1. Trang Chủ
  2. Điện-Điện tử-Viễn thông
  3. Thiết kế tuyến thông tin vệ tinh

Thiết kế tuyến thông tin vệ tinh

Trong những thập kỷ qua, cùng với sự phát triển của khoa học , công nghệ ngành viễn thông đã có những phát triển vượt bậc, đáp ứng những nhu cầu trao đổi thông tin góp phần không nhỏ trong công cuộc xây dựng và định hướng phát triển của xã hội loài người. Chúng ta sống trong kỷ nguyên của sự bùng nổ thông tin, việc trao đổi thông tin diễn ra khắp mọi nơi trên thế giới với yêu cầu nhanh chóng và chính xác. Đối với thông tin quốc tế, thông tin vệ tinh đã cung cấp những đường thông tin dung lượng l

Thể loại Tài liệu miễn phí Điện-Điện tử-Viễn thông

Số trang 73

Ngày tạo 8/30/2018 1:04:31 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 0.77 M

Tên tệp

Tải Thiết kế tuyến thông tin vệ tinh (.pdf)

Xem mẫu

  1. ÑAÏI HOÏC ÑAØ NAÜNG TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC KYÕ THUAÄT KHOA COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN – ÑIEÄN TÖÛ VIEÃN THOÂNG --- ---  ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP ÑEÀ TAØI : THIEÁT KEÁ TUYEÁN THOÂNG TIN VEÄ TINH Giaùo vieân höôùng daãn Sinh vieân thöïc hieän : ÑAËNG ROÕ : 20ÑT-PY Lôùp Tuy Hoøa , 10/2002 http://www.ebook.edu.vn 0
  2. Lôøi Noùi Ñaàu Trong nhöõng thaäp kyû qua, cuøng vôùi söï phaùt trieån cuûa khoa hoïc , coâng ngheä ngaønh vieãn thoâng ñaõ coù nhöõng phaùt trieån vöôït baäc, ñaùp öùng nhöõng nhu caàu trao ñoåi thoâng tin goùp phaàn khoâng nhoû trong coâng cuoäc xaây döïng vaø ñònh höôùng phaùt trieån cuûa xaõ hoäi loaøi ngöôøi. Chuùng ta soáng trong kyû nguyeân cuûa söï buøng noå thoâng tin, vieäc trao ñoåi thoâng tin dieãn ra khaép moïi nôi treân theá giôùi vôùi yeâu caàu nhanh choùng vaø chính xaùc. Ñoái vôùi thoâng tin quoác teá, thoâng tin veä tinh ñaõ cung caáp nhöõng ñöôøng thoâng tin dung löôïng lôùn, khi taàm lieân laïc xaûy ra trong dieän roäng thì thoâng tin veä tinh theå hieän tính öu vieät cuûa noù veà maët kinh teá. Hieän nay nöôùc ta ñang chuaån bò phoùng veä tinh cho rieâng mình nhaèm ñaùp öùng caùc nhu caàu thoâng tin ngaøy caøng cao trong nöôùc vaø quoác teá. Ñeå hieåu roõ heä thoáng thoâng tin veä tinh bao goàm coâng ngheä thoâng tin, coâng ngheä thieát bò, söï lieân laïc qua heä thoáng thoâng tin veä tinh vaø töø ñoù xaây döïng moät tuyeán lieân laïc phuø hôïp, ñöôïc söï giuùp ñôõ cuûa thaày giaùo höôùng daãn, em thöïc hieän ñeà taøi : “ Thieát keá tuyeán thoâng tin veä tinh ”. Ñöôïc söï höôùng daãn taän tình cuûa thaày , em ñaõ coá gaéng vaän duïng caùc kieán thöùc ñaõ hoïc ñeå hoaøn thaønh ñoà aùn, nhöng vì thôøi gian vaø kieán thöùc coøn haïn cheá, chaéc haún trong ñoà aùn naøy khoâng traùnh khoûi nhöõng thieáu soùt. Em raát mong ñöôïc söï goùp yù, chæ baûo, ñoùng goùp cuûa caùc thaày coâ vaø caùc baïn . Em xin chaân thaønh caûm ôn caùc thaày coâ trong khoa Coâng ngheä thoâng tin – Ñieän töû vieãn thoâng ñaõ giuùp ñôõ em trong suoát thôøi gian hoïc taäp maø ñaëc bieät laø söï höôùng daãn chæ baûo cuûa thaày giuùp em hoaøn thaønh ñoà aùn naøy. Tuy hoøa, thaùng 11 naêm 2002 Sinh vieân Ñaëng Roõ http://www.ebook.edu.vn 1
  3. MUÏC LUÏC ---  --- LÔØI NOÙI ÑAÀU CHÖÔNG I : TOÅNG QUAN VEÀ THOÂNG TIN VEÄ TINH 1.1. Söï ra ñôøi cuûa caùc heä thoáng thoâng tin veä tinh 5 1.2. Quaù trình phaùt trieån 5 1.3. Ñaëc ñieåm cuûa thoâng tin veä tinh 6 1.4. Caùc daïng quyõ ñaïo cuûa veä tinh 6 1.4.1. Quyõ ñaïo elip 8 1.4.2. Quyõ ñaïo troøn 8 1. Quyõ ñaïo cöïc 8 2. Quyõ ñaïo nghieâng 8 3. Quyõ ñaïo xích ñaïo 8 1.5. Caáu truùc moät heä thoáng thoâng tin veä tinh 8 1.6. Caùc phöông phaùp ña truy nhaäp ñeán veä tinh 12 1.6.1. Phöông phaùp ña truy nhaäp phaân chia theo taàn soá FDMA 12 1.6.2. Phöông phaùp ña truy nhaäp phaân chia theo thôøi gian TDMA 13 1.6.3. Phöông phaùp ña truy nhaäp phaân chia theo maõ CDMA 14 1.7. Keát luaän chöông 16 CHÖÔNG II : SOÙNG VOÂ TUYEÁN ÑIEÄN 2.1 . Taàn soá vaø caùc ñaëc tính cuûa soùng voâ tuyeán ñieän trong thoâng tin veä tinh 17 2.1.1. Soùng voâ tuyeán vaø taàn soá 17 2.1.2. Caùc taàn soá söû duïng cho thoâng tin veä tinh 17 2.2 . Phaân cöïc soùng 17 2.2.1. Ñònh nghóa 17 2.2.2. Soùng phaân cöïc elip 18 2.2.3. Soùng phaân cöïc troøn 18 2.2.4. Soùng phaân cöïc thaúng 18 2.3. Söï truyeàn lan soùng voâ tuyeán ñieän 18 http://www.ebook.edu.vn 2
  4. 2.3.1. Khaùi nieäm veà söï truyeàn lan soùng voâ tuyeán trong thoâng tin veä tinh 18 2.3.2. Toån hao trong khoâng gian töï do 19 2.3.3. Cöûa soå voâ tuyeán 19 2.3.4. Taïp aâm trong truyeàn lan soùng voâ tuyeán 20 2.3.5. Söï giaûm khaû naêng taùch bieät phaân cöïc cheùo do möa 20 2.3.6. EIRP : Ñaëc tröng khaû naêng phaùt 20 2.3.7. G/T : Ñaëc tröng ñoä nhaïy maùy thu 21 2.3.8. Söï nhieãu loaïn do caùc soùng can nhieãu 21 CHÖÔNG III : KYÕ THUAÄT TRAÏM MAËT ÑAÁT 3.1 . Coâng ngheä vaø ñaëc tính cuûa anten 23 3.1.1. Yeâu caàu chaát löôïng ñoái vôùi anten thoâng tin veä tinh 23 3.1.2. Phaân loaïi anten 23 3.1.3. Heä thoáng anten baùm veä tinh 24 3.1.4. Caùc ñaëc tính veà ñieän 24 3.2 . Coâng ngheä maùy phaùt 27 3.2.1. Maùy phaùt coâng suaát cao 27 3.2.2. Phaân loaïi caùc boä khuyeách coâng suaát cao 27 3.2.3. Caáu hình 28 3.2.4. Meùo do xuyeân ñieàu cheá 29 3.3. Coâng ngheä maùy thu 30 3.3.1. Caáu truùc traïm thu 30 3.3.2. Khuyeách ñaïi taïp aâm thaáp 30 CHÖÔNG IV : TRAÏM VEÄ TINH 4.1. Caáu hình traïm veä tinh vôùi moät boä phaùt ñaùp ñôn giaûn 32 4.2. Phaân boá daûi taàn cuûa boä phaùt ñaùp 32 4.3. Caùc maïng veä tinh nhieàu chuøm 33 4.3.1.Öu ñieåm cuûaveä tinh nhieàu chuøm 34 4.3.2. Lieân keát giöõa caùc vuøng bao phuû 34 34 1. Lieân keát nhôø böôùc nhaûy cuûa boä phaùt ñaùp 35 2. Lieân keát nhôø chuyeån maïch treân veä tinh (SS/TDMA) 36 3. Lieân keát nhôø queùt chuøm http://www.ebook.edu.vn 3
  5. 4.3.3. Caùc tuyeán noái lieân veä tinh 36 36 1. Caùc tuyeán noái giöõa caùc veä tinh ñòa tónh vôùi veä tinh quyõ ñaïo thaáp 37 2. Caùc tuyeán noái giöõa caùc veä tinh ñòa tónh 37 3. Caùc tuyeán noái giöõa caùc veä tinh quyõ ñaïo thaáp 4.4. Caùc maïng veä tinh taùi taïo 38 4.4.1. Boä phaùt ñaùp taùi taïo 38 4.4.2. Ñaëc ñieåm boä phaùt ñaùp taùi taïo 38 CHÖÔNG V : THIEÁT KEÁ ÑÖÔØNG TRUYEÀN 5.1. Giôùi thieäu 42 5.2. Caùc chæ tieâu chaát löôïng 42 5.3. Caùc chæ tieâu saün saøng 43 5.4. Quan heä giöõa chaát löôïng vaø C/N 43 5.5. C/N toång 46 5.6. Coâng suaát soùng mang 46 5.7. Coâng suaát taïp aâm nhieät 48 5.7.1. Taïp aâm beân ngoaøi 49 5.7.2. Taïp aâm beân trong 49 5.7.3. Taïp aâm heä thoáng 51 5.8. Coâng suaát taïp aâm nhieãu 51 5.8.1. Can nhieãu taïp aâm khaùc 51 5.8.2. Nhieãu cuøng tuyeán 52 5.9. Phaân phoái taïp aâm 53 5.10. Tính toaùn ñoä saün saøng 53 5.11. Tính toaùn keát noái ña truy nhaäp 54 CHÖÔNG VI : TÍNH TOAÙN TUYEÁN THOÂNG TIN 6.1. Giôùi thieäu chöông 55 6.2. Tính toaùn tuyeán thoâng tin 55 6.2.1. Caùc thoâng soá caàn cho tính toaùn 55 6.3. Tính toaùn 56 6.3.1. Cöï ly thoâng tin, goùc ngaång vaø goùc phöông vò cuûa anten traïm maët ñaát 56 6.3.2. Tính caùc thoâng soá cô baûn 57 6.4. Tính döï tröõ tuyeán traïm thu truyeàn hình qua veä tinh (TVRO) 64 Keát luaän ñeà taøi 68 Taøi lieäu tham khaûo http://www.ebook.edu.vn 4
  6. CHÖÔNG I TOÅNG QUAN VEÀ THOÂNG TIN VEÄ TINH 1.1. SÖÏ RA ÑÔØI CUÛA CAÙC HEÄ THOÁNG THOÂNG TIN VEÄ TINH Thoâng tin voâ tuyeán qua veâï tinh laø thaønh töïu nghieân cöùu trong lónh vöïc truyeàn thoâng vaø muïc tieâu cuûa noù laø gia taêng veà maët cöï ly vaø dung löôïng vôùi chi phí thaáp . Keát hôïp söû duïng hai kyõ thuaät - teân löûa vaø viba ñaõ môû ra kyû nguyeân thoâng tin veä tinh. Dòch vuï ñöôïc cung caáp theo caùch naøy boå sung moät caùch höõu ích cho caùc dòch vuï maø tröôùc ñoù ñoäc nhaát chæ do caùc maïng ôû döôùi ñaát cung caáp, söû duïng voâ tuyeán vaø caùp . Kyû nguyeân vuõ truï ñöôïc baét ñaàu vaøo naêm 1957 vôùi vieäc phoùng veä tinh nhaân taïo ñaàu tieân (veä tinh Sputnik cuûa Lieân xoâ cuõ ). Nhöõng naêm tieáp theo caùc veä tinh khaùc cuõng laàn löôït ñöôïc phoùng nhö SCORE phaùt quaûng baù (naêm 1958 ), veä tinh phaûn xaï ECHO (1960), caùc veä tinh chuyeån tieáp baêng roäng TELSTAR vaø RELAY (1962) vaø veä tinh ñòa tónh ñaàu tieân laø SYNCOM (1963). Trong naêm 1965, veä tinh ñòa tónh thöông maïi ñaàu tieân INTELSAT-1 ñaùnh daáu söï môû ñaàu cho haøng loaït caùc veä tinh INTELSAT. Cuøng naêm ñoù, Lieân xoâ cuõ cuõng phoùng veä tinh truyeàn thoâng ñaàu tieân trong loaït veä tinh truyeàn thoâng MOLNYA. 1.2. QUAÙ TRÌNH PHAÙT TRIEÅN Caùc heä thoáng veä tinh ñaàu tieân cung caáp dung löôïng thaáp vôùi giaù töông ñoái cao nhö veä tinh INTELSAT-1 naëng 68kg khi phoùng, coù dung löôïng 480 keânh thoaïi vôùi giaù 32.500USD moät keânh trong moät naêm. Giaù thaønh naøy cao laø do chi phí phoùng, keát hôïp vôùi giaù veä tinh coù tính ñeán tuoåi thoï veä tinh ngaén (1 naêm röôõi ) vaø dung löôïng thaáp. Vieäc giaûm giaù laø keát quaû cuûa nhieàu noã löïc, nhöõng noã löïc ñoù ñaõ daãn ñeán vieäc taïo ra caùc teân löûa phoùng coù khaû naêng ñöa caùc veä tinh ngaøy caøng naëng hôn leân quyõ ñaïo (3750kg khi phoùng veä tinh INTELSAT-VI). Ngoaøi ra kyõ thuaät viba ngaøy caøng phaùt trieån ñaõ taïo ñieàu kieän thöïc hieän caùc anten nhieàu buùp soùng coù khaû naêng taïo bieân hình maø buùp soùng cuûa chuùng hoaøn toaøn thích öùng vôùi hình daïng luïc ñòa, cho pheùp taùi söû duïng cuøng moät baêng taàn giöõa caùc buùp soùng vaø keát hôïp söû duïng caùc boä khuyeách ñaïi truyeàn daãn coâng suaát cao hôn. Dung löôïng veä tinh taêng leân daãn ñeán giaûm giaù thaønh moãi keânh thoaïi (80.000 keânh treân INTELSAT-VI coù giaù thueâ moãi keânh laø 380USD). Ngoaøi vieäc giaûm chi phí truyeàn thoâng, ñaëc ñieåm noåi baäc nhaát laø tính ña daïng cuûa caùc dòch vuï maø caùc heä thoáng thoâng tin veä tinh cung caáp vaø dieän bao phuû roäng cuûa veä tinh ñaõ ñöôïc duøng ñeå thieát laäp caùc tuyeán thoâng tin voâ tuyeán cöï ly xa, nhö veä tinh INTELSAT-1 cho pheùp thieát laäp caùc traïm ôû hai beân bôø Ñaïi Taây Döông keát noái ñöôïc vôùi nhau. Khi kích thöôùc vaø coâng suaát cuûa caùc veä tinh caøng taêng leân thì caøng cho pheùp giaûm kích thöôùc cuûa caùc traïm maët ñaát vaø do vaäy giaûm giaù thaønh http://www.ebook.edu.vn 5
  7. cuûa chuùng, daãn ñeán taêng soá löôïng caùc traïm maët ñaát. Do ñoù coù theå khai thaùc moät tính naêng khaùc cuûa veä tinh, ñoù laø khaû naêng thu thaäp hoaëc phaùt quaûng baù caùc tín hieäu töø hoaëc tôùi moät soá ñòa ñieåm.Thay vì phaùt caùc tín hieäu töø ñieåm naøy tôùi ñieåm khaùc, baây giôø coù theå phaùt töø moät maùy duy nhaát tôùi raát nhieàu maùy thu phaân boá trong moät vuøng roäng lôùn, hoaëc ngöôïc laïi, coù theå phaùt töø nhieàu traïm tôùi moät traïm trung taâm duy nhaát. Vì vaäy, caùc maïng truyeàn soá lieäu ña ñieåm, caùc maïng quaûng baù qua veä tinh vaø caùc maïng thu thaäp döõ lieäu. Coù theå phaùt quaûng baù tôùi caùc maùy phaùt chuyeån tieáp hoaëc tröïc tieáp tôùi khaùch haøng caù nhaân. Caùc maïng naøy hoaït ñoäng vôùi caùc traïm maët ñaát nhoû coù anten ñöôøng kính töø 0,6 ñeán 3,5m. 1.3. ÑAËC ÑIEÅM CUÛA THOÂNG TIN VEÄ TINH Thoâng tin veä tinh tuy ra ñôøi muoän nhöng ñöôïc phaùt trieån nhanh choùng bôûi vì noù coù nhieàu lôïi theá so vôùi caùc heä thoáng truyeàn thoâng khaùc, ñoù laø: • Vuøng phuû soùng roäng, chæ caàn ba veä tinh laø coù theå phuû soùng toaøn caàu. • Thieát bò phaùt soùng cuûa heä thoáng thoâng tin veä tinh chæ caàn coâng suaát nhoû. • Vieäc laép ñaët hoaëc di chuyeån moät heä thoâng thoâng tin veä tinh treân maët ñaát töông ñoái nhanh choùng vaø khoâng phuï thuoäc vaøo caáu hình maïng cuõng nhö heä thoáng truyeàn daãn . • Heä thoáng thoâng tin veä tinh coù theå phuïc vuï nhieàu dòch vuï khaùc nhau nhö vieãn thoâng thoaïi vaø phi thoaïi, thaêm doø ñòa chaát, truyeàn hình aûnh, quan saùt muïc tieâu, nghieân cöùu khí töôïng, phuïc vuï quoác phoøng an ninh, v.v… • Thoâng tin veä tinh raát oån ñònh. Ñaõ coù nhieàu tröôøng hôïp baõo to, ñoäng ñaát maïnh laøm cho caùc phöông tieän truyeàn thoâng khaùc maát taùc duïng chæ coøn duy nhaát thoâng tin veä tinh hoaït ñoäng. • Caùc thieát bò ñaët treân veä tinh coù theå taän duïng naêng löôïng maët trôøi ñeå cung caáp ñieän haàu nhö caû ngaøy laãn ñeâm. Tuy vaäy thoâng tin veä tinh cuõng coù moät soá nhöôïc ñieåm, ñoù laø : • Kinh phí ban ñaàu ñeå phoùng moät veä tinh vaøo quyõ ñaïo khaù lôùn • Böùc xaï cuûa soùng voâ tuyeán trong thoâng tin veä tinh bò toån hao lôùn trong moâi tröôøng truyeàn soùng. 1.4. CAÙC DAÏNG QUÕY ÑAÏO CUÛA VEÄ TINH Quõy ñaïo cuûa veä tinh laø haønh trình cuûa veä tinh trong khoâng gian maø trong ñoù veä tinh ñöôïc caân baèng bôûi hai löïc ñoái nhau. Hai löïc ñoù laø löïc haáp daãn cuûa traùi ñaát vaø löïc ly taâm ñöôïc hình thaønh do ñoä cong cuûa haønh trình veä tinh. Quõy ñaïo cuûa veä tinh coù ba thoâng soá quan troïng : Khoaûng caùch töø quõy ñaïo veä tinh ñeán maët ñaát, hình daïng vaø goùc nghieâng so vôùi maët bình ñoä. Moät thoâng soá chung cuûa noù laø maët phaúng chuyeån ñoäng cuûa veä tinh phaûi ñi qua taâm traùi ñaát. Quyõ ñaïo cuûa veä tinh naèm treân moät maët phaúng coù theå laø hình troøn hoaëc hình elíp. Neáu quyõ ñaïo laø troøn thì taâm cuûa quyõ ñaïo troøn truøng vôùi taâm cuûa traùi ñaát (hình 1-1). http://www.ebook.edu.vn 6
  8. Traùi ñaát Hình 1.1 Veä tinh quõy ñaïo troøn Neáu quyõ ñaïo laø elíp thì coù moät ñaàu elíp naèm xa traùi ñaát nhaát goïi laø vieãn ñieåm (apogee) vaø ñaàu gaàn traùi ñaát nhaát goïi laø caän ñieåm (perigee) (hình 1-2) Traïm maët ñaát Phöông cuûa maët trôøi Caän ñieåm Hình 1.2- Quyõ ñaïo Elip http://www.ebook.edu.vn 7
  9. Quõy ñaïo thoâng duïng hieän nay cuûa veä tinh laø nhöõng daïng quõy ñaïo sau ñaây 1.4.1. Caùc quõy ñaïo hình elíp . Loaïi quõy ñaïo naøy ñaûm baûo phuû soùng caùc vuøng vó ñoä cao döôùi moät goùc ngaång lôùn. Goùc ngaång lôùn laø ñaëc bieät caàn thieát trong nhöõng öùng duïng nhö : - Giaûm thieåu vieäc chaën caùc tia do söï che khuaát veä tinh cuûa caùc cao oác vaø caây coái - Vieäc baùm veä tinh ñöôïc deã daøng hôn . - Giaûm bôùt ñöôïc taïp aâm maø anten traïm maët ñaát thu nhaän do can nhieãu töø caùc heä thoáng thoâng tin voâ tuyeán döôùi maët ñaát. 1.4.2. Caùc quõy ñaïo troøn . 1. Quyõ ñaïo cöïc : Veä tinh coù quõy ñaïo troøn vaø coù ñoä cao khoaûng vaøi traêm ñeán nghìn km vôùi maët phaúng quyõ ñaïo chöùa truïc quay cuûa traùi ñaát, loaïi quõy ñaïo naøy ñaûm baûo raèng veä tinh coù theå ñi qua caùc vuøng cuûa traùi ñaát . Ngöôøi ta söû duïng loaïi quõy ñaïo naøy cho caùc veä tinh quan saùt (observation satellite) nhö veä tinh SPOT vaø phuû soùng toaøn caàu nhö chuøm veä tinh IRIDUM (goàm 77 veä tinh ). 2. Quyõ ñaïo nghieâng : Khi maët phaúng quyõ ñaïo khoâng chöùa truïc quay traùi ñaát vaø cuõng khoâng vuoâng goùc vôùi truïc ñoù. Moät soá veä tinh ñöôïc toå chöùc thaønh chuøm veä tinh coù quõy ñaïo daïng troøn naøy, ôû ñoä cao thaáp (côõ 1000 km) coù khaû naêng phuû soùng toaøn caàu tröïc tieáp ñeán ngöôøi söû duïng nhö ( GLOBAL STAR, LEOSAT,…). 3. Quyõ ñaïo xích ñaïo : Quõy ñaïo naøy naèm trong maët phaúng xích ñaïo cuûa traùi ñaát vaø caùc veä tinh treân quõy ñaïo ñöôïc goïi laø veä tinh ñòa tónh (GEO-geostationary satellite). Ñoä cao quõy ñaïo laø 35.768km. Veä tinh trong tröôøng hôïp naøy xuaát hieän nhö moät ñieåm coá ñònh treân baàu trôøi vôùi vuøng phuû soùng cuûa veä tinh laø 43% dieän tích cuûa beà maët traùi ñaát. Ba veä tinh ñòa tónh trong tröôøng hôïp naøy coù theå phuû soùng toaøn caàu . Vieäc löïa choïn quõy ñaïo naøo trong thöïc teá coøn phuï thuoäc vaøo caùc öùng duïng cuï theå, ñoä can nhieãu maø heä thoáng coù theå chaáp nhaän ñöôïc . Ñeå veä tinh coù theå göõi nguyeân vò trí cuûa mình trong quõy ñaïo ñaõ ñöôïc xaùc ñònh, ngöôøi ta söû duïng moät trong hai kyõ thuaät oån ñònh, ñoù laø oån ñònh quay hoaëc oån ñònh ba truïc. 1.5. CAÁU TRUÙC MOÄT HEÄ THOÁNG THOÂNG TIN VEÄ TINH Caáu truùc moät heä thoáng thoâng tin veä tinh goàm hai phaàn : phaàn khoâng gian (space segment) vaø phaàn maët ñaát (ground segment). Hình 1-3 moâ taû caáu truùc toång quaùt moät heä thoáng thoâng tin veä tinh. http://www.ebook.edu.vn 8
  10. Ñoaïn vuõ truï co Caùc tuyeán xuoáng Caùc tuyeán leân Traïm ñieàu khieån TT&C Caùc maùy phaùt Caùc maùy thu Ñoaïn maët ñaát Hình 1.3- Caùc thaønh phaàn cuûa moät heä thoáng thoâng tin veä tinh 1.5.1. Phaàn khoâng gian Phaàn khoâng gian bao goàm veä tinh cuøng caùc thieát bò ñaët trong veä tinh vaø heä thoáng caùc trang thieát bò ñaët treân maët ñaát ñeå kieåm tra, theo doõi vaø ñieàu khieån veä tinh (caùc heä thoáng baùm, ño ñaïc vaø ñieàu khieån). Baûn thaân veä tinh bao goàm phaàn taûi (payload) vaø phaàn neàn (platform). Phaàn taûi bao goàm caùc anten thu/phaùt vaø taát caû caùc thieát bò ñieän töû phuïc vuï cho vieäc truyeàn daãn caùc soùng mang. Phaàn neàn bao goàm caùc heä thoáng phuïc vuï cho phaàn taûi hoaït ñoäng, ví duï nhö : Caáu truùc voû vaø khung, nguoàn cung caáp ñieän, ñieàu khieån nhieät ñoä, ñieàu khieån höôùng vaø quõy ñaïo, thieát bò ñaåy, baùm, ño ñaïc, v.v… Caùc soùng voâ tuyeán ñöôïc truyeàn töø traïm maët ñaát leân veä tinh ñöôïc goïi laø tuyeán leân (uplink). Veä tinh ñeán löôït mình laïi truyeàn caùc soùng voâ tuyeán (sau khi ñaõ bieán ñoåi taàn soá vaø khuyeách ñaïi ) tôùi caùc traïm thu veä tinh ñaët treân maët ñaát vaø ñöôïc goïi laø tuyeán xuoáng (downlink). Chaát löôïng cuûa moät lieân laïc qua soùng voâ tuyeán ñoù ñöôïc xaùc ñònh bôûi thoâng soá soùng mang treân taïp aâm (C/N). Chaát löôïng cuûa toång theå tuyeán lieân laïc töø traïm maët ñaát naøy ñeán traïm maët ñaát khaùc ñöôïc quyeát ñònh bôûi chaát löôïng cuûa tuyeán leân vaø tuyeán xuoáng trong ñoù bao goàm caû kyõ thuaät ñieàu cheá vaø maõ hoaù ñöôïc söû duïng . Trong moãi veä tinh ñöôïc ñaët moâït soá boä phaùt ñaùp (transponder) ñeå thu tín hieäu töø tuyeán leân, bieán ñoåi taàn soá, khuyeách ñaïi coâng suaát vaø truyeàn trôû laïi treân tuyeán xuoáng . http://www.ebook.edu.vn 9
  11. Boä chuyeån ñoåi xuoáng Tín Boä khueách Boä hieäu töø Boä loïc Boä loïc ñaïi coâng Tuyeán khueách tuyeán thoâng thoâng suaát ñeøn xuoáng ñaïi taïp thaáp leân thaáp soùng chaïy aâm thaáp BPF LNA BPF TWT Anten thu Anten phaùt 6GHz 4 GHz LO Boä dao ñoäng noäi Hình 1.4a- Sô ñoà khoái chöùc naêng cuûa moät boä phaùt ñaùp ñôn giaûn Hình 1-4a moâ taû sô ñoà khoái chöùc naêng moät boä phaùt ñaùp ñôn giaûn, ôû ñaây khoâng coù nhieäm vuï giaûi ñieàu cheá tín hieäu thu ñöôïc vaø cuõng khoâng xöû lyù tín hieäu. Noù chæ ñoùng vai troø nhö boä chuyeån ñoåi xuoáng coù heä soá khuyeách ñaïi coâng suaát lôùn. Boä khuyeách ñaïi coâng suaát trong boä phaùt ñaùp thöôøng duøng hai loaïi : Khuyeách ñaïi duøng ñeøn soùng chaïy (TWTA- Traveling Wave Tube Amplifier) vaø khuyeách ñaïi duøng baùn daãn tranzitor (SSPA – Solid State Power Amplifier). Coâng suaát baõo hoaø taïi ñaàu ra cuûa TWTA thöôøng töø 20W ñeán 200W vaø cuûa SSPA thöôøng töø 20W ñeán 40W. Trong caùc veä tinh loaïi môùi ñöôïc trang bò caùc boä phaùt ñaùp ña chuøm tia (multibeam satellite tranponders) vaø caùc boä phaùt ñaùp taùi sinh (regrative tranponders). Do haïn cheá veà kích thöôùc vaø troïng löôïng cho neân caùc anten thu/phaùt cuûa boä phaùt ñaùp thöôøng coù kích thöôùc nhoû vaø do ñoù ñoä taêng ích cuûa anten trong tröôøng hôïp naøy bò giôùi haïn. Veä tinh trong tröôøng hôïp naøy hình thaønh moät ñieåm trung chuyeån tín hieäu giöõa caùc traïm maët ñaát vaø ñöôïc xem nhö moät ñieåm nuùt cuûa maïng vôùi hai chöùc naêng chính sau ñaây : • Khuyeách ñaïi caùc soùng mang thu ñöôïc töø tuyeán leân ñeå söû duïng cho vieäc truyeàn daãn laïi treân tuyeán xuoáng. Coâng suaát soùng mang taïi ñaàu vaøo cuûa maùy thu veä tinh coù yeâu caàu töø 100pW tôùi 1nW, coøn coâng suaát taïi ñaàu ra cuûa boä khuyeách ñaïi coâng suaát phaùt cho tuyeán xuoáng coù yeâu caàu töø 10 ñeán 100W. Nhö vaäy ñoä taêng ích cuûa anten cuûa boä phaùt ñaùp veä tinh coù yeâu caàu töø 100 ñeán 130dB. Soùng mang trong baêng taàn ñöôïc böùc xaï ñeán caùc vuøng phuû soùng treân beà maët traùi ñaát vôùi caùc möùc EIRP töông öùng. http://www.ebook.edu.vn 10
  12. • Thay ñoåi taàn soá soùng mang (giöõa thu vaø phaùt) nhaèm traùnh hieän töôïng moät phaàn coâng suaát phaùt taùc ñoäng trôû laïi phía ñaàu thu. Khaû naêng loïc cuûa caùc boä loïc ñaàu vaøo ñoái vôùi taàn soá tuyeán xuoáng keát hôïp vôùi ñoä taêng ích thaáp cuûa anten, giöõa ñaàu ra phaùt vaø ñaàu vaøo thu caàn ñaûm baûo söï caùch bieät khoaûng 150dB. Tuy nhieân khi xem xeùt moät veä tinh cuï theå thì coù theå coù moät soá chöùc naêng khaùc. Ví duï, ñoái vôùi veä tinh coù nhieàu buùp soùng hoaëc buùp soùng queùt thì boä phaùt ñaùp veä tinh phaûi coù khaû naêng taïo tuyeán soùng mang ñeán caùc vuøng phuû soùng yeâu caàu. Trong tröôøng hôïp ñoái vôùi veä tinh taùi sinh thì boä phaùt ñaùp coøn coù theâm chöùc naêng ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá . Phaàn taûi (payload) cuûa veä tinh truyeàn thoâng ñöôïc ñaëc tröng bôûi caùc thoâng soá kyõ thuaät trong töøng baêng taàn coâng taùc nhö sau : • Baêng taàn coâng taùc . • Soá löôïng boä phaùt ñaùp . • Ñoä roäng daûi thoâng cuûa moãi boä phaùt ñaùp . • Phaân cöïc tín hieäu cuûa ñöôøng leân vaø ñöôøng xuoáng. • Coâng suaát böùc xaï töông ñöông ñaúng höôùng (EIRP) hoaëc maät ñoä thoâng löôïng coâng suaát taïo ra taïi bieân cuûa vuøng phuû soùng phuïc vuï . • Maät ñoä thoâng löôïng coâng suaát baõo hoaø taïi anten thu cuûa veä tinh (SPD – Saturation Power Density). • Heä soá phaåm chaát G/T cuûa maùy thu veä tinh taïi bieân cuûa vuøng phuû soùng hoaëc giaù trò cöïc ñaïi . • Vuøng phuû soùng . • Coâng suaát ñaàu ra cuûa boä coâng suaát phaùt. • Caáu hình döï phoøng cho maùy thu vaø boä khuyeách ñaïi coâng suaát cao . 1.5.2 Phaàn maët ñaát Phaàn maët ñaát bao goàm taát caû caùc traïm maët ñaát vaø chuùng thöôøng ñöôïc noái vôùi caùc thieát bò cuûa ngöôøi söû duïng thoâng qua caùc maïng maët ñaát hoaëc trong tröôøng hôïp söû duïng caùc traïm VSAT(Very Small Aperture Terminal) thì coù theå lieân laïc tröïc tieáp tôùi thieát bò ñaàu cuoái cuûa ngöôøi söû duïng. Caùc traïm maët ñaát ñöôïc phaân loaïi tuyø vaøo thuoäc vaøo kích côõ traïm vaø loaïi hình thoâng tin ñöôïc truyeàn cuõng nhö xöû lyù (thoaïi, hình aûnh hoaëc döõ lieäu ). Coù theå coù caùc traïm maët ñaát vöøa thu vöøa phaùt nhöng cuõng coù loaïi traïm maët ñaát chæ laøm nhieäm vuï thu (ví duï traïm TVRO – Television Receiver Only). Caùc traïm maët ñaát lôùn ñöôïc trang bò anten coù ñöôøng kính 30-40m, trong khi ñoù caùc traïm maët ñaát loaïi nhoû chæ duøng anten ñöôøng kính 60cm hoaëc thaäm chí coù theå nhoû hôn (caùc traïm di ñoäng, caùc maùy caàm tay). Hình 1-4b moâ taû moät traïm maët ñaát ñôn giaûn bao goàm caû thu vaø phaùt. http://www.ebook.edu.vn 11
  13. Thieát bò anten baùm Thieát bò ña truy nhaäp Maùy thu taïp aâm thaáp ñieàu cheá vaø giaûi ñieàu cheá Boä giaûi Boä khueách Boä ñoåi Boä ñieàu cheá ñaïi taïp aâm taàn khueách Thieát bò baùm thaáp xuoáng ñaïi IF Boä dao ñoäng Heä thoáng Thieát bò ña tieáp soùng truy nhaäp Boä dao ñoäng Boä khueách Boä naâng Boä ñaïi coâng khueách taàn Boä ñieàu cheá suaát cao ñaïi IF λ Maùy phaùt coâng suaát cao Hình 1-4b Caáu hình cuûa moät traïm maët ñaát Ñoái vôùi moät traïm maët ñaát côõ lôùn, do ñoä roäng cuûa buùp soùng chính cuûa anten raát heïp cho neân traïm maët ñaát caàn phaûi coù caùc thieát bò baùm veä tinh ñeå ñaûm baûo chaát löôïng ñöôøng truyeàn (truïc anten höôùng ñuùng veä tinh). Vôùi caùc traïm maët ñaát côõ nhoû do ñoä roäng buùp soùng anten khaù lôùn cho neân trong tröôøng hôïp naøy khoâng caàn thieát phaûi coù caùc thieát bò baùm veä tinh . Trong thöïc teá moät boä phaùt ñaùp cuûa veä tinh coù theå phuïc vuï cuøng moät luùc nhieàu traïm maët ñaát khaùc nhau. Ñoù laø nhôø vaøo phöông phaùp ña truy nhaäp. Kyõ thuaät maø caùc traïm maët ñaát duøng ñeå truy nhaäp boä phaùt ñaùp veä tinh ñoù laø (FDMA, TDMA,CDMA). 1.6. ÑA TRUY NHAÄP Trong caùc heä thoáng thoâng tin veä tinh kyõ thuaät ña truy nhaäp laø moät phöông phaùp ñeå cho nhieàu traïm söû duïng chung moät boä phaùt ñaùp. Hieän nay coù ba phöông phaùp chính ñöôïc duøng ñoù laø : 1.6.1. Ña truy nhaäp phaân chia theo taàn soá (FDMA - Frequency Division Multiple Access). Phöông phaùp naøy ñöôïc söû duïng roäng raõi nhaát. Vôùi heä thoáng naøy moãi traïm maët ñaát phaùt moät soùng mang coù taàn soá soùng mang khaùc vôùi taàn soá soùng mang cuûa caùc traïm khaùc ; moãi moät soùng mang ñöôïc phaân caùch vôùi caùc soùng mang http://www.ebook.edu.vn 12
  14. khaùc baèng nhöõng baêng taàn baûo veä thích hôïp, sao cho chuùng khoâng choàng laán leân nhau (hình 1-5). 1 Boä phaùt ñaùp t Taàn soá 2 1 FDMA t N 2 B • ••• N 2 • 1 N t FDMA Thôøi gian Hình 1.5- Ña truy nhaäp phaân chia theo taàn soá (FDMA) FDMA coù theå ñöôïc söû cho baát kyø heä thoáng ñieàu cheá naøo, ñieàu cheá töông töï hoaëc ñieàu cheá soá. Moät traïm maët ñaát thu choïn löïa caùc tín hieäu noù caàn thoâng tin baèng moät boä loïc baêng thoâng . Phöông phaùp naøy cho pheùp taát caû caùc traïm truyeàn daãn lieân tuïc ; noù coù öu ñieåm khoâng caàn thieát ñieàu khieån ñònh thôøi ñoàng boä, vaø thieát bò söû duïng khaù ñôn giaûn; hieäu quaû söû duïng coâng suaát veä tinh cuûa noù cuõng khoâng thaáp. Tuy nhieân phöông phaùp naøy thieáu linh hoaït trong vieäc thay ñoåi caùch phaân phoái keânh. 1.6.2. Ña truy nhaäp phaân chia theo thôøi gian ( TDMA – Time Division Multiple Access ). Laø moät heä thoáng trong ñoù caùc traïm maët ñaát duøng chung moät boä phaùt ñaùp treân cô sôû phaân chia theo thôøi gian. Ñeå laøm ñöôïc vieäc naøy caàn söû duïng moät soùng mang ñieàu cheá soá. Heä thoáng TDMA thöôøng ñònh ra moät khung trong mieàn thôøi gian goïi laø khung TDMA; khung naøy ñöôïc phaân chia ra vaø moãi moät khoaûng chia ñöôïc phaân cho töøng traïm. Moãi moät traïm phaùt soùng mang cuûa noù trong moät khoaûng thôøi gian ngaén ñaõ ñöôïc phaân (khe thôøi gian) trong khung thôøi gian. Caàn ñeå ra moät khoaûng thôøi gian troáng (thôøi gian baûo veä) giöõa hai khe thôøi gian caïnh nhau sao cho caùc soùng mang phaùt töø nhieàu traïm khoâng choàng leân nhau trong boä phaùt ñaùp (hình 1-6). 1 Boä phaùt ñaùp 2 Maõ 1 TDMA N B 2 12 N t N TDMA Thôøi gian http://www.ebook.edu.vn 13
  15. Hình 1.6- Ña truy nhaäp phaân chia theo thôøi gian (TDMA) Moãi traïm thu seõ taùch ra nhöõng phaàn soùng mang cuûa chính noù döïa treân cô sôû phaân chia theo thôøi gian trong nhöõng tín hieäu nhaän ñöôïc. Heä thoáng TDMA coù theå söû duïng toát nhaát coâng suaát veä tinh vaø coù theå deã daøng thay ñoåi ñöôïc dung löôïng truyeàn taûi neân heä thoáâng naøy coù öu ñieåm laø linh hoaït trong vieäc chaáp nhaän thay ñoåi trong thieát laäp tuyeán. 1.6.3. Ña truy nhaäp phaân chia theo maõ ( CDMA – Code Division Multiple Access) hay ña truy nhaäp traûi phoå (SSMA – Spread Spectrum Multiple Access ) . Vôùi ña truy nhaäp phaân chia theo maõ (CDMA) caùc traïm cuûa maïng phaùt lieân tuïc vaø cuøng phaùt treân moät baêng taàn nhö nhau cuûa keânh. Nhöng caùc soùng mang naøy tröôùc ñoù ñaõ ñöôïc ñieàu cheá baèng moät maãu bít ñaëc bieät quy ñònh cho moãi traïm maët ñaát tröôùc khi phaùt tín hieäu ñaõ ñieàu cheá. Do ñoù ôû loaïi ña truy nhaäp naøy ngay caû khi coù nhieàu tín hieäu ñieàu cheá ñöôïc ñöa vaøo boä phaùt ñaùp, thì traïm maët ñaát thu coù theå taùch tín hieäu thu töø caùc tín hieäu khaùc baèng caùch söû duïng moät maãu bít ñaëc bieät thöïc hieän quaù trình giaûi ñieàu cheá . Caùc tín hieäu töø taát caû caùc traïm ñeàu coù cuøng moät vò trí trong boä phaùt ñaùp caû veà thôøi gian laãn taàn soá. ÔÛ phía thu thöïc hieän quaù trình traûi phoå ngöôïc söû duïng maõ gioáng nhö maõ traûi phoå söû duïng ôû phía phaùt vaø laáy ra tín hieäu ban ñaàu. Ñieàu naøy cho pheùp chæ thu caùc tín hieäu mong muoán ngay caû khi caùc soùng mang traûi phoå vôùi caùc maõ khaùc ñeán cuøng thôøi gian (hình 1-7). Maõ Boä phaùt ñaùp 1 Maõ Taàn soá 1 2 1 N 2 CDMA Thôøi gian N Hình 1.7-Ña truy nhaäp phaân chia theo maõ Öu ñieåm heä thoáng CDMA laø hoaït ñoäng ñôn giaûn, do noù khoâng ñoøi hoûi baát kyø söï ñoàng boä truyeàn daãn naøo giöõa caùc traïm. Ñoàng boä duy nhaát laø ñoàng boä cuûa maùy thu vôùi chuoãi cuûa soùng mang thu ñöôïc. Kyõ thuaät naøy ñaït hieäu quûa trong vieäc choáng laïi söï can nhieãu töø caùc heä thoáng khaùc vaø can nhieãu do hieän töôïng ña ñöôøng truyeàn. Nhöôïc ñieåm chính laø hieäu suaát thaáp. Baûng 1-1 toùm taét öu ñieåm vaø nhöôïc ñieåm cuûa caùc heä thoáng ña truy nhaäp khaùc nhau . http://www.ebook.edu.vn 14
  16. Baûng 1-1 Tính naêng cuûa caùc heä thoáng ña truy nhaäp Heä thoáng Öu ñieåm Nhöôïc ñieåm Nhaän xeùt -Thuû tuïc nhaäp ñôn -Thieáu linh hoaït -Deã daøng öùng giaûn trong thay ñoåi thieát duïng vieäc FDMA -Caáu hình caùc phöông laäp tuyeán phaân phoái tieän traïm maët ñaát ñôn -Hieäu quaû thaáp khi theo yeâu caàu giaûn soá soùng mang taêng -Hieäu quaû söû duïng -Yeâu caàu ñoàng boä -Coù theå öùng tuyeán cao thaäm chí khi cuïm duïng SS- taêng soá caùc traïm truy -Coâng suaát phaùt TDMA neáu coù TDMA nhaäp caàn thieát cuûa traïm theå -Linh hoaït cao trong maët ñaát cao vieäc thay ñoåi thieát laäp tuyeán -Chòu ñöôïc nhieãu vaø -Hieäu quaû söû duïng -Phuø hôïp vôùi meùo baêng taàn keùm caùc heä thoáng CDMA -Chòu ñöôïc söï thay ñoåi - Yeâu caàu ñöôøng coù caùc traïm caùc thoâng soá khaùc truyeàn vôùi baêng löu löôïng nhoû nhau cuûa ñöôøng truyeàn taàn lôùn - Baûo maät tieáng noùi cao Ngoaøi ra coøn theå söû duïng moät trong caùc kyõ thuaät sau : 1. Cheá ñoä ña truy nhaäp gaùn coá ñònh (FAMA – Fixed Assigned Multiple Access). 2. Cheá ñoä ña truy nhaäp gaùn theo nhu caàu ( DAMA- Demand Assigned Multiple Access ). 3. Ña truy nhaäp phaân chia theo thôøi gian chuyeån maïch veä tinh (SS-TDMA). Vôùi gaùn coá ñònh, caùc keânh veä tinh ñöôïc phaân boá coá ñònh cho taát caû caùc traïm maët ñaát khaùc nhau, baát chaáp coù hay khoâng coù caùc cuoäc goïi phaùt ñi, coøn gaùn theo http://www.ebook.edu.vn 15
  17. nhu caàu thì caùc keânh veä tinh ñöôïc saép xeáp laïi moãi khi coù yeâu caàu thieát laäp keânh töø caùc traïm maët ñaát coù lieân quan. Vôùi caùc veä tinh SS-TDMA, caùc anten chuøm heïp khaùc nhau ñöôïc chuyeån maïch taïi thôøi ñieåm thích öùng trong chu kyø khung TDMA ñeå höôùng caùc chuøm phaùt vaø thu theo höôùng mong muoán. 1.7. KEÁT LUAÄN Thoâng tin veä tinh coù nhieàu böôùc phaùt trieån vöôït baäc trong nhöõng naêm qua veà coâng ngheä cuõng nhö caùc dòch vuï. Chuùng ta thaáy ôû nhöõng naêm 1970 caùc dòch vuï thoâng tin veä tinh caàn cung caáp laø truyeàn daãn tín hieäu thoaïi vaø truyeàn hình giöõa caùc luïc ñòa. Vôùi nhu caàu taêng dung löôïng neân ñaõ nhanh choùng daãn ñeán vieäc taïo ra caùc veä tinh ña chuøm vaø taùi söû duïng taàn soá nhôø phaân cöïc tröïc giao vaø phaân taùch khoâng gian. Nhu caàu gia taêng veà soá löôïng lôùn caùc tuyeán noái dung löôïng thaáp ñaõ daãn ñeán vieäc cheá ñoä gaùn theo yeâu caàu ra ñôøi söû duïng moät trong caùc kyõ thuaät ña truy nhaäp FDMA, TDMA hoaëc CDMA. Ñoàng thôøi, nhöõng tieán boä cuûa kyõ thuaät anten cho pheùp caùc chuøm tia phuø hôïp vôùi vuøng bao phuû dòch vuï, daãn ñeán caùc chæ tieâu cuûa tuyeán thoâng tin ñöôïc caûi thieän. Tuy nhieân khi soá löôïng chuøm tia taêng leân laøm cho vieäc lieân keát maïng khoù khaên hôn do ñoù naûy sinh kyõ thuaät chuyeån maïch treân veä tinh (SS-TDMA). Moät heä thoáng thoâng tin veä tinh coù caùc thuoäc tính maø caùc maïng maët ñaát khoâng theå coù hoaëc chæ coù vôùi quy moâ thaáp hôn nhieàu, ñoù laø : • Khaû naêng phaùt quaûng baù. • Daûi thoâng roäng. • Thieát laäp nhanh choùng vaø deã daøng caáu hình laïi. Vôùi caùc thuoäc tính treân cho neân tieàm naêng cuûa caùc dòch vuï do thoâng tin veä tinh cung caáp laø raát ña daïng. Caùc loaïi dòch vuï ñang noåi baät laø: • Trung keá thoaïi vaø trao ñoåi chöông trình truyeàn hình. • Caùc heä thoáng ña dòch vuï : Truyeàn daãn thoaïi vaø soá lieäu cho caùc nhoùm ngöôøi duøng phaân taùn theo caùc vuøng ñòa lyù khaùc nhau. Moãi nhoùm duøng chung moät traïm maët ñaát vaø truy nhaäp dòch vuï qua moät maïng döôùi ñaát. • Caùc heä thoáng VSAT ( Very Small Aperture Terminal): Truyeàn daãn soá lieäu dung löôïng thaáp, phaùt quaûng baù caùc chöông trình truyeàn hình hoaëc aâm thanh soá. Thoâng duïng nhaát laø ngöôøi söû duïng ñöôïc keát noái tröïc tieáp ñeán traïm . Toùm laïi ta coù theå noùi raèng thoâng tin veä tinh chieám moät vò trí quan troïng trong vai troø cuûa moät phöông tieän truyeàn thoâng. http://www.ebook.edu.vn 16
  18. CHÖÔNG II SOÙNG VOÂ TUYEÁN ÑIEÄN 2.1. Taàn soá vaø caùc ñaëc tính cuûa soùng voâ tuyeán ñieän trong thoâng tin veä tinh 2.1.1. Soùng voâ tuyeán vaø taàn soá Soùng voâ tuyeán laø moät boä phaän cuûa soùng ñieän töø vaø gioáng nhö soùng aùnh saùng, tia hoàng ngoaïi, tia X, v.v… Söï khaùc nhau giöõa chuùng chæ ôû taàn soá. Soùng voâ tuyeán ñöôïc quy ñònh laø nhöõng soùng ñieän töø coù taàn soá nhoû hôn 3000GHz. Caùc soùng coù taàn soá töø 3kHz ñeán 270 GHz ñöôïc phaân ñònh cho nhieàu muïc ñích khaùc nhau. Caùc taàn soá söû duïng trong thoâng tin veä tinh hieâïn nay naèm trong khoaûng 1GHz ñeán 30GHz 2.1.2. Caùc taàn soá söû duïng cho thoâng tin veä tinh coá ñònh a.Baêng C (Baêng 6/4GHz) Taàn soá phaùt cho ñöôøng leân töø 5,925GHz ñeán 6,425GHz vaø cho ñöôøng xuoáng töø 3.7GHz ñeán 4,2GHz. Baêng taàn naøy suy hao raát ít do möa vaø tröôùc ñaây ñaõ söû duïng cho caùc heä thoáng vi ba döôùi maët ñaát ; do ñoù söï phaùt trieån cuûa thieát bò ñaõ ôû moät möùc tieân tieán, noù ñöôïc söû duïng cho caùc heä thoáng veä tinh khu vöïc vaø noäi ñòa. b.Baêng Ku (caùc baêng 14/12 vaø 14/11 GHz) Taàn soá phaùt cho ñöôøng leân töø 14GHz ñeán 14,5GHz vaø cho ñöôøng xuoáng töø 12,25GHz ñeán 12,75GHz hoaëc töø 10,95GHz ñeán 11,7GHz. Baêng naøy ñaõ ñöôïc söû duïng roäng raõi tieáp sau baêng C cho vieãn thoâng coâng coäng. Noù ñöôïc öa duøng hôn cho thoâng tin noäi ñòa vaø thoâng tin giöõa caùc coâng ty, do taàn soá cao neân cho pheùp caùc traïm maët ñaát söû duïng ñöôïc caùc anten coù kích thöôùc nhoû ñeå lieân laïc. c. Baêng Ka (30/20 GHz) Baêng Ka laàn ñaàu tieân ñöôïc söû duïng cho moät keânh thoâng tin thöông maïi qua veä tinh thoâng tin “SAKURA” cuûa Nhaät Baûn. Öu ñieåm cuûa thoâng tin veä tinh söû duïng baêng taàn naøy laø cho pheùp söû duïng caùc traïm maët ñaát nhoû vaø khoâng gaây nhieãu vôùi caùc heä thoáng vi ba treân maët ñaát. Tuy nhieân baêng taàn naøy bò suy hao lôùn do möa. 2.2 . Phaân cöïc soùng 2.2.1. Ñònh nghóa Soùng böùc xaï bôûi anten bao goàm caùc thaønh phaàn ñieän tröôøng vaø töø tröôøng. Hai thaønh phaàn naøy tröïc giao vôùi nhau vaø vuoâng goùc vôùi phöông truyeàn soùng, chuùng bieán ñoåi theo taàn soá cuûa soùng. Phaân cöïc cuûa soùng ñöôïc xaùc ñònh bôûi höôùng ñieän tröôøng. Soùng ñieän töø phaúng coù caùc daïng phaân cöïc nhö : phaân cöïc elíp, phaân cöïc troøn, phaân cöïc thaúng (hình 2) http://www.ebook.edu.vn 17
  19. y P la n eà n r uy gt ôùn Hö E x y ax m E E x E m in Anten Hình 2- Phaân cöïc soùng 2.2.2. Phaân cöïc elíp Trong quaù trình truyeàn soùng neáu ñaàu cuoái veùc tô cöôøng ñoä ñieän tröôøng cuûa soùng vaïch neân moät hình elíp trong khoâng gian thì soùng goïi laø phaân cöïc elíp . 2.2.3. Phaân cöïc troøn Trong quaù trình truyeàn soùng neáu veùc tô cöôøng ñoä ñieän tröôøng cuûa noù veõ neân moät voøng troøn thì soùng goïi laø phaân cöïc troøn. Neáu nhìn theo chieàu truyeàn soùng, veùc tô ñieän tröôøng quay theo chieàu kim ñoàng hoà thì ta coù soùng phaân cöïc troøn quay phaûi, trong tröôøng hôïp veùc tô ñieän tröôøng quay ngöôïc chieàu kim ñoàng hoà ta goïi laø soùng phaân cöïc troøn quay traùi . 2.2.4. Phaân cöïc thaúng Soùng coù veùc tô cöôøng ñoä ñieän tröôøng luoân höôùng song song theo moät ñöôøng thaúng trong quaù trình truyeàn soùng goïi laø soùng phaân cöïc thaúng hay phaân cöïc tuyeán tính. Tuyø theo höôùng cuûa veùc tô ñieän tröôøng ta coù phaân cöïc ngang hoaëc phaân cöïc ñöùng. 2.3. Söï truyeàn lan soùng voâ tuyeán ñieän 2.3.1. Khaùi nieäm veà söï truyeàn lan soùng voâ tuyeán trong thoâng tin veä tinh Coù nhöõng vaán ñeà khaùc nhau lieân quan tôùi söï truyeàn lan soùng voâ tuyeán trong thoâng tin veä tinh vì vieäc phaùt vaø thu soùng thöïc hieän giöõa moät traïm maët ñaát vaø moät veä tinh thoâng tin ôû moät cöï ly khaù xa (35.786km). Vaán ñeà lôùn nhaát laø toån hao truyeàn lan khi truyeàn giöõa traïm maët ñaát vaø veä tinh. Coù theå noùi raèng coâng ngheä thoâng tin veä tinh luoân luoân ñöôïc caûi tieán ñeå khaéc phuïc ñöôïc caùc toån hao truyeàn lan. Ngoaøi toån hao truyeàn lan ra, soùng voâ tuyeán söû duïng trong thoâng tin veä tinh coøn chòu http://www.ebook.edu.vn 18
  20. aûnh höôûng cuûa caùc taùc ñoäng nhö toån hao haáp thuï do taàng ñieän ly, khí quyeån vaø möa cuõng nhö taïp aâm gaây ra töø beân ngoaøi bôûi taàng ñieän ly, khí quyeån, möa vaø maët ñaát . 2.3.2. Toån hao trong khoâng gian töï do Trong thoâng tin veä tinh, soùng voâ tuyeán ñi qua khoaûng khoâng vuõ tru ï(gaàn nhö chaân khoâng). Trong moät moâi tröôøng nhö vaäy, coù raát ít caùc chaát coù theå suy hao soùng hoaëc laøm leäch höôùng truyeàn lan cuûa noù. Söï suy hao soùng gaây ra chæ do söï khuyeách ñaïi töï nhieân cuûa noù. Moâi tröôøng nhö vaäy ñöôïc goïi laø khoâng gian töï do. Khi soùng voâ tuyeán truyeàn trong khoâng gian töï do tyû soá coâng suaát phaùt treân coâng suaát thu taïi ñieåm caùch nôi phaùt moät khoaûng R seõ laø : Γ = (4πR/λ)2 ÔÛ ñaây λ laø böôùc soùng cuûa voâ tuyeán ñieän Γ ñöôïc goïi laø toån hao khoâng gian töï do Töø bieåu thöùc coù theå thaáy raèng toån hao khoâng gian töï do tyû leä bình phöông vôùi khoaûng caùch truyeàn lan soùng . Trong thoâng tin veä tinh, vì haàu heát söï truyeàn lan soùng ñi xaûy ra trong khoâng gian laø chaân khoâng, do ñoù toån hao truyeàn soùng coù theå coi nhö baèng toån hao khoâng gian töï do. Tuy nhieân khoaûng caùch truyeàn soùng raát daøi neân gaây ra toån hao raát lôùn (khoaûng 200dB vôùi soùng coù taàn soá khoaûng 6GHz ). Vì vaâïy neân caàn söû duïng caùc maùy phaùt coâng suaát lôùn vaø maùy thu coù ñoä nhaïy cao cuõng nhö anten thu vaø phaùt coù heä soá taêng ích lôùn. 2.3.3. Cöûa soå voâ tuyeán Trong moät soá tröôøng hôïp, caùc soùng voâ tuyeán truyeàn ñeán hay ñi töø caùc veä tinh thoâng tin, ngoaøi ra coøn chòu aûnh höôûng cuûa taàng ñieän ly vaø khí quyeån ñeán toån hao truyeàn lan do cöï ly xa . Soùng truyeàn ñi töø veä tinh vaø traïm maët ñaát bò aûnh höôûng bôûi taàng ñieän ly khi taàn soá thaáp vaø bò aûnh höôûng do möa khi taàn soá cao. Ñoà thò hình 2-1 chæ ra ñaëc tính taàn soá suy hao do taàng ñieän ly vaø do möa. 100 50 Haáp thuï do Toån hao do möa taàn g ñieän ly (25mm/giôø) 10 5 Cöûa soå voâ tuyeán 1 5 0,1 0,5 1 10 50 100 Taàn soá (GHz) http://www.ebook.edu.vnn 19 Hình2.1- Cöûa soå voâ tuyeá
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược