Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Задача № 3. Московский технический университетМосковский технический университет __________________связи и информатики___________________
Задача № 3 «Оптимизация энергетических параметров спутникового каналаграфоаналитическим методом с помощью диаграммы уровней с использованием простого технического критерия»
Выполнил: Группа: Проверил: Сорокин А.С.
Москва 2014 Условие: Оптимизировать энергетические параметрыспутникового канала (СК) графоаналитическим методом с помощью диаграммы уровней (ДУ) с использованием простого технического критерия (ПТК).
Исходные данные:
, ГГц – диапазон рабочих частотпередатчика; , ГГц – диапазон рабочих частот приемника; R ↑↓,км– протяженность участка вверх от (ЗС) земной станции до (КС) космической станции и обратно от (КС) до (ЗС); РПАС1, РПАС2,РПАС3,Вт – мощность передатчиков абонентских станций; αmin- уголнаклона антенны ЗС относительно поверхности земли; РпдКС– мощность передатчика космической станции; РпрКС –мощность приемника космической станции; афАС,дБ–потери антенно-фидерного тракта АС; gаАСпд,дБ– коэффициент усиления антенны АС абонентской станции; gаАСпр, дБ– коэффициент усиления антенны АС; РпрАС, дБ– чувствительность приемника АС; афКСпр,дБ–потери антенно-фидерного тракта космической станции на прием; афКСпд,дБ–потери антенно-фидерного тракта космической станции на передачу; ga КС, дБ– коэффициент усиления антенны космической станции (КС); адоп ↓,дБ–дополнительные потери энергии радиоволн на участке вниз; адоп↑, дБ–дополнительные потери энергии радиоволн на участке вверх; U1=U8=U=2,5, B RΩ1=RΩ2=RΩ=75, Ом qшдоп=10 дБ– допустимое значение отношение сигнал шум (ОСШ) на входе приемника;
Оптимизировать: РПАС opt – мощность абонентской станции
Решение: Рассчитаем уровни сигнала в заданных точках системы (СК): Уровни сигнала в т.1 и в т.8 должны быть одинаковы т.е. р1[дБ]= р8[дБ]. Согласно рекомендуемым нормам к цифровым каналам G703 имеем: U=U1=U8=2,5B; RΩ=RΩ1=RΩ8=75 Ом; 1. Рассчитаем уровень сигнала в т. 1 и соответственно в т. 8: р1[дБ]= р8[дБ]=10 * Lg(U[B]2 / RΩ[Ом])=10*Lg((2,5 [B])2/75 [Ом])= - 10,79 дБ; 2. Рассчитаем уровень сигнала в т. 2, на выходе передатчика ПРД АС для разных мощностей: р21[дБВт]=10*Lg(PПАС1[Вт])=10*Lg(0,1[Вт])= -10дБВт; р22[дБВт]=10*Lg(PПАС2[Вт])=10*Lg(0,5[Вт])= -3,01дБВт; р23[дБВт]=10*Lg(PПАС3[Вт])=10*Lg(1[Вт])= 0,00дБВт;
3. Рассчитаем уровень сигнала в т.3 с учетом потерь в антенно-фидерном устройстве (АФУ) афАС: р31[дБВт]=р21[дБВт]-аФАС[дБ]=-10[дбВт]-0[дБ]= -10 дБВт; р32[дБВт]=р22[дБВт]-аФАС[дБ]=-3,01[дбВт]-0[дБ]=-3,01дБВт; р33[дБВт]=р23[дБВт]-аФАС[дБ]=0,00[дбВт]-0[дБ]=0 дБВт; 4. Рассчитаем уровень сигнала р4 , излучаемый передающей антенной (АНТ) АС в т.4 с учетом её коэффициента усиления gaАСпд[дБ]: р41[дБВт] = р31[дБВт]+ gaАСпд [дБ]= -10 [дБВт]+2[дБ]=-8дБВт; р42[дБВт] = р32[дБВт]+ gaАСпд [дБ]=-3,01 [дБВт]+2[дБ]=-1,01дБВт; р43[дБВт] = р33[дБВт]+ gaАСпд [дБ]=0[дБВт]+2[дБ]=2 дБВт; 5. Рассчитаемλ- длина волны, ми а св↑ [дБ]: λ=с[м/c]/fпрд [Гц] = 3*108[м/c]/16*108[Гц]=0,19 м, где с[м/c] – скорость света, fпрд[Гц]– диапазон рабочих частот; Далее а св↑ [дБ] – потери в свободном пространстве линии вверхна участке вверх от (ЗС) земной станции до (КС) космической станции: а св↑ [дБ]= 20*Lg(4*π* R↑ [м]/λ[м])= 20 * Lg (4 * 3,14 *(1*106[м])/(0,19м]))=156,52 дБ; 6. Рассчитаем уровень сигнала р51 , р5 2 ,р53 поступающего на приемную антенну КС с учетом потерь: р51[дБВт]=р41[дБВт]-адоп↑ [дБ]-асв↑[дБ]=-8[дБВт]-1,2[дБ]-156,52[дБ]=- 165,72дБВт; р52[дБВт]=р42[дБВт]-адоп↑ [дБ]- асв↑ [дБ]=-1,01[дБВт]-1,2[дБ]-156,52 [дБ]= -158,73дБВт; р53[дБВт]=р43[дБВт]-адоп↑ [дБ]-асв↑ [дБ]]=2 [дБВт] -1,2[дБ]-156,52 [дБ]= - 155,72дБВт;
7. Рассчитаем уровень сигнала р61,р62, р63на выходе приемной антенны (АНТ) КС в т.6 с учетом её коэффициента усиления ga КС[дБ]:
р61[дБВт]=р51[дБВт]+ga КС[дБ]=-165,72 [дБВт] +30 [дБ]=- 135,72дБВт; р62[дБВт]=р52[дБВт]+ga КС[дБ]=-158,73 [дБВт] +30 [дБ]=- 128,73дБВт; р63[дБВт]=р53[дБВт]+ga КС[дБ]=-155,72[дБВт] +30 [дБ]=- 125,72дБВт;
8. Рассчитаем уровень сигнала в т.7 р71,р72 ,р73на входе приемника КС учетом потерь в антенно-фидерном устройстве (АФУ) афКСпр: р7 1[дБВт]=р6 1[дБВт] - афКСпр [дБ]=- 135,72[дБВт] -1,5[дБ]=-137,22дБВт; р7 2[дБВт]=р6 2[дБВт] - афКСпр [дБ]=- 128,73[дБВт] -1,5[дБ]=-130,23дБВт; р7 3[дБВт]=р6 3[дБВт] - афКСпр [дБ]=- 125,72[дБВт] -1,5[дБ]=-127,22дБВт; 9. Рассчитаем, чему равен уровень сигнала в точке р8 на выходе передатчика КС при заданной мощности передатчика РпдКС[Вт] КС: р8[дБ] = 10 * Lg(РпдКС[Вт])=10*Lg(5[Вт])=6,99дБВт; 10. Учитывая потери в антенно-фидерном устройстве КСаф КС пер,[дБ], найдем значение уровня сигнала в точке р9 на входе передающей антенны КС: р9[дБВт]=р8[дБВт]- афКСпд[дБ]=6,99[дБВт]-1,2[дБ]=5,79дБВт; 11. Рассчитаем уровень сигнала в точке системы p10излучаемый передающей антенной КС cучетом коэффициента усиления gа КС: p10[дБ] =р9[дБВт]+gа КС[дБ]=5,79[дБВт]+30[дБ]=35,79дБВт;
12. Рассчитаемλ- длина волны, ми а св ↓ [дБ]: λ=с[м/c]/fпр [Гц] = 3*108[м/c]/15*108[Гц]=0,20 м, где с[м/c] – скорость света, fпр[Гц]– диапазон рабочих частот; Далее показатель а св ↓ [дБ] – потери в свободном пространстве линии вниз от КС к АС: а св ↓ [дБ]= 20*Lg(4*π* R ↓ [м]/λ[м])= 20 * Lg (4 * 3,14 *(1*106[м])/(0,20[м]))=155,96 дБ; 13. Рассчитаем уровень сигнала в т.11 на входе приемной антенны АСс учетом потерь в свободном пространстве асв ↓ и адоп ↓- дополнительных потерьэнергии радиоволн: р11[дБ] =р10[дБВт] - адоп ↓ [дБ] - асв ↓ [дБ]=35,79[дБВт] -1[дБ]-155,96[дБВт]=-119.97дБВт; 14. Уровень сигнала на входе приемника АС с учетом коэффициента усиления антенны абонентской станции gаАС[дБ]; р12[дБВт] =р11[дБВт] + gаАС[дБ]=-119,97[дБВт]+2[дБ]=-117,97дбВт;
15. На входе приемника АС с учетом ослаблений в АФУ р13[дБВт]=р12[дБВт] - афАС[дБ]=-117,97[дБВт]- 0[дБ]=-117,97 дбВт; 16. р14[дБВт]= р1[дБВт]=-10,79 дбВт; 17. Рассчитаем энергетический запас по уровню с учетом коэффициента0,125среднее значение которого выбрано из диапазона (0,1…0,15); Δp[дБ] = 0,125 * qшдоп[дБ]= 0,125*10[дБ]=1,25 дб; 18. Построим диаграмму уровней сигналов в различных точках СПСС и проверим УНС (условие нормальной связи). 1. рсвх min КС[дБВт] = РпрКС[дБВт]+ qшдоп[дБ]=-102[дБВт]-10[дБ]=-112 дбВт - минимальное значение чувствительности приемника КС; УНС удовлетворяет соотношение: ≤р7[дБВт] ≤ +Δp[дБ]; р71[дБВт]= -137,22 дБВт; -112 [дбВт]≤-137,22[дБВт]≤ -112дБВт +1,25[дб] р72[дБВт]= - 130,23 дБВ;-112 [дбВт]≤-130,23[дБВт] ≤ -112дБВт +1,25[дб] р73[дБВт]= -127,22 дБВт; -112 [дбВт]≤-127,22[дБВт] ≤ -112дБВт +1,25[дб] Из расчета видно, ни в одном случае УНС не выполняется. УНС выполняется для значений приведенных в таблице 1. Таблица 1
Оптимальная энергетическая эффективность канала космической связи на трассе с заданными параметрами достигается при мощности передатчика абонентской станции 10 Вт и коэффициенте усиления антенны абонентской станции 10 дБ.
2. Рсвх minАС[дБВт]= РпрАС[дБВт]+ qшдоп[дБ] =-130[дБВт] +10[дБ]= -120 дбВт – минимальное значение чувствительности приемника АС; В данном случае, как видно из диаграммы уровней, мощность передатчика КС обеспечивает нормальную связь с АС.
1 2 3 4 5 6 7 8 8 9 10 11 12 13 14
|