаленной станции

ПараметрВеличина

Обозначение

Диаметр антенны, м1,8

Dус

Коэффициенты усиления антенны:

на передачу, дБ

на прием, дБ

40

39

Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау

Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау

Затухание в ВЧ-части:

на передачу, дБ

на прием, дБ

4,7

1,7

Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау

Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау

Эквивалентная шумовая температура, К355

Тус

Требуемое отношение сигнал/шум на входе приемника при вероятности ошибки 10-6, дБ

7,2

Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау

Таблица 2.4 - Параметры бортового ретранслятора

Параметр

Величина

Обозначение

Эквивалентная изотропно излучаемая мощность в центре зоны, дБ40

ЭИИМ

Мощность бортового передатчика, дБ17,40

Рб

Затухание в ВЧ-части

на передачу, дБ

на прием, дБ

2

2

Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау

Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау

Эквивалентная шумовая температура, К1200

Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау

Для дальнейших расчетов необходимо, вычислить коэффициенты усиления антенны спутника в направлении на ЗС Алматы и Атырау. Воспользуемся формулой из /5/: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау , (2.5) где Рпер - эффективная мощность сигнала на выходе передатчика, дБ; η - затухание в ВЧ-части, дБ. Исходя из рисунка 2.1, Алматы находится в зоне с ЭИИМ = 39 дБ; Атырау в зоне с ЭИИМ = 37 дБ. Преобразуем формулу (2.5). Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау (2.6) Вычислим усиление антенны спутника в направлении на Алматы: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау на Атырау: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау Произведем расчет дополнительного затухания при распространении радиоволн в атмосфере. Воспользуемся формулой, приведенной в /5/: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау (2.7) где Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - дополнительное затухание, дБ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - поглощение энергии сигнала в атмосфере, дБ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - потери в гидрометеорах, дБ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - потери из-за несогласованности поляризации антенн, дБ. Определим величину потерь для каждой станции, исходя из графиков, представленных в /5/ и результатов, полученных по формулам (2.2) и (2.3): для Алматы (азимут = 147,56°, угол места = 31,98°): La = 1 дБ; Ln = 1 дБ; Lg=7 дБ; LН = 2 дБ; тогда: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау для Атырау (азимут = 122,8°, угол места = 16,37°) La = 1 дБ; Ln = 1 дБ; Lg=7 дБ; LН = 2 дБ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау Дополнительное затухание при распространении вниз будет отличаться от затухания при распространении луча вверх на малую величину, которой можно, пренебречь, поэтому для удобства расчетов примем Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау . Следующим шагом необходимо произвести расчёт мощности для передатчиков ЗС и бортового ретранслятора. Так как мощности передатчиков ЦС и ИСЗ нам известны, приведем расчет мощности для удаленной станции, исходя из условий минимизации мощности передатчика удалённой станции. Расчёт мощности передатчика земной станции выполняется по формуле из /6/: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау (2.8) где Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - затухание на трассе вверх, дБ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - дополнительное затухание, дБ; k = -228,6 дБ - постоянная Больцмана; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - суммарная шумовая температура борта, дБ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - шумовая полоса ЗС, дБ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - коэффициент усиления на передачу ЗС, дБ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - коэффициент усиления на прием спутника, дБ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - затухание в ВЧ-части земной, станции на передачу, дБ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - затухание в ВЧ-части спутника на прием, дБ; а = 7 дБ - коэффициент запаса; (Рс/Рш) - сигнал/шум на входе приемника, дБ. Для формулы (2.8) все величины подставляются в децибелах. Подставляя все вышеуказанные величины в формулу (2.8) получим: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау Переведем Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау в ватты, получаем: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау . Для реальной станции для С-диапазона предлагается использование передатчика мощностью 5 Вт. Рассчитаем мощность, требующуюся при работе удаленной станции на центральную станцию по формуле (2.8): Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау Переведем Рпер.З в ватты: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау . При работе удаленной станции на центральную требуется мощность 1,26 Вт, что показывает работоспособность станции с мощностью передатчика 5 Вт. Исходя из расчетов по мощности и энергетике радиолиний, делаем вывод о том, что система реализована для существующего оборудования. 2. Расчет электромагнитной совместимости системы для Казахстана при использовании ИСЗ AsiaSat 2 Расчет электромагнитной совместимости системы основан на представлении, что по мере возрастания уровня мешающего излучения, увеличивается шумовая температура системы, подвергающейся помехам. Согласно этому методу рассчитывается кажущееся увеличение эквивалентной шумовой температуры линии, обусловленное помехами, создаваемыми мешающей станцией и отношение этого увеличения к эквивалентной шумовой температуре спутниковой линии, выраженное в процентах /7/. Для конкретного случая выберем земную станцию, находящуюся на территории России в Москве; эта станция является мешающей станцией для проектируемой системы и наоборот. Данные по этой станции приведены в таблице 3.1. Мешающая система работает на тех же частотах, что и проектируемая и использует искусственный геостационарный спутник Горизонт Стационар 12, находящийся на 40° в.д., максимальная плотность потока мощности в полосе 1 Гц, подводимая к антенне спутника, усредненная в наихудшей полосе шириной 4 кГц, равна –57 дБ·Вт/Гц. Таблица 3.1 – Параметры мешающей системы для расчета электромагнитной совместимости
ПараметрВеличина
Широта, ° с.ш.55
Долгота, ° в.д.38
Диаметр антенны, м6
Максимальная плотность мощности, подводимая к антенне, усредненная к наихудшей полосе, шириной 4 кГц, дБ·Вт/Гц-34
Коэффициент передачи спутниковой линии на пути вниз0,032
Шумовая температура, К350
Методика расчета приведена в /7/ и сводится к определению приращения шумовой температуры по следующим формулам: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау , (3.1) где Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - приращение шумовой температуры на пути вверх, дБ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - максимальная плотность мощности в полосе 1 Гц, подводимая к антенне передатчика станции мешающей, усредненная в наихудшей полосе, шириной 4 кГц, дБ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - усиление антенны, работающей на передачу земной станции ЗС1, в направлении спутника С2, дБ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - усиление приемной антенны спутника С2 в направлении ЗС1, дБ; k - постоянная Больцмана; Lu - затухание при распространении волны вверх, дБ. Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау , (3.2) где Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - приращение шумовой температуры на пути вниз, дБ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - максимальная плотность потока мощности в полосе 1 Гц, подводимая к антенне спутника С1, усредненная в наихудшей полосе шириной 4 кГц, дБ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - усиление передающей антенны спутника С1 в направлении земной станции ЗС2; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - усиление антенны приемной станции ЗС2 в направлении спутника С1, дБ; Ld - затухание при распространении волны вниз. Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау , (3.3) где Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - кажущееся увеличение эквивалентной шумовой температуры всей спутниковой линии, К; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - коэффициент передачи конкретной спутниковой линии. На рисунке 3.1 приведены все расстояния и углы, определенные в расчете. Система А1, связанная со спутником С1 и земной станции ЗС1 является мешающей для системы А2, состоящей из спутника С2 и земной станции ЗС2. Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау Определим неизвестные величины для формул (3.2) и (3.3): Расстояние от станции до спутников по формуле (2.1): а) Алматы: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау ; б) Москва: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау . Далее определим расстояние между земными станциями: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау , (3.4) где Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау , где R - радиус Земли (R = 6370 м); Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - широта Алматинской станции; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - долгота Алматинской станции; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - широта Московской станции; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - долгота Московской станции. Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау Определим топоцентрические углы Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау и Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау /7/: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау ; (3.5) где Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - расстояние от земной станции до первого спутника, км; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - расстояние от земной станции до второго спутника, км; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау - геоцентрический угловой радиус, грд. Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау . Далее определим экзоцентрические углы δ и η: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау ; (3.6) Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау . Рассчитаем усиление антенн по направлению на мешающую систему. Так как на этих спутниках используются узконаправленные лучи, то усиление антенн по направлению, расходящемуся с главным, лепестком на угол Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау можно определить, по формуле: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау . (3.7) Таким образом, вычисляем: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау . Необходимо вычислить потери при распространении сигнала на трассе вверх и вниз по формуле: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау , (3.8) где f - частота, МГц; d - расстояние, км. Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау . Оценим мешающее влияние Алматинской станции на Московскую. Подставив данные, полученные выше, в формулы (3.1), (3.2) получим: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау ; Отсюда Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау , тогда Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау . Таким образом, Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау . Процентное увеличение эквивалентной шумовой температуры составляет 5,98%, что меньше порогового уровня - 6%, следовательно, координация не требуется и работа системы не вносит помех работе Московской системы. Оценим влияние Московской системы на Алматинскую. Как и в предыдущем примере рассчитаем: Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау ; Отсюда Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау ; Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау , тогда Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау . Таким образом, Курсовая: Расчет спутникового канала Алматы-Атырау . Значение меньше порогового уровня 6%. Из результатов вычислений можно сказать, что системы не мешают друг другу в работе, хотя оба спутника используют глобальный луч и практически нет разницы в уровнях между полезным и мешающим сигналом, которая могла бы иметь место за счет диаграммы направленности антенны на спутнике. То есть можно сделать вывод о совместимости систем.
рефераты Рекомендуем рефератырефераты

     
Рефераты @2011