卫星链路计算.pdf

发布时间：2022-06-10 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.52M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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广电系统卫星地球站技术培训 ---链路计算刘猛目录一、卫星链路计算 1. 卫星链路计算中相关参数介绍 2. 卫星链路计算的基本原则 3. 卫星链路计算的基本目的及计算方法 4. 直播星链路计算软件使用介绍 1 2

卫星链路计算-相关参数介绍卫星链路计算中的相关参数主要包括为：天线的增益与波束宽度有效全向辐射功率自由空间传输损耗噪声与损耗转发器工作点转发器的饱和通量密度品质因数G/T 3 4 卫星链路计算-天线增益与波瓣宽度卫星通信中，一般使用定向天线，它把电磁能量聚集在某一方向辐射天线的增益定义为： =G 定向天线辐射时，接收无方向天线辐射时，接点收到的最大功率收点收到的功率对于喇叭天线，抛物面天线等面天线其增益的计算公式为： G = 4 A π 2 λ η 公式中A为天线的口面面积;λ为工作波长（m) ; η 天线效率，因为电功率与电磁波形式的功率转换时，总要有一些损失。

卫星链路计算-天线增益与波瓣宽度现代卡塞格伦天线的η可达0.75（f = 4GHz)，0.65（f = 6GHz)左右。通过公式可以看出，采用较高的工作频率可以使较小口径天线获得同样大的天线增益抛物面天线波束的半功率点宽度近似为： θ 70 1 ≈ 2 λ （度） D 所谓半功率角是指主瓣上场强为主射方向场强的 1/√2= 0.707时（即功率下降1/2时），两个方向间的夹角抛物面天线波瓣示意图 5 6

卫星链路计算-天线增益与波瓣宽度计算：直径3米，效率为0.65的卡塞格伦天线，在6GHz频率下的增益与半功率角。若直径改为10米，其它条件不变，计算上述二值工作频率改为14GHz，重新计算3米天线的上述两个参数解： = 4 ( ×ππ 05.0 ) 2 5.1 2 65.0 ≈ 23094 17.1 ° ≈ 05.070 10 ≈ 35.0 ° 7 8 = 8 9 = =λ c 3 10 × 6 f 10 × G ＝ 43 dB [ ] 于是， 10 G [ ] m05.0 G 05.070 θ 1＝ 3 2 dB 54 θ ＝米天线， 1＝对于 2 当采用14GHz作为工作频率时 = =λ = .0 c 3 10 8 × = f 14 10 9 × G ＝ 51 dB [ ] 于是， m 021 G .070 021 3 ≈ θ 1＝ 2 2 ) 65.0 ≈ 130923 5.1 2 4 ( ×ππ .0 49.0 021 ° 卫星链路计算-全向辐射功率卫星通信中用有效全向辐射功率EIRP来代表地球站或卫星发射系统的发射能力 EIRP是天线所发射的功率Pt与该天线增益的乘积： EIRP = Pt*Gt 它表明了定向天线在最大辐射方向实际所辐射的功率，它比全向天线辐射时在该方向大了Gt倍

卫星链路计算-自由空间损耗在理想的通信系统中，系统各部件没有损耗，传输媒质为自由空间，其系统如图所示 GT GR 发射机 d卫星链路计算-相关参数介绍接射机 Pt是发射功率；Gt，Gr分别为发射，接收天线增益；d为通信距离；Pr为接收机接收到的信号功率 9 卫星链路计算-自由空间损耗接收端的功率密度为We， ) 2 mW W = ( / E GP T d 4 π T 2 若接收天线的有效面积为A*η，则接收到的功率为Pr AWP R = ⋅ E = η η AGP T T d 4 2 π = GGP T R T λ d 4 π ⎛ ⎜ ⎝ ⎞ ⎟ ⎠ 2 其中自由空间损耗Lf为，此公式为卫星通信中的通信距离方程 L f ⎛= ⎜ ⎝ πd 4 λ 2 ⎞ ⎟ ⎠ 10

卫星链路计算-自由空间损耗通信距离方程表示电波在自由空间以求面波的形式传播，电磁能量扩散在球迷去年上，而接收点只能接收到其中一小部分，Lf就是此含义卫星通信中C波段上行链路Lf的计算实例 L f = lg10 = lg10 ⎛ ⎜ ⎝ ⎛ ⎜⎜ ⎝ 2 πd 4 ⎞ ⎟ λ ⎠ 35786 4 10 π ⋅ ⋅ × 3 10 10 6/ 8 9 × × 3 2 ⎞ =⎟⎟ ⎠ 199 dB1. 11 卫星链路计算-噪声噪声是指不希望有的，通常不可预测的，对携有消息的信号造成干扰的电波形在卫星通信的链路计算中，噪声主要包括; 热噪声，互调噪声，地面噪声等其它噪声热噪声是由于传导媒质中带电粒子（通常是电子）随机运动而产生。在卫星通信中，天线噪声，馈线噪声及接收机产生的噪声等其它噪声，均可以作为等效热噪声来处理，或者本身就是热噪声 12

卫星链路计算-噪声由传输媒质中带电粒子随机运动而产生的。 R Rin R ~ Rin n = 0 其中： HzWkT ( / ) k为玻耳兹曼常数，1.38054× 10-23J/K T为电阻R的绝对温度 13 14 Bn f0 kTG = B n p 卫星链路计算-噪声热噪声的等效带宽 R Rin 无噪声线性网络 N H(f0) N = kT ∫∞ 0 ( fH 2 ) df = BfHkT n ( 0 ) 其中B即为等效噪声带宽 B n = ∞ ∫ 0 ( fH ( fH 0 ) ) 2 df 2 = ∞ ∫ 0 2 ) df ( fH G p

卫星链路计算-损耗电磁波在空间传输时除自由空间损耗外，还有其它损耗这些损耗包括：大气损耗，大气的折射影响，天线跟踪误差损耗，极化误差损耗，电离层闪烁在链路计算中，主要考虑的是大气损耗中的降雨损耗（对于Ku频段的卫星尤其重要。），天线的跟踪误差 15 卫星链路计算-损耗雨衰：雨滴对电磁波的吸收大气折射引起的损耗：由大气层对电磁波折射率不均匀引起天线方向跟踪误差损耗：由星体漂移、天线跟踪精度不够及大气折射等原因引起极化误差损耗多径衰落电离层闪烁：由电离层的不均匀性及时变性引起的信号振幅、相位、极化等参数的不规则变化大气损耗：大气层对信号的吸收与散射 16

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