Bài giảng Hệ thống thông tin vệ tinh - Chương 6: Aten cho thông tin vô tuyến - Thẩm Đức Phương

Nội dung text: Bài giảng Hệ thống thông tin vệ tinh - Chương 6: Aten cho thông tin vô tuyến - Thẩm Đức Phương

1. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - ðc ñim c a anten thông tin v tinh Anten trên tr m v tinh ðiu ñu tiên c n xét t i làmôitrưng, vi c ñt trên không gian làm cho anten ph i thích nghi ñưc v i s thayñi c a nhi t ñ. Nhi t ñt thay ñi gi a ngày vàñêmc ó th khi n cho kích th ưc anten thay ñi. Do ñó vt li u s dng c n ph i tính toán rt k . Mc dù vi anten v tinh thì nói chung búp sóng không c n ph i h p nh ưng t ăng ích vàhưng tính c a anten c n ph i ñáp ng ñưc các yêu c u c a v tinh. H u h t các vtinhña t ĩnh ñu s dng các anten cótăng ích vàhưng tính cao ñ ch ng li suy hao do kho ng cách. Tuy nhiên do các v tinh này th ưng ph sóng m t khu v c c ñnh, và v trí ca nó ít thay ñi do ñóñâykhôngphi là vn ñ ln. Nh ưng c n l ưu ý duy trìñ úng t ư th ca v tinh vàantenñ duy trìñ úng h ưng. Các anten cóñc ñim là nh gn, nh và d lp ráp, nó th ưng có kích th ưc kho ng t 2-3 mét. ðc ñim c a anten thông tin v tinh Anten trên tr m v tinh Vi các v tinh qu ño th p, th ưng s dng các anten có hưng tính th p h ơn. Tín hi u th ưng ñưc truy n và nh n v i mt góc r ng h ơn, vàthayñi khi v tinh di chuy n. Do ñó các v tinh này th ưng hi m khi s dng anten ph n x parabol . 11
2. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - ðc ñim c a anten thông tin v tinh Anten tr m m t ñt Anten tr m m t ñt s dng ñ truy n và thu tín hi u t v tinh thì thay ñi tùy theo ng d ng. Các anten ph n x parabolthưng ñưc s dng, tuy nhiên ñôi khi c ũng có th s dng anten Yagi. Kích th ưc c a anten có th thayñi ñáng k . Các anten parabol s dng ñ thu truy n hình v tinh có kích th ưc r t nh . Tuy nhiên nh ng anten s dng cho các m c ñích chuyên nghi p có kích th ưc r t l n, có th lên t i hàng ch c mét. Anten cho thông tin v tinh c n ph i ñưc l a ch n r t c n th n ññ áp ng ñưc nh ng nhu c u c th . Có th tính toán các thông s cho anten, d a theo t n hao trên ñưng truy n, t s S/N, m c công su t phát, ñ nh y máy thu M t anten nh kích th ưc 70 cm có th s dng ñ thu tr c ti p tín hi u truy n hình t vtinhnhưngkhôngth dùng ñ truy n các ch ươ ng trình lên v tinh b i vì cn có mc tín hi u cao h ơn ñ có th ñm b o có th truy n v trái ñt ch t l ưng hình nh t t. ðc ñim c a anten thông tin v tinh Anten tr m m t ñt 12
3. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Các lo i anten ñưc dùng trên tr m v tinh Các lo i anten ñưc dùng trên tr m v tinh 13
4. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Các lo i anten ñưc dùng trên tr m v tinh Các lo i anten ñưc dùng trên tr m v tinh Có 4 lo i anten th ưng ñưc s dng trên tr m v tinhñ ó là dipole tuy n tính (anten dây), anten loa, anten dàn và anten mt ph n x . Anten dây th ưng ñưc s dng di VHF, UHF cho thông tin c a h th ng TT&C. Lo i anten này cung cp vùng ph sóng theo m i h ưng s dng chính lúc phóng v tinh vàñưav ào qu ño, khi mà các anten chính ch ưa m ra ho c ch ưa s dng ñưc. 14
5. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Các lo i anten ñưc dùng trên tr m v tinh Anten loa ñưc s dng tn s siêu cao khi c n có búp sóng r ng, ñ ph sóng toàn c u và khu v c. Loa là ph n loe ra c a ng d n sóng cho nên có di t n r ng và ph i h p tr kháng t t v i không gian t do. Loa c ũng có th dùng ñ chi u x cho m t ph n x ñơn ho c kép. Loa và mt ph n x là nh ng ví d ca anten cóñ m phát sóng vào không gian t do t ng d n sóng. Tuy nhiên v i anten loa thì khó có th ñt ñưc t ăng ích l n h ơn 23 dB ho c ñ rng chùm h p h ơn 10 0. Khi ñó ph i s dng anten m t ph n x ho c anten dàn. ð cung c p ñ m ln h ơn so v i anten loa và anten m t PX, c n ph i t o ra m t sóng ph ng mt ph n x . Hình d ng th ưng dùng ca m t PX là anten parabol (th c ch t là mt anten loa nh ñt tiêu ñim c a m t PX parabol. ðâycũng là lo i anten thông d ng nh t c a tr m m t ñt c ũng nh ư c a tr m v tinh. Các anten này có th dùng ñ to ra các ñm ho c ph sóng các ph n trái ñt. S dng nhi u b chi u x loa có th ph sóng nh ng khu v c c th . ðc ñim c a anten thông tin v tinh Mt s lo i anten 15
6. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Antend¹ngl−íid¨ngréng • AntentrªnvÖ tinhthÕhÖ míidïngnh÷ngbé ph¶nx¹ nhÑ ë d¹ngl−íid¨ngréngcã®−êng kÝnh6~30m,miÒnphôcvô®Þnhd¹nghay gåmnhiÒubópsãng®èm,®¶mb¶ophñ sãng chÊtl−îngcaoc¶ métkhuvùchaytoncÇuë c¸cd¶itÇnCv Ku. • ChÊtl−înganten®−îcc¶ithiÖnb»ngc¸chsan ®Òuc−êng®é tr−êngtrongmiÒnphôcvô,cho gi¶mt¨ngÝchë ®−êngbiªn(c¶ithiÖn60 100%vÒh−íngtÝnh®Þnhd¹ngsovíiantencã mÆtph¶nx¹ thÓ r¾n),v c¾thÕtbópsãngphô . CÊutróccñaantend¹ngl−íid¨ngréng • MÆtph¶nx¹ ®Þnhd¹ngbópsãngl métcÆpmÆtcong ë thÓ l−íic¨ngtrªnhaivnhtangtrèngcñamétkhung lmb»ngªp«xygraphitd¨ngréng®−îc,mçimÆtcong ®−îcthiÕtkÕtheométd¹ngs¬ ®å ph−¬ngh−íng® cho.CÊutróch×nhtrèngnynhÑ,hiÖusuÊtbøcx¹ cao, ®é æn®ÞnhnhiÖtvÒkÝchth−íccao,v tû sè “®é cøng ch¾c/trängl−îng” cao. • VÖ tinhThuraya(d¶itÇnL)sö dôngmÆtl−íiph¶nx¹ h×nhparab«lcã φ = 12.25m;VÖ tinhINMARSAT4 còngdïngmÆtl−íiph¶nx¹ φ = 9mchod¶itÇnL. • Trªnc¬ së tèi−uho¸ c¸cantenë d¶itÇnL,ng−êita thiÕtkÕantentrªnvÖ tinhë c¸cd¶iCv Ku 16
7. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Antend¹ngl−íid¨ngréng K thu t dùng chung anten cho thu và phát Thôngthưng, mu n th c hi n ñưc c 2 ch c n ăng thu và phát thì ph i có2 anten. ðiu này s gây ra t n kém và s làm cho kích th ưc tr ng l ưng t ăng lên. Tuy nhiên chúng ta có th s dng m t thi t b gi làDuplexerñ s dng chung m t anten cho c thu và phát. Duplexer có th xem nh ư m t switch thu-phát. Duplexer c n ph i th c hi n ñưc các ch c n ăng chính sau: k t n i anten v i ph n phát trong su t quá trình truy n (và ng t k t n i v i ph n thu), kt n i anten v i ph n thu trong su t quá trình nh n (và ng t k t n i v i ph n truy n), và luôn luôn cách ly ph n thu vi ph n phát. Có 3 lo i multiplexer th ưng ñưc s dng 17
8. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - K thu t dùng chung anten cho thu và phát Duplexer phân nhánh Ưuñim chính là lo i này ñơ n gi n, nh gn và giá thành th p. Nh ưc ñim chính làbăngthônghp (5%) K thu t dùng chung anten cho thu và phát Duplexer cân b ng Lo i này cóưuñim v kh năngl àm ch ñưc công su t vàbăngthông . Nhưc ñim chính là kích th ưc 18
9. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - K thu t dùng chung anten cho thu và phát Circulator Ferrite Là lo i thông d ng nh t, th ưng ñưc s dng trong các h th ng m i. Nh ư tên g i c a nó, thi t b này có kh năngluân chuy n công su t t cng này sang c ng khác cho phép s dng nónhưmt duplexer. Tuy nhiên do công su t phát có th truy n ng ưc tr li ph n phát cho nên th ưng c u trúc nh ư circulator có 4 c ng. ðiu này có th th c hi n b ng cách dùng 2 circulator 3 c ng ho c circulator d ch pha vi sai, vn có 4 c ng (thưng dùng). K thu t dùng chung anten cho thu và phát Circulator Ferrite Trongtrưng h p này, c n có mt thi t b bo v ph n thu b i vì tùy theo b ăng thông và thi t k , circulator th ưng ch có kh năngc ách ly gi a ph n thu và ph n phát kho ng 10 ñn 20 dB. Giá tr này ch ch p nh n ñưc v i m t s h th ng công su t r t th p. DO ñó ph i có thêm m t b bo v Gi ng nh ư lo i cân b ng, lo i circulators ferrite cóbăng thông r ng và chúng ñang ñưc thu g n d n. Nói chung lo i này cho s cân b ng nh t gi a các y u t : kích th ưc, giá thành, và các ñc tính khác 19
10. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - K thu t dùng chung anten cho thu và phát KoDSat’s Ground Contact Analysis (6/7) Satellite Attitude - Before contact region, the satellite points its S- band antenna to Nadir direction. - Back to the Sun pointing after the contact region Result - Nice contact region. - Degraded KoDSat power balancing 20