hệ thống thông tin vệ tinh 2011 phần 5

Chia sẻ: Thái Duy Ái Ngọc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

139
lượt xem 45
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'hệ thống thông tin vệ tinh 2011 phần 5', kỹ thuật - công nghệ, kĩ thuật viễn thông phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: hệ thống thông tin vệ tinh 2011 phần 5

a. coá ñònh a. coá ñònh a. coá ñònh a. laáy maãu a. coá ñònh a. maõ -Karhunen -Ñieàu khieån -Huffman ñöôøng -Loeve thích nghi -Shannon- bieân -Hadamar Fano -Cosinur b. Ñieàu khieån b. Ñieàu b. Ñieàu b. Khoâng gian b. Ñieàu khieån b. Maõ coù thích nghi khieån khieån thôøi gian thích nghi giaûm ñoä daøi thích nghi thích nghi töø. -Döï baùo -Chuyeån vò c.Maõ dieän -Coù ñieàu kieän -Choïn caùc heä (maët). -Maõ coù treã soá Ñöôïc chia ra laøm 4 nhoùm: + PCM tuyeán tính (Ñieàu xung maõ tuyeán tính) + DPCM : PCM phi tuyeán hay ñieàu xung maõ vi sai + Maõ chuyeån vò (chuyeån ñoåi) + Maõ noäi suy vaø ngoaïi suy PCM tuyeán tính ñoøi hoûi toác ñoä bit cao . Caùc loaïi maõ (DPCM, maõ chuyeån vò) söû duïng caùc ñaëc tröng thoáng keâ aûnh vaø tín hieäu video cuõng nhö ñaëc ñieåm cuûa maét ngöôøi ñeå giaûm toác ñoä bit nhoùm thöù 2 döïa treân nguyeân taéc chæ truyeàn moät soá maãu ñeán phía thu vaø khoâi phuïc laïi caùc maãu khaùc (tröôùc ñoù) nhôø noäi suy hoaëc ngoaïi suy. Sau ñaây ta seõ xeùt moät soá phöông phaùp ñeå laøm giaûm toác ñoä bit. 2.5.1 Phöông phaùp DPCM DPCM khoâng maõ hoùa thoâng tin coù bieân ñoä ôû moãi maãu, maø chæ maõ hoùa thoâng tin coù bieân ñoä vai (bieân ñoä cheânh leäch) giöõa caùc maãu ñaõ cho vaø töø döï baùo (ñöôïc taïo töø caùc maãu tröôùc ñoù). Phaân tích thoáng keâ veà phaân boá bieân ñoä caùc maãu töông öùng vôùi caùc ñieåm aûnh (pixel) veà nguyeân taéc laø phaân boá ñeàu, ngöôïc laïi phaân boá veà ñoä cheânh leäch bieân ñoä caùc ñieåm aûnh coù ñoà thi hình chuoâng xung quanh ñieåm O.Neáu döïa treân caùc ñaëc tröng thoáng keâ aûnh, thì söï khaùc nhau naøy noùi chung laø khoâng lôùn laém vaø ñeå maõ hoùa noù chæ caàn giaûm soá bit laø ñuû (so vôùi vieäc maõ hoùa toaøn boä bieân ñoä laáy maãu). P(x b a x Phöông phaùp DPCM coøn söû duïng ñaëc ñieåm cuûa maét ngöôøi (keùm nhaïy caûm vôùi möùc 0 löôïng töû coù cheânh leäch lôùn veà ñoä choùi giöõa caùc löôïng töû hoùa cheânh leäch nhoû) vaø cho pheùp duøng ñaëc tröng phi tuyeán veà löôïng töû hoùa.
Maïch bieán ñoåi töông töï-soá vi sai bao goàm keânh hoài tieáp vaø tín hieäu döï baùo ñöôïc taïo baèng phöông phaùp töông töï hoaëc soá. Nguyeân lyù hoaït ñoäng nhö sau: Tín hieäu video töông töï vaøo laø Xa(t) coù baêng taàn (0÷fgh), ñöôïc laáy maãu vôùi taàn soá thích hôïp fsa; keát Xp ñöôïc chuoãi caùc maãu Xn (n=1,2,…). Maãu xp ñöôïc so saùnh trong maïch quaû tröø vôùi trò soá döï baùo xâp (taïo töø maïch döï baùo treân cô sôû caùc maãu tröôùc ñoù). Hieäu (goïi laø sai soá döï baùo). ep= xâp - xp ñöôïc löôïng töû hoùa vaø maõ hoùa , ñoàng thôøi ñöôïc daãn ñeán maïch hoài tieáp (Sau khi coäng trong maïch coäng tröø döï baùo xp, ta coù trò cuûa maãu x’p, khaùc vôùi maãu xp ñuùng baèng meùo löôïng töû). Trò x’p ñöôïc daãn ñeán maïch taïo döï baùo vaø toång hôïp vôùi thoâng tin (ôû ñoù) veà caùc maãu tröôùc ñoù, ñeå taïo döï X’p maãu tieáp theo. baùo Phía thu cuõng coù maïch taïo döï baùo cuõng nhö ôû phaàn phaùt. Sau khi giaûi maõ ep ñöôïc coäng vaøo xâp (nhôø maïch coäng); keát quaû cho trò x’p. Chuoãi caùc maãu xn (sau khi loïc) seõ taïo Xa(t) laïi tín hieäu töông töï ñaàu vaøo xa(t). Trong truyeàn hình caùc heä DPCM ñöôïc chia laøm hai nhoùm: + DPCM trong maønh (Intraframe DPCM) Tín hieäu döï baùo ñöôïc taïo töø caùc maãu naèm trong cuøng moät maønh, maõ maãu ñöôïc bieán ñoåi naèm treân cuøng moät doøng queùt (goïi laø maõ giöõa caùc pixel), cuøng vôùi caùc doøng queùt laân caän (maõ giöõa caùc doøng). + DPCM giöõa caùc maønh (Interframe DPCM) Tín hieäu döï baùo ñöôïc taïo treân cô sôû caùc maãu ôû caùc maønh keà nhau tröôùc ñoù. Loaïi thöù nhaát söû duïng khi xöû lyù aûnh ñoäng, coù chaát löôïng cao hôn duøng cho phaùt soùng truyeàn hình. Loaïi thöù 2 thích hôïp cho aûnh tónh (video-phone). Sau ñaây laø sô ñoà khoái maïch maõ hoùa vaø giaûi maõ DPCM: ep X ’p Coäng Laáy maãu Tröø Löôïng töû Maõ ADC Ggiaûi maõ ADC ep X Âp XÂp Coäng XÂp Taïo döï baùo Taïo döï Loïc thoâng baùo thaáp - Nguyeân lyù hoaït ñoäng Tín hieäu video töông töï vaøo laø Xa(t) coù baêng taàn (0÷fgh), ñöôïc laáy maãu vôùi taàn soá thích hôïp fsa; keát quaû ñöôïc chuoãi caùc maãu Xn (n=1,2,…). Maãu xp ñöôïc so saùnh trong maïch tröø vôùi trò soá döï baùo xâp (taïo töø maïch döï baùo treân cô sôû caùc maãu tröôùc ñoù). Hieäu (goïi laø sai soá döï baùo). ep= xâp - xp ñöôïc löôïng töû hoùa vaø maõ hoùa , ñoàng thôøi ñöôïc daãn ñeán maïch hoài tieáp (Sau khi coäng trong maïch coäng tröø döï baùo xp, ta coù trò cuûa maãu x’p, khaùc vôùi maãu xp ñuùng baèng meùo löôïng töû). Trò x’p ñöôïc daãn ñeán maïch taïo döï baùo vaø toång hôïp vôùi thoâng tin (ôû ñoù) veà caùc maãu tröôùc ñoù, ñeå taïo döï baùo maãu tieáp theo.
Phía thu cuõng coù maïch taïo döï baùo cuõng nhö ôû phaàn phaùt. Sau khi giaûi maõ ep ñöôïc coäng vaøo xâp (nhôø maïch coäng); keát quaû cho trò x’p. Chuoãi caùc maãu xn (sau khi loïc) seõ taïo laïi tín hieäu töông töï ñaàu vaøo Xa(t). 2.5.2 Maõ chuyeån vò (Trasfrom coding). Bieán ñoåi tuyeán tính Bieán ñoåi ngöôïc Laáy maãu Maïch ra ADC DAC S(t) S(t) Tín hieäu Tín hieäu töông töï töông töï Trong heä thoáng PCM&DPCM ngöôøi ta caên cöù vaøo thoâng tin veà bieân ñoä tín hieäu; coøn maõ chuyeån vò thì döïa vaøo vieäc chuyeån ñeán tín hieäu ôû mieàn thôøi gian sang mieàn taàn soá nhôø pheùp bieán ñoåi Fourier, hoaëc bieán ñoåi baèng caùch khaùc coù cuøng yù nghóa toaùn hoïc, maø khoâng lyù giaûi veà vaät lyù moät caùch ñaày ñuû. Ngöôøi ta nhaän thaáy theo chieàu taêng cuûa taàn soá, bieân ñoä caùc thaønh phaàn tín hieäu video giaûm daàn ôû taàn soá cao, vì vaäy ta coù theå bieåu dieãn caùc thaønh phaàn taàn soá cao baèng caùc töø maõ ngaén. Thöïc teá bieán ñoåi Fourier khoâng thích hôïp vôùi ñaëc tröng tín hieäu soá. Do ñoù thöôøng söû duïng caùc pheùp bieán ñoåi döïa treân caùc haøm khaùc ñeå chuyeån thaønh chuoãi höõu haïn nhôø thuaät toaùn ñôn giaûn. Baèng caùch naøy coù theå giaûm toác ñoä bít qua caùc pheùp quay caùc ñieåm aûnh taïo tín hieäu thaønh aûnh khoâi phuïc. Ngoaøi ra ngöôøi ta coøn duøng phöông phaùp bieán ñoåi tuyeán tính goàm caùc böôùc sau ñaây: 1/ Chia aûnh thaønh caùc tieåu aûnh. 2/ Bieán ñoåi tuyeán tính caùc phaàn töû (maãu) cuûa tín hieäu moãi tieåu aûnh (hoaëc bieán ñoåi thaønh tín hieäu soá vaø bieán ñoåi tuyeán tính tín hieäu naøy). 3/ Maõ hoùa caùc phaàn töû cuûa tín hieäu. Sô ñoà maïch maõ hoùa vaø giaûi maõ nhö sau: P1 Y1 Y’1 P’1 P2 Y2 Y’2 P’2 Pn Yn Y’n P’n 2.6 TRUYEÀN TÍN HIEÄU TRUYEÀN HÌNH QUA VEÄ TINH Tín hieäu truyeàn hình coù theå truyeàn qua veä tinh baèng 2 phöông phaùp: - Töông töï, nhôø ñieàu taàn (FM) - Soá, nhôø ñieàu cheá PSK (phase shift keng – dòch pha theo khoùa). Neáu xeùt treân quan ñieåm coâng suaát phaùt, thì heä thoáng soá öu vieät hôn heä thoáng töông töï khi toác ñoä bit ≤50MB/s. Theo quy ñònh quoác teá WARC (Worl Administrative Radio Conference), thì ñoä roäng keânh veä tinh ñeå truyeàn tín hieäu truyeàn hình ôû baêng Ku (12GHz)
laø 27MHz. Ñoä roäng baêng taàn 27MHz cho pheùp truyeàn tín hieäu soá coù toác ñoä khoaûng 36MB/s. Ñeå truyeàn tín hieäu truyeàn hình soá caàn söû duïng phöông phaùp maõ tieát kieäm. Coù theå duøng hai keânh ñoàng thôøi ñeå truyeàn caùc thaønh phaân tín hieäu hình, do ñoù toác ñoä bit toaøn boä tia tín hieäu coù theå naâng gaáp 2 laàn. Caùc heä thoáng truyeàn qua veä tinh thöôøng coâng taùc ôû daûi taàn centimetre (cm), taàn soá côõ GHz, ví duï baêng Ku: phaùt töø maët ñaát leân veä tinh: 14÷14,5 GHz, phaùt töø veä tinh xuoáng maët ñaát: 11,7÷12,5GHz. Bieán ñoåi tín hieäu töø baêng taàn cô baûn leân baêng taàn keânh truyeàn (cao taàn) thöôøng ñöôïc thöïc hieän qua moät vaøi laàn ñieàu cheá. Ñaàu tieân tín hieäu video ñöôïc ñieàu cheá baèng PSK (maõ tieát kieäm) vôùi vieäc söû duïng ñieàu cheá 2, 4 hoaëc 8 trò. Ñieàu cheá pha (phase modulation) döïa treân nguyeân taéc bieán ñoåi pha taûi taàn theo tín hieäu soá: S1(t)=A0sin (ω0t + ϕ0) S1(t)=A0sin (ω0t + ϕ0 + π) Ñeå maùy thu nhaän ñöôïc 2 tín hieäu treân (tín hieäu phaùt song haønh treân 2 keânh veä tinh) caàn phaûi taïo laïi pha ban ñaàu cuûa taûi taàn. Neáu khoâng taïo laïi ñöôïc pha ban ñaàu, maùy thu seõ nhaän thoâng tin sai. Ñieàu naøy coù theå xaûy ra khi ñieàu cheá pha tröïc tieáp (söï thay ñoåi pha tröïc tieáp cuûa taûi taàn töông öùng vôùi phaàn töû nhò phaân). Ñeå khaéc phuïc hieän töôïng treân (khoâng xaùc ñònh ñöôïc pha ban ñaàu trong tín hieäu thu) ngöôøi ta söû duïng DPCM (ñieàu cheá vi sai), trong ñoù tín hieäu soá ñöôïc aùnh xaï qua pha vi sai: Δϕi=ϕn- ϕn-1 Pha taûi taàn khoâng phuï thuoäc pha ban ñaàu. Phöông phaùp naøy ñoøi hoûi phaûi xaùc ñònh thôøi gian moät phaàn töû tín hieäu ñieàu cheá (xaùc ñònh khoaûng caùch ñieàu cheá). Vì vaäy noù coù theå söû duïng khi truyeàn ñoàng boä, trong ñoù söï thay ñoåi pha coù theå xuaát hieän ñuùng trong caùc thôøi ñieåm nhaát ñònh. Söï thay ñoåi pha laø dòch pha, xuaát hieän trong tín hieäu ñieàu cheá giöõa ñaàu cuoái 1 phaàn töû tín hieäu vaø baét ñaàu phaàn töû tieáp theo(hình veõ). t Δϕ=1800 Δϕ=00 Δϕ=900 Söï thay ñoåi pha trong tín hieäu ñieàu cheá pha vi sai taûi taàn. Söï thay ñoåi phaù coù theå xuaát hieän taïi nhieàu giaù trò töùc thôøi khaùc nhau cuûa taûi taàn (hình veõ döôùi) vaø do ñoù xuaát hieän caùc khoaûng naêng löôïng giöõa söôøn tröôùc vaø söôøn sau ñaëc tuyeán ñieàu cheá, cho neân coù theå laøm taêng ñoä meùo tín hieäu. Ñeå loaïi tröø meùo, caàn ñaûm baûo ñoàng boä giöõa ñaêïc tuyeán ñieàu cheá vaø taûi taàn. F(η) ….Ñoà thò (b) t --- Ñoà thò (a) ω0 Taàn soá 0 0.5 1 1.5 2 ωη = ω0
Söï thay ñoåi pha 1800 taïi caùc Maät ñoä phoå cuûa böôùc nhaûy pha 0 Δϕ=180 tri töùc thôøi cuûa taûi taàn. a. Böôùc nhaûy taûi taàn cöïc ñaïi. b. Böôùc nhaûy taïi thôøi ñieåm taûi taàn coù giaù trò 0. Giaù trò ñieàu cheá pha W bieåu dieãn soá löôïng vi sai pha Δϕi. Ñeå xaùc suaát thu gioáng nhau t cuûa moãi vò sai pha Δϕi. Ñeå xaùc ñònh xaùc suaát thu gioáng nhau cuûa moãi Δϕi , caàn ñaûm baûo khoaûng caùch coá ñònh d giöõa chuùng: π d= 2 ----- W Khi truyeàn caùc tín hieäu truyeàn hình soá qua veä tinh, thöôøng duøng ñieàu cheá pha 2, 4 vaø 8 trò (thöôøng duøng nhaát laø ñieàu cheá 4 trò). Ñeå thöïc hieän ñieàu cheá pha 4 trò, caàn xaùc ñònh khaû naêng 4 laàn thay ñoåi pha vôùi d=π/2. Moãi laàn thay ñoåi pha seõ saép xeáp 1 ñoâi symbol nhò phaân. Tín hieäu ñieàu cheá soá ñöôïc chia thaønh ñoâi bit ñeå thay ñoåi pha taûi taàn. Trong thöïc teá, coù theå duøng 2 loaïi saép xeáp nhö vaäy (2 bieán theå cuûa maõ ñieàu cheá). Trong tröôøng hôïp saép xeáp nhö treân, neáu xuaát hieän sai pha do nhieãu, thì chæ bò phaù boû 1 bit. Ñieàu cheá pha taûi taàn ñöôïc thöïc hieän theo 2 phaàn töû soá lieäu vôùi toác ñoä nhoû hôn ½ toác ñoä bit cuûa tín hieäu. Caùc ñaëc tuyeán tín hieäu ñieàu cheá theo caû 2 bieán theå maõ (cho tín hieäu soá) ñöôïc cho treân hình veõ sau: a) b) c) Ñaêïc tuyeán caùc tín hieäu ñieàu pha vi sai 4 trò. a) Tín hieäu ñieàu cheá soá b) Tín hieäu ñieàu cheá theo loaïi A. c) Tín hieäu ñieàu cheá theo loaïi B. Tröôøng hôïp duøng maõ theo bieán theå B, tín hieäu ñieàu cheá chieám ñoä roäng baêng taàn lôùn hôn so vôùi tröôøng hôïp A. Maõ B coù ñaëc tính ñoàng boä toát hôn, vì söï thay ñoåi pha xuaát hieän ôû moãi ñoâi bit truyeàn. Trong tröôøng hôïp A, söï laëp laïi nhieàu laàn ñoâi bit 00 coù theå gaây ra maát ñoàng boä giöõa maùy phaùt vaø maùy thu. Söùc chòu ñöïng nhieãu cuûa caû hai loaïi A, B laø nhö nhau, nhöng thaáp hôn tröôøng hôïp ñieàu cheá pha 2 trò, vì khi pha vi sai (taûi tin) nhoû ñi seõ laøm thay ñoåi pha (do nhieãu coù trò nhoû hôn).
Baèng caùch töông töï, coù theå taïo ra tín hieäu baèng caùch ñieàu cheá pha 2 vaø 8 trò. Ñoái vôùi ñieàu cheá pha 2 trò, söï thay ñoåi pha (d=π) duøng ñeå saép xeáp symbol 0 vaø 1, coøn vôùi ñieàu cheá pha 8 trò seõ coù 8 trò khaùc nhau veà pha (caùch nhau d=π/4) vaø ñöôïc saép xeáp cho moãi 3 bit töông öùng. Ñieàu cheá pha cuûa taûi taàn (cao taàn) vôùi tín hieäu video ñöôïc thöïc hieän baèng PSK. Ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá ñöôïc thöïc hieän trong maïch chung, goïi laø modem (modem: modulation-demodulation). Caùc boä ñieàu cheá coù theå laøm vieäc trong maïch ñieàu cheá pha töông töï (coù dòch pha 900) theo ñaëc tuyeán bình phöông vaø toång caùc ñaëc tuyeán. Noù cuõng coù theå laøm vieäc baèng chuyeån maïch coù dòch pha (ñaëc tuyeán taûi taàn vaø toång caùc ñaëc tuyeán). Coù 3 phöông phaùp giaûi ñieàu cheá caùc tín hieäu baèng PSK: (1) töï hieäp bieán (autocorrelation), (2) hieäp bieán (correlation) vaø (3) lieân keát (coherent) – phöông phaùp töï hieäp bieán xaùc ñònh pha vi sai tín hieäu taûi taàn (giöõa caùc pha sau vôùi nhau) baèng caùc phaàn töû tín hieäu ñieàu cheá lieân tieáp. Phöông phaùp hieäp bieán so saùnh pha tín hieäu thu vôùi pha cuûa 2 tín hieäu (vuoâng goùc vôùi nhau) taûi taàn chuaån (taïo töø boä dao ñoäng ñòa phöông). Phöông phaùp leân keát, coøn goïi laø taùch soùng ñoàng boä, so saùnh pha tín hieäu thu vôùi pha tín hieäu chuaån (taïo töø maùy thu). Phöông phaùp naøy coù söùc chòu ñöïng nhieãu treân ñöôøng truyeàn lôùn nhaát. 2.7 COÂNG SUAÁT MAÙY PHAÙT HÌNH TREÂN VEÄ TINH: Vieäc xaùc ñònh coâng suaát maùy phaùt treân veä tinhbao goàm: Coâng suaát phaùt, ñoä taêng ích cuûa anten, hieäu suaát cuûa taàng ñieàu cheá, tieâu hao naêng löôïng cuûa caùc linh kieän caû heä thoáng ,ñoä suy hao trong quaù trình truyeàn soùng … taát caû caùc yeáu toá treân caàn coù nghieân cöùu ñeå coù giaûi phaùp thöïc hieän heä thoáng truyeàn hình trong ñieàu kieän toái öu (Ví duï ñeå giaûm coâng suaát maùy phaùt,phaûi coù ñoä taêng ích cuûa Anten lôùn). Trong heä thoáng truyeàn hình veä tinh, ñieàu quan taâm ñaàu tieân laø coâng suaát maùy phaùt treân veä tinh. Coâng suaát taïi ñaàu vaøo maùy thu veä tinh ñöôïc bieåu dieãn nhö sau: PN. GN . GO .c2 P0 = ---------------------------- (4∏L) 2 .f2.S Vôùi: - P0 Coâng suaát tín hieäu taïi ñaàu vaøo maùy thu treân maët ñaát. - PN Coâng suaát maùy phaùt treân veä tinh. - GN , GO :Ñoä taêng ích cuûa anten phaùt vaø thu. - L: Khoaûng caùch giöõa anten phaùt vaø thu(km). - C:Vaän toác aùnh saùng(km/s). - f:Taàn soá. - S: Heä soá toån hao. - c2 (4∏L) 2 .f2 :Ñoä suy hao cuûa soùng trong chaân khoâng. Taïi ñaàu vaøo maùy thu, ngoaøi tín hieäu coù ích coøn coù nhieãu (ngoaøi vaø noäi boàm thu), nhieãu ñöôïc bieåu dieãn baèng nhieät ñoä nhieãu (T).Coâng suaát nhieãu ñöôc tínhnhö sau: Pn = k.T.B Trong ñoù: B:ñoä roäng baêng taàn maùy thu T: nhieät ñoä nhieãu cuûa maùy thu k :haèng soá Bman : k= 1,38.10-23 Ws/oK PN. GN . GO .c2 ( P0/ Pn) = ---------------------------------------- 22 (4∏L) .f .S. k.T.B
Ñaây laø tæ soá tín hieäu treân taïp aâmtaïi ñaàu vaøo maùy thu. Tæ soá tín hieäu treân taïp aâmtaïi ñaàu ra maùy thu nhö sau: ( P/ Pn) = PN + GN + GO + GM –F + 204 –10lgB + 20lg(c/4pLf) –S. Vôùi : - P: Coâng suaát tín hieäu taïi ñaàu ra maùy thu. - GM : heä soá ñieàu cheá. - F : heä soá nhieãu cuûa maùy thu. Ta coù theå so saùnh caùc thoâng tính toaùn cho nhieàu phöông aùn cuûa heä thoáng truyeàn hình veä tinh( daûi taàn 12GHz , chaát löôïng thu hình aûnh cao, ( P0/ Pn) = 45dB) nhôø baûng sau: Stt Thoâng soá Thu caù nhaân Thu taäp theå 1 2 3 1 Daûi taàn coâng taùc (GHz) 12 12 2 Loaïi ñieàu cheá AM FM AM FM (VSB) (VSB) 3 (P/Pn)ra(dB) 45 45 45 45 (4) (P0/Pn)vaøo(dB) 45 18 45 18 (5) Ñoä roäng baêng taàn maùy thu B (MHz) 6 28 6 28 (6) Heä soá ñieàu cheá GM (dB) 0 27 0 27 (7) Heä soá nhieãu maùy thu F(dB) 9 9 6 6 8 Coâng suaát nhieãu taïi ñaàu vaøo maùy thu -127,2 -120,5 -130,2 -123,5 Pn=10lgB-204 + F(dBW) 9 Coâng suaát caàn thieát cuûa tín hieäu ôû -82,2 -102,5 -82,2 -102,5 ñaàu vaøo maùy thu Pvaøo=(P0/Pn)vaøo + Pn(dBW) (10) Ñoä taêng ích cuûa anten thu G0 so vôùi 38 38 49 49 anten ñaúng höôùng (dB) 11 Maët phaúng hieäu duïng cuûa anten thu -5 -5 +7 +7 treân 1m2: 10lgA(dB) 12 Maät ñoä soùng caàn thieát (coâng suaát) -77m,2 -97,5 -92,2 -112,5 treân maët ñaát: -10lgA(dBW/m2) 13 Cöôøng ñoä ñieän tröôøng N(dB) so vôùi 68,8 48,5 (260 53,8 1μV/m (2800 μV/m) μV/m) (490 μV/m) μV/m) (14) Ñoä taêng ích cuûa anten phaùt GN (so 41 41 41 41 vôùi anten ñaúng höôùng) taïi bieân cuûa vuøng phuû soùng (goùc môû chuøm soùng laø 10)(dB) (15) Ñoä giaûm suy cuûa moâi tröôøng C H=-20lg ______ (dB) 4πLf L=400000km 206 206 206 206 16 Toå hao trong maïch nguoàn, maïch loïc, 2 2 2 2 do ñònh höôùng antan khoâng hoaøn haûo: S1 (dB)
(17) Suy hao do möa lôùn (töøng luùc) 4 4 4 4 S2(dB) 18 Coâng suaát caàn thieát cuûa chuøm soùng 91,8 71,5 77,8 57,5 (dBW) (19) Coâng suaát ra caàn thieát cuûa maùy phaùt -100 -1 -5 -0,05 treân veä tinh (dB) PN=Pvaøo – GN –G0 + H + S1 + S2 (kW) Hieän nay coâng suaát ra cuûa maùy phaùt treân veä tinh thöôøng nhoû hôn 1kW (söû duïng baêng taàn FM). Neáu goùc ngaång cuûa anten nhoû nhaát laø 250, thì giaù trò maät ñoä soùng caàn ñaûm baûo cho vieäc thu caù nhaân (-136dBw/ m 2/4kHz) lôùn hôn 8Db so vôùi giaù trò cöïc ñaïi cho pheùp. Heä thoáng truyeàn hình ôû giaûi taàn 12GHz coù theå thoûa maõn nhieàu yeâu caàu vaø coù nhieàu öu ñieåm hôn . 2.8 VEÄ TINH VAØ CAÙC THIEÁT BÒ: Nguyeân nhanâ chính cuûa vieäc haïn cheá khaû naêng ñaït coâng suaát lôùn cuûa maùy phaùt vaø caùc thieát bò treân veä tinh laø nguoàn naêng löôïng treân veä tinh.Hieän nay chuû yeáu duøng caùc taám quang ñieän ,vôùi moät taám coù dieän tích 0.007 m 2,troïng löôïng 0,05 - 0.1 kg. Coù theå cho coâng suaát 1W (vôùi hieäu suaát laø 10%). Ngoaøi ra khoaûng 5naêm sau thì hieäu suaát cuûa noù giaûm ñeán 20%.Vì theá ñeå coù coâng suaát laø 10kW thì caàn moät dieän tích hieäu duïng cuûa taám quang ñieän laø 70m2. Ñaây laø ñieàu gaây khoù khaên lôùn cho caùc nhaø thieát keá , phaûi laøm sao cho taám quang ñieän luoân quay veà phía maët trôøi ñoàng thôøi Anten phaûi höôùng veà traùi ñaát . Ñieàu ñoù coù nghóa laø neáu taêng coâng suaát nguoàn ñieän cuõng ñoàng nghóa vôùi vieäc taêng giaù thaønh veä tinh. Hieän nay ngöôøi ta ñaït ñöôïc tyû soá coâng suaát phaùt xaï cuûa maùy phaùt treân coâng suaát nguoàn laø :1/4 –1/5 .Thôøi gian soáng cuûa veä tinh töø 5 ñeán 10 naêm . Caùc nhaø chuyeân moân thöôøng duøng 2 phöông aùn döï phoøng : + Duøng caùc veä tinh döï phoøng ñaët saün trong quyõ ñaïo ñòa tónh ñeå thay theá caùc veä tinh ñang hoaït ñoäng khi coù söï coá heát tuoåi thoï . + Chuaån bò caùc veä tinh thay theá ôû maët ñaát ñeå chuyeån leân quyõ ñaïo khi caàn. Phöông aùn thöù hai reû hôn, nhöng coù theå bò giaùn ñoaïn. Ñeå coâng suaát phaùt xaï 1W thì troïng löông veä tinh töø (1-2)kg, neáu 1KW thì troïng löôïng tôùi 1taán. Ñöôøng kính cuûa Anten phaùt phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá : Ñoä lôùn cuûa vuøng phuû soùng, taàn soá coâng taùc cuûa heä thoáng. Trung bình ñöôøng kính vuøng phuû soùng laø 700km, thì goùc môû cuûa Aten laø 10. Vôùi giaûi taàn 12GHz döôøng kính Anten (parabol) phaùt coù giaù trò laø 1,5 –2 m (ñoä taêng ích 43dB). Trong nhieàu tröôøng hôïp, Anten phaùt cuõng ñöôïc duøng laøm Atnen thu tín hieäu truyeàn hình töø maët ñaát leân. Tín hieäu ôû ñaàu ra cuûa khoái thu seõ ñöôïc ñöa vaøo maïch ñieàu cheá cuûa maùy phaùt hình trong veä tinh.
Chöông 3 MAÙY THU HÌNH TVRO 3.1 MOÄT SOÁ KHAÙI NIEÄM COÙ LIEÂN QUAN GIÖÕA TRAÙI ÑAÁT VAØ VEÄ TINH 3.1.1. Kinh tuyeán vaø Vó tuyeán Traùi ñaát ñöôïc chia ra thaønh caùc kinh tuyeán vaø caùc vó tuyeán ñeå xaùc ñònh vò trí ñòa lyù cuûa caùc quoác gia, laõnh thoå hay moät vò trí ñòa lyù cuï theå naøo ñoù… Caùc ñöôøng kinh tuyeán ñeàu quy veà hai cöïc Baéc – Nam vaø ñöôïc chia thaønh 3600. Kinh ñoä goác ñöôïc choïn laø ñöôøng ñi qua Greenwich (Anh), nôi ñaët ñaøi thieân vaên ñaàu tieân lôùn nhaát. Töø kinh ñoä (00) veà höôùng Ñoâng bao goàm 1800 vaø veà höôùng Taây bao goàm 1800 Taây. Caùc ñöôøng vó tuyeán ñeàu caét vaø ngang qua caùc ñöôøng kinh tuyeán. Vó ñoä laø ñöôøng xích ñaïo chia traùi ñaát laøm hai phaàn: baùn caàu Baéc vaø baùn caàu Nam. Vó ñoä 900 N laáy ôû ñòa cöïc Baéc (Baéc cöïc) vaø 900S laáy ôû ñòa cöïc Nam (Nam cöïc). Caùc ñöôøng kinh tuyeán vaø vó tuyeán ñöôïc moâ taû nhö hình veõ sau: 1600 1600 0 140 1400 Kinh tuyeán 1200 1000 1200 1000 1000 Xích ñaïo 60 80 40 A 80 20 Vó tuyeán 60 O 60 200 40 40 20 20 O Vieät nam naèm ôû toïa ñoä 80 ÷240 vó Baéc vaø 100÷1100 kinh Ñoâng. Haø Noäi laø 21004 vó Baéc vaø 105084 kinh Ñoâng. TP Hoà Chí Minh 10058 vó Baéc vaø 106062 kinh Ñoâng. 3.1.2 Ñòa cöïc vaø ñòa töø Caùc ñöôøng kinh tuyeán ñeàu taäp trung veà 2 ñòa cöïc neân goïi laø Baéc vaø Nam ñòa lyù. Coøn la baøn seõ chæ höôùng Baéc töø tröôøng cuûa quaû ñaát neân goïi laø Baéc ñòa töø.
Vó tuyeán 900 Goùc leäch La baøn töø tính O0 Quyõ ñaïo ñòa tónh Xích ñaïo Kinh tuyeán Do caùc traïm thu ñeàu naèm treân caùc kinh tuyeán vaø vó tuyeán ñòa lyù neân coù söï khaùc bieät vôùi höôùng ñòa töø moät goùc , goïi laø goùc leäch. Goùc leäch thay ñoåi theo vó tyeán vaø kinh tuyeán, hay cuï theå hôn laø noù taêng tyû leä vôùi vó ñoä. Ví duï vôùi vó ñoä 50÷ 750 thì goùc leäch 0,770÷ 8,330. Goùc leäch cuûa Haø noäi 3017 vaø TP HCM 1066. 3.1.3 Goùc ngaång (Elevation), Goùc phöông vò (Azimith) vaø Goùc phaân cöïc (Angle of polavisation) Ba thoâng soá caàn thieát vaø quan troïng ñeå xaùc ñònh ñuùng toïa ñoä veä tinh vaø höôùng phaân cöïc cuûa noù laø goùc ngaång, goùc phaân cöïc vaø goùc phöông vò. Thieát bò coù lieân quan tôùi 3 thoâng soá naøy laø anten parabol vaø phaàn thu soùng. 3.1.3.1 Goùc ngaång (θe) - Laø goùc taïo thaønh giöõa tieáp tuyeán taïi ñieåm thu ôû maët ñaát vaø ñöôøng noái ñieåm thu ñeán veä tinh. Ñöôïc moâ taû nhö hình veõ:( Trang beân) - Goùc ngaång taïi xích ñaïo lôùn nhaát baèng 900 vaø caøng ñi veà hai cöïc thì noù caøng giaûm. -Trong phaïm vi heïp ta coù theå taïm coi maët ñaát nôi ñaët anten laø ñöôøng tieáp tuyeán. Caùch tìm hay döïng goùc ngaång raát khoù. Bôûi vaäy ta coù theå tìm goùc nghieâng cuûa noù ñeå laép ñaët deã daøng hôn. Ta tính ñöôïc goùc ngaång nhö sau: θe = 900 – goùc nghieâng (i)
Goùc nghieâng taïo bôûi maët phaúng mieäng chaûo vaø maët ñaát, nhö hình veõ: Goùc c ng Goù ngaå å Xích ñao Tieáp tuyeán ngang Goùc leäch (d) laø goùc thay ñoåi theo vó ñoä vaø do söï sai leäch giöõa ñòa cöïc vôùi ñòa töø neân ñoái vôùi cô caáu doø tìm ñoàng boä caàn phaûi tính ñeán goùc naøy ñeå anten quay theo ñuùng quyõ ñaïo veä tinh töø Ñoâng sang Taây. Luùc naøy goùc ngaång ñöôïc tính: θe = 900 – [ goùc leäch (d) + goùc nghieâng (i)] Goùc ngaång θe Ñöôøng ngang song song vôùi maët ñaát ( 90- θe) Goùc nghieâng: ( 90- θe) Maët phaúng ñaát Nord South Goùc ngaång θe Ñöôøng ngang song song vôùi maët d ñaát i Maët phaúng ñaát Giaù trò goùc leäch vaø goùc nghieâng ñöôïc cho ôû baûng sau (theo tö lieäu cuûa taïp chí Böu chính Vieân thoâng 7/82):