Hệ thống thông tin vệ tinh - chương 3

Chia sẻ: Khinh Kha Kha | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

0
159
lượt xem
71
download

Hệ thống thông tin vệ tinh - chương 3

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cấu tạo của vệ tinh thông tin - khái quát cấu trúc khối - tải thông tin (tải hữu ích ) - Payload : các bộ phát đáp , anten, tàu vũ trụ hệ con của tàu , hệ thống duy trình và tư thế bay ,hệ thống bám sát

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Hệ thống thông tin vệ tinh - chương 3

  1. H TH NG THÔNG TIN V TINH B môn Thông tin vô tuy n ð i h c công ngh - ðHQG HN Gi ng viên Th m ð c Phương Tel. 0903 229 117 E- Mail: phuongthamduc@yahoo.com Chương 3 – C u t o c a v tinh thông tin 1. Khái quát c u trúc kh i 2. T i thông tin (t i h u ích) - Payload: các b phát ñáp, anten 3. Tàu vũ tr (Platfom), các h con c a tàu: H th ng duy trì v trí và tư th bay, h th ng bám sát, ño xa và ñi u khi n; h cung c p ñi n năng; h ñi u hoà nhi t ñ ; h ñ y; h th ng khung v . 1
  2. Sơ ñ kh i V tinh Tàu vũ tr T i h u ích H ñ ng cơ H KT ñ cao Các b H cơ khí phát ñáp vi n ñi m và quĩ ñ o H ño xa H ki m tra Ngu n ñi n anten và ñi u khi n nhi t Mô t c u trúc v tinh thông tin 2
  3. Ch c năng t i h u ích • Gom các tín hi u viba t m t vùng ñã cho trên m t ñ t • Khu ch ñ i tín hi u trong d i t n làm vi c • ð i t n s tuy n lên thành tuy n xu ng • Truy n tín hi u viba ñ n m t vùng ñã cho trên m t ñ t fdown fup Băng thông toàn b d i t n kho ng 1GHz. M i b phát ñáp có băng thông t 36 ñ n 72MHz 3
  4. T¶i h÷u Ých cña vÖ tinh viÔn th«ng • PhÇn lín bé ph¸t ®¸p hiÖn nay l m viÖc ë c¸c d¶i C v Ku. GÇn ®©y mét sè vÖ tinh ® cã bé ph¸t ®¸p ë d¶i Ka. BÒ réng d¶i th«ng tõ 36 ®Õn 72 MHz c¶ víi ph©n cùc tuyÕn tÝnh v ph©n cùc trßn, ph−¬ng thøc truyÒn vÉn l èng dÉn cong. • C¸c bé ph¸t ®¸p ®Òu dïng ®Ìn sãng ch¹y khuÕch ®¹i c«ng suÊt ®Ó ®¹t EIRP tuyÕn xuèng kho¶ng 30-40 dBW (C-Band) v 40-50 dBW (Ku-Band). T¶i h÷u Ých ë c¸c vÖ tinh thÕ hÖ míi ® dïng ChuyÓn m¹ch trªn vÖ tinh (OBS) v Xö lý trªn vÖ tinh (OBP) • OBP cho phÐp dïng bé khuÕch ®¹i c«ng suÊt ë thÓ r¾n SSPA ®Ó c¶i thiÖn tÝnh n¨ng v hiÖu qu¶ cña hÖ thèng. Víi OBP th× c¶ bé ph¸t ®¸p analog v bé ph¸t ®¸p digital ®Òu ®¶m b¶o ®−îc ®é linh ho¹t cña m¹ng Các kênh c a b phát ñáp v tinh fup fdown 4
  5. Máy thu băng r ng v tinh Phân h thông tin Sơ ñ kh i phân h thông tin cho v tinh Morelos 5
  6. H th ng duy trì v trí và tư th bay c a v tinh Tư th v tinh ñư c duy trì Sensor hư ng Yaw theo m t h th ng có 3 tr c to ñ mà ñi m g c là tr ng tâm c a v tinh: Sensor hư ng Tr c Yaw hư ng vào tâm Pitch và Roll trái ñ t, tr c Pitch vuông B x lý góc v i tr c Yaw và quay v hư ng nam, tr c Roll Tr c Roll (hư ng theo vuông góc v i hai m t véctơ t c ñ ) Bánh ñà ph ng tr c kia và hư ng d c theo véctơ t c ñ chuy n ñ ng c a v tinh. Tr c Yaw (hư ng v trái ñ t) Tr c Pitch H th ng duy trì v trí và tư th bay c a v tinh ð phát hi n nh ng sai l ch tư th ngư i ta dùng các c m bi n: c m bi n trái ñ t (theo b c x h ng ngo i, sóng vô tuy n ñi n), c m bi n m t tr i (theo ánh sáng), con quay h i chuy n (phát hi n nh ng thay ñ i so v i hư ng quán tính c a tr c quay). M i sai l ch tư th ñ u ñư c chuy n v h th ng t ñi u khi n c a v tinh và h th ng ñi u khi n m t ñ t. Yêu c u v n ñ nh tư th là ≤±0.1 hư ng B c 0 -Nam và ≤±0.05 hư ng ðông - Tây 0 6
  7. H th ng duy trì v trí và tư th bay c a v tinh Các b t o mô Các sensor men xo n Sensor trái ñ t bánh xe ñà con quay Sensor m t tr i ð ng cơ ñ y Sensor cao t n H ñi u khi n B bám sao Nam châm ñi n Con quay Giao di n bám sát- ño xa - ñi u khi n H th ng bám sát - ño xa và ñi u khi n - TT&C • Cung c p nh ng thông tin ki m tra các h con trên v tinh cho tr m ñi u khi n trên m t ñ t • Nh n l nh ñi u khi n v trí và tư th v tinh c a tr m ñi u khi n m t ñ t Phân h TT&C (Telemetry, Tracking and Command: ðo t xa, bám và ñi u khi n) D li u trong tín hi u ño t xa có c thông tin ñ cao nh n ñư c t các b c m bi n m t tr i và trái ñ t, thông tin môi trư ng như cư ng ñ t trư ng và phương, t n su t nh hư ng c a thiên th ch.... và các thông tin v t u vũ tr như: nhi t ñ , ñi n áp ngu n, áp su t nhiên li u. Phân h ñi u khi n thu các tín hi u, thư ng là tr l i cho thông tin ño t xa: thay ñ i ñ cao, ñ u thêm ho c c t b t các kênh, ñ nh hư ng l i anten ho c duy trì qu ñ o theo l nh t m t ñ t. 7
  8. H th ng bám sát - ño xa và ñi u khi n - TT&C Bám v tinh ñư c th c hi n b ng các tín hi u h i ñăng ñư c phát ñi t v tinh. Các tín hi u này ñư c TT&C tr m m t ñ t thu. Bám ñ c bi t quan tr ng trong các giai ño n chuy n và d ch qu ñ o c a quá trình phóng v tinh. Khi v tinh ñã n ñ nh, v trí c a v tinh ñ a tĩnh có xu th b d ch do các l c nhi u khác nhau. Vì th ph i có kh năng bám theo s xê d ch c a v tinh và phát ñi các tín hi u hi u ch nh tương ng. Các h i ñăng bám có th ñư c phát trong kênh ño t xa hay b ng các sóng mang hoa tiêu t i các t n s trong m t trong s các kênh thông tin chính hay b i các anten bám ñ c bi t. ð nh kỳ cũng c n có thông tin v kho ng cách t v tinh ñ n tr m m t ñ t. Thông tin này ñư c xác ñ nh b ng cách ño tr truy n các tín hi u phát riêng cho m c ñích ño c ly. Các ch c năng ño t xa, bám và ñi u khi n là các khai thác ph c t p ñòi h i các phương ti n ñ c bi t dư i ñ t ngoài các phân h TT&C trên v tinh. H th ng ñi u khi n v tinh Telesat c a Canada. 8
  9. H cung c p ñi n năng G m các t m pin m t tr i, các c qui (NiCd ho c NiMH), các m ch b o v và ñi u khi n. Pin m t tr i có th làm b ng Si ho c GaAs, so sánh tính năng hai lo i như sau: lo i 10 năm lo i 15 năm Ki u t bào GaAs Si GaAs Si Hi u qu % 18,6 14,3 18,6 14,3 ð dày 200 200 200 200 Ch s W/kg 36,0 29,7 42,7 35,5 Ch s W/m2 113,9 77,9 139,5 96,6 Giá thành 1,1 1,0 1,1 1,0 $/W p H ñi u hoà nhi t ñ V tinh nóng lên vì nhi t do các thi t b c a nó to ra và các b c x nhi t c a các thiên th , ch y u là t m t tr i và trái ñ t. H th ng ñi u hoà nhi t ñ luôn duy trì cho các thi t b trên v tinh ñư c làm vi c trong các d i nhi t ñ sau: Thi t b Nhi t ñ , to Ch ñ th p nh t Cao nh t Anten -150 +80 Thi t b ñi n t -30 +55 D phòng +10 +45 v n hành Pin m t tr i -160 +55 Ngu n c qui -10 +25 D phòng 0 +10 Sensor m t tr i -30 +55 B n ch a nhiên li u +10 +55 9
  10. H ñi u hoà nhi t ñ Ngư i ta kh ng ch nhi t ñ các ph n khác nhau trên v tinh b ng cách trao ñ i nhi t gi a các ñi m có nhi t ñ khác nhau: • S d ng ng d n khí ho c ch t l ng ñ d n nhi t t i các b to nhi t • Ho c gi i h n s trao ñ i nhi t (s d ng v t li u cách nhi t) • Ho c tăng nhi t (s d ng các thi t b nung nóng) • Hay s d ng nh ng b m t có tính ch t quang nhi t (ñ phát x hoăch h p th nhi t) H ñ y Có hai lo i thi t b ñ y ph n l c trên v tinh • Thi t b ñ y công su t th p t vài miliNewton ñ n vài Newton, ñ hi u ch nh v trí v tinh trên quĩ ñ o • Thi t b ñ y công su t trung bình và l n kho ng vài trăm Newton ñ n hàng ch c nghìn Newton, ví d như motor c n ñi m và vi n ñi m Ngoài các thi t b ñ y ph n l c, còn có các thi t b khác có th làm thay ñ i tư th c a v tinh: • Bánh ñà - m t con quay l n ñ t trong v tinh, có th làm cho v tinh quay ñi m t góc b ng cách thay ñ i t c ñ quay c a nó • Nam châm ñi n ñ t trong v tinh ñ tương tác v i trư ng ñ a t • Bu m m t tr i 10
  11. H th ng khung v Dùng ñ gá l p t i h u ích, b n ch a nhiên li u, các h cơ khí, ñi n t , anten, dàn pin m t tr i, c qui, v.v... V c a v tinh b o v thi t b ñ i v i các b c x vũ tr và b i vũ tr . Toàn b khung v chi m 10% t ng tr ng lư ng v tinh lúc phóng. Vì giá phóng ph thu c vào tr ng lư ng nên khung v ph i r t nh và b n trong các ñi u ki n kh c nghi t: • Lúc phóng: Ch n ñ ng và áp l c r t l n • Trong th i gian t n t i trên quĩ ñ o: Nhi t ñ thay ñ i trong ph m vi r t r ng (phía có m t tr i chi u +200oC, phía trong bóng râm -150oC) gây bi n d ng v t li u, không có khí quy n ñ lưu thông gió làm mát thi t b , s va ñ p v i các h t s n trong vũ tr khi v tinh bay v i t c ñ vài km/s. 11
Đồng bộ tài khoản