Главная Случайная страница


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 университет

Московский 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 ГГц R км R км Rmax км РПАС1 Вт РПАС2 Вт РПАС3 Вт αmin афАС дБ gа АСпд дБ gа АСпр, дБ РпрАС, дБ афКСпр дБ афКСпд дБ gaКС дБ РпрКС, дБВт   РпдКС, Вт
1,6 1,5       0,1 0,5   30˚       -130 1,5 1,2   -102  
адоп↑ дБ адоп↓ дБ U1=U8=U, B RΩ1=RΩ2=RΩ, Ом qшдоп, дБ                          
1,2   2,5                              

 


 

, 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]ФАС[дБ]=-10[дбВт]-0[дБ]= -10 дБВт;

р32[дБВт]22[дБВт]ФАС[дБ]=-3,01[дбВт]-0[дБ]=-3,01дБВт;

р33[дБВт]23[дБВт]ФАС[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][м])= 20 * Lg (4 * 3,14 *(1*106[м])/(0,19м]))=156,52 дБ;

6. Рассчитаем уровень сигнала р51 , р5 2 53 поступающего на приемную антенну КС с учетом потерь:

р51[дБВт]41[дБВт]доп [дБ]св[дБ]=-8[дБВт]-1,2[дБ]-156,52[дБ]=- 165,72дБВт;

р52[дБВт]42[дБВт]доп [дБ]- асв [дБ]=-1,01[дБВт]-1,2[дБ]-156,52 [дБ]= -158,73дБВт;

р53[дБВт]43[дБВт]доп [дБ]св [дБ]]=2 [дБВт] -1,2[дБ]-156,52 [дБ]= - 155,72дБВт;

 

7. Рассчитаем уровень сигнала р6162, р63на выходе приемной антенны (АНТ) КС в т.6 с учетом её коэффициента усиления ga КС[дБ]:

 

р61[дБВт]51[дБВт]+ga КС[дБ]=-165,72 [дБВт] +30 [дБ]=- 135,72дБВт;

р62[дБВт]52[дБВт]+ga КС[дБ]=-158,73 [дБВт] +30 [дБ]=- 128,73дБВт;

р63[дБВт]53[дБВт]+ga КС[дБ]=-155,72[дБВт] +30 [дБ]=- 125,72дБВт;

 

8. Рассчитаем уровень сигнала в т.7 р7172 73на входе приемника КС учетом потерь в антенно-фидерном устройстве (АФУ) афКСпр:

р7 1[дБВт]6 1[дБВт] - афКСпр [дБ]=- 135,72[дБВт] -1,5[дБ]=-137,22дБВт;

р7 2[дБВт]6 2[дБВт] - афКСпр [дБ]=- 128,73[дБВт] -1,5[дБ]=-130,23дБВт;

р7 3[дБВт]6 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]8[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]9[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][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]10[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]11[дБВт] + gаАС[дБ]=-119,97[дБВт]+2[дБ]=-117,97дбВт;

 

15. На входе приемника АС с учетом ослаблений в АФУ

р13[дБВт]12[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

Рп АС опт, Вт     P2 опт[дБ] = 10 * Lg(Pпрд опт) 10,00
gа АС опт, [дБ]     Р3 опт[дБ] =Р2 опт - аф АС 10,00
      Р4 опт[дБ] =Р3 опт + gа АС опт 20,00
      Р5 опт[дБ] =Р4 опт - адоп - асв -137,72
      Р6 опт[дБ] =Р5 опт + gа КС -107,72
      Р7 опт[дБ] =Р6 опт - аф КС пр -109,22

 

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

 

 


<== предыдущая | следующая ==>
Напиши, из какого литературного произведения эти отрывки | ЗАДАЧА 3. Аналитический поиск наилучшего решения

Date: 2016-01-20; view: 305; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.007 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию