Расчёт ослабления радиосигнала на участках линии спутниковой связи

1) Потери в антенно-волноводном тракте приема земной станции или бортового ретранслятора:

где - коэффициент передачи по мощности антенно-волноводного тракта приёма.

Потери в антенно-волноводном тракте в расчетах обычно применяют:

Они зависят от диапазона частот и конструкции антенно-волноводного тракта.

2) Найдем при приеме земной станции и бортового ретранслятора.

3) При расчете энергетических параметров сети спутниковой связи наклонную дальность следует выбрать максимальным для заданной зоны обслуживания. Для выполнения этого условия из исходных данных выберем географические координаты ЗС и РС таким образом, чтобы ЗС находилась на максимальном расстоянии от расположения КА для заданной зоны обслуживания.

- географическая широта КА;

- географическая широта ЗС;

- географическая долгота ЗС;

- географическая долгота КА.

4) Топоцентрический параметр ρ находится из следующего условия:

5) Для расчета наклонной дальности необходимы следующие данные:

Н - высота орбиты КА (для геостационарной орбиты Н=35875 );

=6371 - радиус Земли.

Тогда наклонная дальность - опреде­ляется как:

6) Угол места антенны определяется следующей формулой:

Он зависит от широты и долготы размещения ЗС, а также от положения КА на орбите.

Рис.4.4.1. Графики для определения затухания радиосигнала в атмосфере без осадков.

Как видим на графиках (рис.4.4.1) нет кривой для получившегося значения угла места. Округлим полученный результат угла места антенны, к ближайшему значению, представленному на графиках. Таким образом искать будем для значения . Завысив таким образом потери энергии радиосигнала в атмосфере без осадков, получаем погрешность, которая негативным образом может сказаться на дальнейших расчетах. Однако ошибка составляет не более 0,1 , следовательно, на точность расчёта она не повлияет.

7) Найдём затухание сигнала в атмосфере без осадков на линии вверх ( =11 ) и вниз ( =14 ) [6].

Таким образом, =1 и =0,8 .

Затухание сигнала в осадках зависит от атмосферных явлений (таких как: дождь, снег, туман), от размеров области их выпадения и от интенсивности осадков некоторой зоне и т.д. В диапазонах частот f_р/с>10 величина затухания радиосигнала в осадках составляет =1,5…4 . Примем =3 .

Дополнительное затухание сигнала проявляется за счет неточного наведения антенн ЗС и РС друг на друга, обусловлено это рефракцией радио­волн, что приводит к образованию угла между истинным и кажущимся направлениями КА (угловое отклонение). Угловое отклонение сос­тавляет несколько десятых долей градуса. Проблема, связанная с таким родом отклонений, легко решается с использованием автоматического наведения антенн по максимуму сигнала. При других методах наведения с учетом погрешностей конструкции устройства наведения можно принять =1 .

При использовании на ЗС и РС узконаправленных антенн и применении линейной поляризации, большую роль играют потери, вызванные несогласованностью поляризации. Благодаря использованию круговой поляризации эти потери можно сделать пренебрежимо малыми. Поэтому совокупность поляризационных потерь принимают равными =0 [6].

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

9) Длина волны на участке вверх и вниз определяется следующими формулами:

10) Результирующие потери энергии радиоволн при распространении в свободном пространстве определяются в соответствии с выражением:

11) Полное затухание радиосигналов в линиях спутниковой связи определяется дополнительными потерями и потерями в свободном пространстве :

Как видим, значение ослабления на линиях спутниковой связи вверх больше, чем на линиях вниз примерно на 4 (на частотах большего значения радиосигнал затухает сильнее, чем на малых частотах). Это объясняется тем, что на борту КА энергетика жёстко ограничена, что оказывает существенное влияние на максимальную выходную мощность передатчика ретранслятора связи. Поэтому для линии радиосигнала на участке ретранслятор связи - земная станция значения частоты всегда выбирается меньшее, чем на участке земная станция-ретранслятор связи. [6].