Расчёт затухания радиосигнала на участках линии спутниковой связи
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 

Полное затухание радиосигналов в линиях спутниковой связи определяется потерями в свободном пространстве и дополнительными потерями , обусловленными особенностями функционирования систем спутниковой связи:

 

, [дБ]. (3.3)

 

Потери энергии радиоволн при распространении в свободном пространстве определяются в соответствии с выражением

 

, [дБ], (3.4)

 


где – наклонная дальность на участках радиолинии КС, определяемая как

 

, (3.5)

 

где =6371 км – радиус Земли (при её аппроксимации сферой);

H – высота орбиты ИСЗ (для геостационарной орбиты Н = 35875 км, для высокоэллиптических орбит Н – высота апогея);

– топоцентрический параметр, который может быть определен из выражения

 

 (3.6)

 

где, – географическая широта подспутниковой «точки»;

– географическая широта земной станции;

 

; (3.7)

 

– географическая долгота ЗС;

– географическая долгота подспутниковой «точки».

При расчете энергетических параметров сети спутниковой связи следует выбрать максимальным для заданной зоны обслуживания. Для выполнения этого условия из исходных данных выберем географические координаты ЗС и СР таким образом, чтобы ЗС находилась на максимальном расстоянии от подспутниковой «точки» для заданной зоны обслуживания.

Имеем: , , ,

Отсюда,

Дополнительное затухание радиосигнала на участках радиолинии КС зависит от многих факторов, проявляющихся независимо друг от друга, и может быть представлено в виде суммы:

 

, (3.8)

 

где – затухание в атмосфере без осадков;

– затухание в осадках;

– затухание, учитывающее неточность наведения антенн;

– затухание за счет деполяризации сигнала в среде распространения.

Затухание в атмосфере без осадков  определяется главным образом поглощением в тропосфере и имеет ярко выраженный частотно-зависимый характер с резонансными пиками на частотах 22 и 165 ГГц (для водяных паров) и 60 и 120 ГГц (для кислорода).

Потери энергии радиосигнала в атмосфере без осадков не зависят от времени (имеют место в течение 100% времени работы радиолинии) и определяются по графикам (рис. 3.1) в зависимости от частоты радиосигнала  Найдём на линии вверх ( ) и вниз ( ).

Таким образом, и . Затухание сигнала в осадках зависит от вида гидрометеоров (дождь, снег, туман), размеров зоны их выпадения, интенсивности осадков в зоне и т.д. В диапазонах частот величина затухания радиосигнала в осадках составляет . Поэтому примем .


Рис. 3.1. Графики для определения затухания радиосигнала в атмосфере без осадков

 

Дополнительное затухание сигнала за счет неточного наведения антенн ЗС и СР друг от друга обусловлено рефракцией радиоволн, что приводит к образованию угла между истинным и кажущимся направлениями ИСЗ. Угловое отклонение, вызванное рефракцией, составляет несколько десятых долей градуса и может быть скомпенсировано при автоматическом наведении антенн по максимуму сигнала. При других методах наведения с учетом погрешностей конструкции устройства наведения можно принять .

Поляризационные потери на участках линии КС складываются из потерь, вызванных несогласованностью поляризации, потерь, связанных с эффектом Фарадея, и потерь из-за деполяризации радиоволн в осадках.

Потери, вызванные несогласованностью поляризации, имеют существенное значение при использовании на ЗС и СР узконаправленных антенн и применении линейной поляризации. Использование круговой поляризации позволяет эти потери сделать пренебрежимо малыми. Потери, обусловленные эффектом Фарадея, проявляются при использовании сигналов с линейной поляризацией, зависят от частоты и пренебрежимо малы. Потери из-за деполяризации радиоволн при осадках больше характерны для сигналов с круговой поляризацией, носят статистический характер, связанный со статистикой выпадения дождей, и могут оказывать заметное влияние на энергетику систем спутниковой связи на частотах выше 12 ГГц.

При использовании на линиях КС круговой поляризации сигналов результирующие поляризационные потери принимают .

Таким образом, получаем ослабление радиосигнала на участке вниз

и на участке вверх

.

Хорошо видно, что ослабление на участке вниз меньше, чем на участке вверх на 2 дБ. Такое отличие связано с тем, что радиосигнал на более высоких частотах претерпевает большее затухание, чем на частотах ниже. Именно этим обусловлен тот факт, что для значения частоты радиосигнала на участке СР-ЗС всегда выбирается меньшее значение, чем на участке ЗС-СР. Ведь на борту ИСЗ энергетика жёстко ограничена, что сильно оказывает влияние на максимальную выходную мощность передатчика ретранслятора связи.

 



Дата: 2019-07-31, просмотров: 142.