Hệ thống thông tin vệ tinh - chương 9

Chia sẻ: Khinh Kha Kha | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

163
lượt xem 59
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thiết bị trạm mặt đất - cấu hình trạm mặt đất - các yêu cầu : EIRP của thiết bị phát lên , G/T của hệ thống thu - Các thiết bị vô tuyến : Anten và thiết bị định hướng búp sóng , bộ khuếch đại công suất lớn , đổi tần lên và xuống

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Hệ thống thông tin vệ tinh - chương 9

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 9 – Thi t b tr m m t ñ t 1. C u hình tr m m t ñ t 2. Các yêu c u: EIRP c a thi t b phát lên, G/T c a h th ng thu 3. Các thi t b vô tuy n: Anten và thi t b ñ nh hư ng búp sóng, b khu ch ñ i công su t l n, ñ i t n lên và xu ng 4. Thi t b trung t n và băng t n cơ s : ði u ch và gi i ñi u ch , ghép kênh 1
Thi t b tr m m t ñ t • Tr m m t ñ t theo nghĩa r ng ñư c hi u là toàn b các thi t b ñ t trên: m tñ t m t bi n th m chí trên không (máy bay, khinh khi c u ...) có kh năng liên l c, trao ñ i thông tin tr c ti p v i các v tinh trên qu ñ o. • H th ng thông tin liên l c thư ng ñư c thi t l p gi a v tinh trên qu ñ o v i m t ho c nhi u tr m m t ñ t trong m t s trư ng h p ñ c bi t có th ñư c trung chuy n thông qua v tinh khác v trung tâm. Thi t b tr m m t ñ t 2
Toàn c nh trung tâm ñi u khi n v tinh t i Deajeon, Hàn Qu c TTC (Telemetly; Tracking; Command) là ðo xa; bám và l nh SOS (Satellite Operation) là ñi u hành ho t ñ ng c a v tinh MAPS (Mission Analysis & Planning) phân tích yêu c u nhi m v và l p k ho ch SIM (Satellite Simlator) h mô ph ng C u hình tr m m t ñ t Tr m m t ñ t có th ñư c chia thành các ph n sau: thi t b vô tuy n (bao g m anten), thi t b băng g c và thi t b ñi u khi n, và giao di n ngư i dùng. Ngoài ra các tr m m t ñ t còn có h cung c p ngu n, ñi u hòa nhi t ñ … Các thành ph n chính c a tr m m t ñ t ñư c mô t trong hình sau Các thi t b vô tuy n cung c p kh năng ghép n i trung t n IF cho thi t b băng g c ñ th c hi n ch c năng ñi u ch , gi i ñi u ch , cùng v i ch c năng x lý băng g c và ghép n i v i m ng m t ñ t. C u hình c th c a thi t b băng g c tùy thu c vào phương pháp ñi u ch và ña truy c p s d ng. Các ph n t cơ b n c a m t tr m m t ñ t có d phòng ñư c cho trên hình 5.4. D phòng có nghĩa m t s kh i ñư c nhân ñôi. M t kh i ñư c d phòng kép này khi b s c s t ñ ng chuy n m ch ñ n kh i d phòng. Các kh i d phòng ñư c v trên hình 5.4 d ng ñư ng ng t quãng. 3
C u hình tr m m t ñ t C u hình tr m m t ñ t 4
C u hình tr m m t ñ t EIRP c a thi t b phát EIRP c a tr m m t ñ t là giá tr s d ng cho tuy n lên. Gi ng như v i EIRP c a v tinh (tuy n xu ng), giá tr này có ñư c b ng cách nhân tăng ích c a anten v i công su t phát ñ u vào anten. Ngoài ra EIRP còn ph i tính ñ n t n hao gi a HPA và anten. Các tr m m t ñ t thư ng ñư c thi t k ñ ho t ñ ng như là tuy n lên có ñ tin c y cao và t n hao do mưa th p. Do ñó, ñư ng biên EIRP v b n ch t l n hơn so v i tuy n xu ng. ð ng th i giá tr EIRP cũng dùng ñ xác ñ nh nh hư ng c a b c x t i con ngu i và các v t th s ng khác. Do ñó các tr m m t ñ t l n thư ng không ñ t nơi có m t ñ dân cao, và v i ng d ng c th thì b c x có th ph i ñư c gi m t m c th p (như v i ñi n tho i di ñ ng) • G/T c a thi t b thu C u hình tr m m t ñ t Thi t b k t n i tr m v tinh m t ñ t v i m ng vi n thông m t ñ t. ð gi i thích ta s xét lưu lư ng ñi n tho i. Lưu lư ng này có th g m nhi u kênh ñi n tho i ñư c ghép v i nhau theo t n s , ho c th i gian. Ghép kênh này có th khác v i ghép kênh c n thi t ñ truy n d n v tinh, vì th kh i ti p theo là thi t b ghép kênh th c hi n l p khuôn d ng l i cho lưu lư ng. Sau ñó lu ng ghép ñư c ñi u ch trung t n (IF), thư ng là 70 MHz. Nhi u t ng trung t n song song ñư c s d ng cho t ng sóng mang ñư c phát. Sau khuy ch ñ i IF 70 MHz, tín hi u sau ñi u ch ñư c bi n ñ i nâng t n ñ n t n s sóng mang c n thi t. Nhi u sóng mang có th ñư c phát cùng m t lúc và m c dù ñây là các t n s khác nhau, các sóng mang ñư c ñ c t theo t n s : các sóng mang 6GHz hay các sóng mang 14 GHz. C n lưu ý r ng m i sóng mang có th ñư c s d ng cho nhi u ñi m nh n. Nghĩa là chúng mang lưu lư ng ñ n các tr m khác nhau. Ch ng h n m t sóng mang vi ba có th mang lưu lư ng ñ n Boston và New York. Cùng m t sóng mang ñư c thu t i hai ñi m, ñư c l c ra b i các b l c t i tr m m t ñ t thu. 5
C u hình tr m m t ñ t Sau khi ñi qua b bi n ñ i nâng t n, các sóng mang ñư c k t h p và tín hi u t ng băng r ng ñư c khu ch ñ i. Tín hi u băng r ng sau khu ch ñ i ñ ơc ti p sóng ñ n anten qua b ghép song công: Diplexer. Diplexer cho phép anten x lý ñ ng th i nhi u tín hi u phát và thu. Anten tr m làm vi c c hai ch ñ phát thu ñ ng th i nhưng t i các t n s khác nhau. Trong băng C, ñư ng lên danh ñ nh hay t n s phát là 6GHz và ñư ng xu ng hay t n s thu là 4GHz. Trong băng Ku, t n s ñư ng lên danh ñ nh là 14 GHz và ñư ng xu ng là 12 GHz. Do các anten khu ch ñ i cao ñư c s d ng cho c hai ñư ng, nên chúng có các búp sóng r t h p. Búp sóng h p này c n thi t ñ ngăn ch n nhi u gi a các ñư ng v tinh lân c n. Trong trư ng h p băng C, cũng c n tránh nhi u ñ n t các tuy n vi ba m t ñ t . Các tuy n vi ba m t ñ t không ho t ñ ng t i các t n s băng Ku. C u hình tr m m t ñ t Trong nhánh thu (phía ph i c a hình 5.5), tín hi u thu ñư c khu ch ñ i trong b khu ch ñ i t p âm nh sau ñó ñư c chuy n ñ n b chia ñ tách thành các sóng mang khác nhau. Các sóng mang này ñư c bi n ñ i h t n ñ n băng IF r i ñư c chuy n ñ n kh i ghép kênh ñ ñư c ch nh l i khuôn d ng c n thi t cho m ng m t ñ t. C n lưu ý r ng dòng lưu lư ng phía thu khác v i dòng này phía phát. S lư ng sóng mang, kh i lư ng lưu lư ng ñư c mang s khác nhau và lu ng ghép ñ u ra không nh t thi t ph i mang các kênh ñi n tho i ñư c mang phía phát. T n t i nhi u lo i tr m m t ñ t khác nhau ph thu c vào các yêu c u d ch v . Theo nghĩa r ng có th phân lo i lưu lư ng thành: tuy n lưu lư ng cao, tuy n lưu lư ng trung bình và tuy n lưu lư ng th p. Trong kênh tuy n lưu lư ng th p, m t kênh phát ñáp (36 MHz) có th mang nhi u sóng mang và m i sóng mang liên k t v i m t kênh tho i riêng. Ch ñ ho t ñ ng này ñư c g i là m t sóng mang trên m t kênh (SCPC: Single Carrier per Channel). Ngoài ra còn có ch ñ ña truy nh p. 6
Các h th ng TV gia ñình, TVRO Theo quy ñ nh truy n hình qu ng bá tr c ti p ñ n máy thu TV gia ñình ñư c th c hi n trong băng t n Ku (12 GHz). D ch v này ñư c g i là d ch v v tinh qu ng bá tr c ti p (DBS: direct broadcast satellite). Tuỳ thu c vào vùng ñ a lý n ñ nh băng t n có th hơi thay ñ i. M , băng t n ñư ng xu ng là 12,2 ñ n 12,7GHz. Tuy nhiên, hi n này nhi u gia ñình s d ng các ch o khá to (ñư ng kính kho ng 3m) ñ thu các tín hi u TV ñư ng xu ng trong băng C (GHz). Các tín hi u ñư ng xu ng này không ch ñ nh ñ thu gia ñình mà dành cho vi c chuy n ñ i m ng ñ n các m ng phân ph i truy n hình (các ñài phát VHF, UHF và cáp truy n hình). M c dù có v như th c t thu các tín hi u TV hi n nay ñư c thi t l p r t t t, nhưng nhi u nhân t k thu t, thương m i và pháp l ât ngăn c n vi c thu này. Các khác bi t chính gi a các h th ng TVRO (TV recieve only: ch thu TV) băng Ku và băng C là t n s công tác c a kh i ngoài tr i và các v tinh dành cho DBS băng Ku có EIRP (công su t phát x ñ ng hư ng tương ñương) cao hơn nhi u so v i băng C. Các h th ng TV gia ñình, TVRO Hình 5.1. Sơ ñ kh i ñ u cu i thu DBS TV/FM gia ñình 7
Kh i ngoài tr i Kh i này bao g m m t anten thu ti p sóng tr c ti p cho t h p khu ch ñ i t p âm nh / bi n ñ i h t n. Thông thư ng b ph n x parabol ñư c s d ng v i loa thu ñ t tiêu ñi m. Bình thư ng thi t k có tiêu ñi m ñ t ngay trư c bô ph n x , nhưng trong m t s trư ng h p ñ lo i b nhi u t t hơn, b ti p sóng (Feed) có th ñư c ñ t l ch như th y trên hình v . Kinh nghi m cho th y r ng có th thu ch t lư ng ñ m b o b ng các b ph n x có ñư ng kính t 0,6 ñ n 1,6m (1,97-5,25 ft) và kích thư c ch d n thông thư ng là 0,9m (2,95ft) và 1,2m (3,94 ft). Trái l i ñư ng kính b ph n x băng C (4GHz) thư ng vào kho ng 3m (9,84 ft). Lưu ý r ng h s khu ch ñ i anten t l thu n v i (D/λ)2. So sánh khu ch ñ i c a ch o 3m t i 4GHz v i ch o 1m t i 12 GHz, ta th y trong c hai trư ng h p t s D/λ=40, vì th khu ch ñ i c a chúng b ng nhau. Tuy nhiên m c dù suy hao truy n sóng t i 12 GHz cao hơn nhi u so v i 4GHz, nhưng ta không c n anten thu có khu ch ñ i cao hơn vì các v tinh qu ng bá tr c ti p làm vi c công su t phát x ñ ng hư ng tương ñương cao hơn nhi u. Kh i ngoài tr i Băng t n ñư ng xu ng d i 12,2 ñ n 12,7 GHz có ñ r ng 500 MHz cho phép 32 kênh TV v i m i kênh có ñ r ng là 24 MHz. T t nhiên các kênh c nh nhau s ph n nào ch ng l n lên nhau, nhưng các kênh này ñư c phân c c LHC và RHC ñan xen ñ gi m nhi u ñ n các m c cho phép. S phân b t n s như v y ñư c g i là ñan xen phân c c. Loa thu có th có b l c phân c c ñư c chuy n m ch ñ n phân c c mong mu n dư i s ñi u khi n c a kh i trong nhà. Loa thu ti p sóng cho kh i bi n ñ i t p âm nh (LNC: low noise converter) hay kh i k t h p khu ch ñ i t p âm nh (LNA: low noise amplifier) và bi n ñ i (g i chung là LNA/C). Kh i k t h p này ñư c g i là LNB (Low Noise Block: kh i t p âm nh ). LNB ñ m b o khu ch ñ i tín hi u băng 12 GHz và bi n ñ i nó vào d i t n s th p hơn ñ có th s d ng cáp ñ ng tr c giá r n i ñ n kh i trong nhà. D i t n tín hi u sau h t n là 950-1450 MHz (xem hình 5.1). Cáp ñ ng tr c ho c cáp ñôi dây ñư c s d ng ñ truy n công su t m t chi u cho kh i ngoài tr i. Ngoài ra cũng có các dây ñi u khi n chuy n m ch phân c c. 8
Kh i trong nhà Tín hi u c p cho kh i trong nhà thư ng có băng t n r ng t 950 ñ n 1450 MHz. Trư c h t nó ñư c khu ch ñ i r i chuy n ñ n b l c bám ñ ch n kênh c n thi t (xem hình 5.1). Như ñã nói, ñan xen phân c c ñư c s d ng vì th khi thi t lâp m t b l c phân c c ta ch có th thu ñư c m t n a s kênh 32 MHz. ði u này gi m nh ho t ñ ng c a b l c bám vì bây gi các kênh ñan xen ñư c ñ t cách xa nhau hơn. Sau ñó kênh ñư c ch n ñư c bi n ñ i h t n: thư ng t d i 950 MHz xu ng 70 MHz, tuy nhiên cũng có th ch n các t n s khác trong d i VHF. B khu ch ñ i 70 MHz khu ch ñ i tín hi u ñ n m c c n thi t cho gi i ñi u ch . S khác bi t chính gi a DBS và TV thông thư ng ch DBS s d ng ñi u t n còn TV thông thư ng s d ng ñi u biên (AM) d ng ñơn biên có nén (VSSB: Vestigal Single Sideband). Vì th c n gi i ñi u ch sóng mang 70 MHz và sau ñó tái ñi u ch AM ñ t o ra tín hi u VSSB trư c khi ti p sóng cho các kênh VHF/UHF c a máy TV tiêu chu n. M ng VSAT 9