10. Уравнение связи для спутниковых линий «Земля–ср» (слайд и формулы).

11. Уравнение связи для спутниковых линий «Земля–ср–Земля» (слайд и формулы).

Спутниковые линии связи обладают рядом особенностей, выделяющих их из других систем радиосвязи. Прежде всего, это большая удалённость ЗС и их работа через ретранслятор. Следствием значительной удалённости (для геостационарных спутников удаление составляет 36000 км) являются большие величины затуханий и задержек полезного сигнала.

Линии спутниковой связи могут состоять из двух или нескольких участков: Земля – СР, СР – СР, СР – Земля. Наличие нескольких участков переприёма предъявляет жёсткие требования к оборудованию СР и земных станций с целью обеспечения заданного качества связи.

В общем случае структурная схема участка ЗС – СР линии спутниковой связи имеет вид (слайд 1). На этом же слайде приведена диаграмма уровней полезного сигнала. Участок спутниковой линии в направлении от ЗС к КА-ретлянслятору (линия «вверх»)т включает передатчик ЗС, волновой тракт ЗС, антенну ЗС, среду распространения – эфир, антенну, волновой тракт и приемник КА-ретлянслятора.

Для оценки энергетического потенциала передающей станции используют понятие эквивалентной изотропно излучаемой мощности (по сути – мощность на выходе ЗС):

P_э = P_пер _пер G_пер,

где P_пер – мощность на выходе передатчика; _пер – коэффициент передачи (по мощности) волноводного тракта (КПД тракта); G_пер – коэффициент усиления передающей антенны.

Затухание энергии сигнала в свободном пространстве определяется выражением:

L₀ = 16²d ²/²,

где  – длина волны; d – наклонная дальность (расстояние между передающей и приёмной антеннами).

Кроме основных потерь на трассе присутствуют дополнительные потери L_доп, вызванные дождем туманом, вращением плоскости поляризации и другими факторами. Полное значение потерь на трассе: L_р = L₀L_доп.

С учетом изложенного можно определить мощность сигнала на входе приёмника КА-ретлянслятора:

Слайд 1

Полученное выражение пригодно для расчёта любых радиолиний прямой видимости. Из этой формулы можно определить необходимую мощность передатчика по заданному значению мощности сигнала на входе приёмника:

При расчёте линии часто оказывается заданной не мощность сигнала на входе приёмника, а отношение сигнал-шум на входе приёмника тогда P_пр = P_ш(P_c /P_ш)_вх, где P_ш – полная мощность шума на входе приёмника.

Рассмотрим структуру спутниковой связи, состоящую из двух линий:

линия «вверх»: ЗС – КА-ретлянслятор и линия «вниз»: КА-ретлянслятор – ЗС (слайд 2).

Слайд 2

Для этих участков справедливы следующие соотношения:

• для участка Земля–СР

,

где P_ш.б – мощность шума на входе приёмного устройства, расположенного на борту СР,

• для участка СР–Земля

Т.о. рассмотренные уравнения позволяют рассчитывать требуемые значения мощностей передатчиков ЗС и ретрансляторов, необходимых для обеспечения каналов спутниковой связи.