4 Bin phỏp thớch ng (Adaptive )
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.37 MB, 188 trang )
- Giảm dung lượng truyền dẫn, Giảm số sóng mang đa truy nhập
- Sử dụng các mã phát hiện lỗi và sửa lỗi (FEC), ARQ…
- Sử dụng thiết bị cao cấp hơn. Tuy nhiên độ tin cây tăng lên thì chi phí
thiết bị trở nên rất đắt.
Chương 3
KỸ THUẬT TRẠM MẶT ĐẤT
Trạm mặt đất – Earth Station (ES) là trạm liên lạc với vệ tinh thông qua
giao diện vô tuyến. Vì các ES nằm ở hai đầu của tuyến vệ tinh cho nên tại đây
thường diễn ra các quá trình sử lý tín hiệu như ghép kênh, chống lỗi, bảo mật,
phân tán công suất (Scrambling), gây méo trước (Emphasis)…Hình 1.5 trng
phần 1 cho ta thấy hình ảnh tổng quan về cấu trúc của trạm mặt đất.
1. anten của trạm mặt đất.
Anten là bộ phận quan trọng của trạm mặt đất. Nó là thiết bị bức xạ ra
sóng điện từ biến thiên theo tín hiệu điện và cũng là thiết bị để sóng điện từ
thu được trở lại thành tín hiệu điện. Trong các trạm mặt đất hiện nay, phần
lớn người ta xử dụng anten parabol hay anten đĩa (Disk antenna ).
Trạm mặt đất gọi là tiêu chuẩn khi trạm làm việc trong các dải tần đã
được quy định và thoả mãn điều kiện:
0
Góc ngẩng E không nhỏ hơn 5 đối với ES làm việc ở băng tần 6/4
0
GHz và lhoong nhỏ hơn 10 đối với ES làm việc ở băng tần 14/11 GHz .
Những trạm mặt đất không thoả mãn các điều kiện trên thì đều được
gọi là trạm mặt đất không tiêu chuẩn.
1.1.Dạng hình học
Các antenna đã có thể mô tả đơn giản bằng hàm giải tích sau:
2
C
Y = 4F x
C
Trong đó F là độ dài tiêu cự, x là toạ độ dọc theo trục mặt parabol. Với
cấu trúc này antenna sẽ thoả mãn yêu cầu là năng lượng bức xạ ra từ đầu phát
sóng đặt tại tiêu điểm của mặt parabol và phản xạ từ bề mặt sẽ đồng pha với
hướng về phía trước trong góc mở của đĩa.
Đê phát sóng lý tưởng là một nguồn điểm đặt tại tiêu đểm và chỉ bức xạ
năng lượng vào bề mặt của đĩa. Thực tế, các cầu phát sóng có một kích thước
nhất định nhưng ta phải đảm bảo cho nó đủ nhỏ theo yêu cầu. Năng lượng
bức xạ ra từ các búp sóng phụ (Sidelobe) tạo nên hiện tượng tràn (Spillover)
xảy ra ở phần mép đĩa. Đó là hiện tượng bức xạ vô Ých ra các hướng xung
quanh antenna gây mất mát công suất và can nhiễu các hệ thống khác. Để hạn
chế các hiện tượng tràn người ta giảm năng lượng bức xạ từ mép đĩa 10 ÷
20dB so với phần trung tâm của đĩa.
Thực tế, các antenna lớn có tiêu cự rất dài. Vì vậy nếu đặt cầu phát
sóng ở tiêu điểm của antenna thì không có lợi do phải kéo cáp nối hoặc phiđơ
(Feeder) ra quá xa, không những gây suy hao mà còn che lấp antenna. Vì vậy
người ta thường dùng các mặt phản xạ phụ (Subreflecor) để cho phép có thể
đặt đầu pháy sóng gần mặt đĩa. Các hệ thống antenna dùng mặt phản xạ phụ
thông dụng gồm có (hình 22):
- Loại Cassegrain dùng một mặt phản xạ phụ hình Hypecboloid.
- Loại Gregorian dụng một mặt phản xạ phụ hình Ellipsoid.
- Loại Spherical dùng một mặt phản xạ phụ hình chỏm cầu.
Do các khối bức xạ thứ cấp cho nên năng lượng sóng bức xạ ở gần mép
đĩa tăng lên dẫn đến hiệu ứng tràn cũng tăng. Để giảm hiệu ứng che khuất do
sự có mặt của khối bức xạ phụ, người ta dùng các hệ thống phản xạ phụ bố trí
lệch (offset). Loại antenna này có cấu trúc phức tạp nên thường chỉ dùng cho
antenna công suất nhỏ.
§Çu thu ph¸t
Ph¸t sãng tiªu ®iÓm
Hypecboloid
Cassegrain
Ellipsoid
Gregorian
Hình 22: Các hệ thống antenna thông dụng.
Spherical
Spherical
1.2 Hệ số tăng Ých của antenna
Hệ số tăng Ých của antenna trên một hướng α thì tỷ số sông suất phát
(hoặc thu ) trên mỗi đơn vị góc mở của nó theo hướng α chia cho sông suất
phát(hoặc thu) trên mỗi đơn vị góc mở của antenna vô cùng công suất
2
G = (4π ) Ae
Trong đó A
eff
ff
2
= η(πD / 4) là diện tích hiệu dụng của antenna, D là đường
kính antenna,λ là bước sóng làm việc , η là hiệu suất của antena. Vì vậy:
2
2
2
G =η(πD /λ) =η(πF/c) =10log[η(π)D/λ) ] (dB)
Hiệu suất toàn phần η của antenna trên thực tế có giá trị khoảng 55
÷75%. Các mất mát chủ yếu của antena là do hiệu ứng tràn và dung sai chế
tạo. Sự không chính xác trong chế tạo của antenna dẫn đến mét sự suy giảm
giá trị G và được tính theo công thức
2
Gain/ Loss = ∆G =exp[- B(4πε/λ )]
Trong đó B ≤ 1 là một hệ số phụ T vàε là dung sai chế tạo.
1.3.Độ rộng búp sóng
Độ rộng búp sóng của một antenna parabol thông thường được định
nghĩa là độ rộng tại vị chí nửa công suất (-3 dB) của búp sóng chính. Nó được
tính bằng công thức xấp xỉ sau :
θ
3dB
≈ 21,1/ FD [độ]
Trong đó F là tần số làm việc tính ra [GHz], D là đường kính antenna
đo bằng m.Ví dụ nếu ES có antenna D = 16m(chuẩn A) sẽ có θ
3dB
0
=0,22 tại
6GHz
2. đầu thu phát sóng (feed horn)
2.1 Chức năng đầu thu phát sóng
Hệ thống đầu phát sóng là bộ phận bức xạ ra sóng điện từ của antenna.
Ngoài chức năng bức xạ, đầu thu phát sóng còn có các nhiệm vụ sau :
Tạo dạng cho búp sóng .Trên hình 23 ta thấy độ rộng của búp sóng phụ
thuộc vào góc phát xạ của Feed Horrn.
Phân tách tín hiệu phát và tín hiệu thu với yêu cầu gây can nhiễu và suy
hao nhỏ nhất vì các ES thường thu phát sóng đồng thời trên một antenna .
Biến đội phân cực từ phân cực tròn thành phân cực thẳng khi thu và
ngược lại khi phát.
Híng ph¸t
DIPLEXER
POLARIZER
HORN
Híng thu
Hình 23:Đầu thu phát sóng của antenna
2.2. Cấu trúc của đầu thu phát sóng
Hình 23 cho ta thấy cấu trúc tổng quát của một đầu thu phát sóng. Nó
gồm có ba bộ phận chính sau:
HORN là bộ phận định dạng búp sóng. Có nhiều kiểu Horn khác nhau
trong đó loại Horn nhãn hình côn (The Corrugated Conicol Horrn) là loạ phổ
biến nhất trong hệ thống antena Casssegrain. Nó phát ra một búp sóng đối
sứng trục có độ rộng bất biến theo tần số và gây hiệu ứng tràn gần như không
