第3章链路传输工程案例.ppt

* 图3-19 FDMA系统的最佳TWTA工作点和相应的C/N * 七、上下行链路的射频干扰 卫星通信系统上、下行链路之间造成RF干扰的原因之一是地球站或 卫星相关设备电磁兼容性方面存在缺陷。 卫星系统上、下行链路的RF干扰也可以是由地面微波中继通信系统 或其它卫星通信系统引入的。 上行干扰是地球站在向自己的“目标卫星”发送信号的同时，向相邻 卫星辐射了不希望有的信号而形成干扰。该地球站在“相邻卫星”的（天 线波束）的覆盖范围内(通常卫星都具较宽的天线波束覆盖范围)。理论 上，地球站天线应当有窄的波束，只瞄准自己的“目标卫星”，而上行干 扰是由于地球站天线波束不够尖锐，而在较宽的方向上的辐射引起的。 * 图3-20 上、下行RF干扰示意图 * 图3-21 上行C/I与地球站天线直径的关系曲线 * 图3-22 DTH系统下行C/I与接收天线直径和卫星间隔的关系 作业 * 3.17 某C频段（频率为6.10GHz）地球站的天线增益为54dBi，发射功率为100W。卫星接收天线增益为26dBi，与地球站的距离是37500km。转发器等效噪声温度为500K，带宽为36MHz，增益为110dB。试计算（1）链路传输损耗（含2dB附加损耗）；（2）转发器输入噪声功率；（3）转发器输入C/N；（4）转发器输出信号功率。 解：（1） 总链路传输损耗 （2） （3）转发器输入载波信号功率 （4）转发器输出信号功率 作业 * 3.17 某C频段（频率为6.10GHz）地球站的天线增益为54dBi，发射功率为100W。卫星接收天线增益为26dBi，与地球站的距离是37500km。转发器等效噪声温度为500K，带宽为36MHz，增益为110dB。试计算（1）链路传输损耗（含2dB附加损耗）；（2）转发器输入噪声功率；（3）转发器输入C/N；（4）转发器输出信号功率。 解：（1） 总链路传输损耗 （2） （3） * 多普勒频移 在卫星移动通信系统中，卫星与地面移动终端之间存在相对运动，因而它们作为发射机或接收机的载体，接收信号相对于发送信号将产生多普勒频移。分析表明，多普勒频移fD可由下式表示 其中，V为卫星与用户的相对运动速度，fc为射频频率，C为光速，?为卫星与用户之间的连线与速度V方向的夹角。 * 3.4 天线的方向性和电极化问题 天线增益和方向图 在卫星通信系统中，通常要求天线具有向特定方向辐射信号的能力，即天线具有方向性。 将天线在最大辐射方向上的场强E与理想的各向同性天线均匀辐射场强E0的比值，以功率密度计的倍数称为天线的增益G： 对于接收天线，增益表示天线接收来自某一指定方向电磁波的能力。此时增益为天线的有效接收面积A与理想的各向同性天线的接收面积A0的比值： * 3.4 天线的方向性和电极化问题 天线增益和方向图 天线增益通常是指最大辐射方向上信号功率增加的倍数，天线方向图可以描述天线在整个空间内辐射功率的分布情况。方向图的主要参数是主瓣的半功率角θ0.5（单位为度），常称为波束宽度，对于抛物面天线，其近似估算公式为 其中，D为抛物面天线的口面直径，单位为m；N是一个与场分布图在天线口面上的分布规律有关的常数。当场在天线口面上呈均匀分布时，N=58；当场在天线口面上呈锥形分布时，N=70。 锥形分布是指场分布图在天线口面上从中心向四周逐渐减弱的分布，即口面中心的场强最强，而边缘的场强最弱。 * θ为以主瓣中心轴线为参考的方向角；而J1( )为第一类一阶贝塞尔函数。 对于同相均匀激励的圆口径天线来说，方向图可用下式表示 * 天线的极化隔离 一般情况下，在一个周期内电场矢量的顶点在垂直于传播方向的平面上的投影为一个椭圆，称为椭圆极化。从天线顺着电波传播方向看，若电场矢量顺时针旋转，称为右旋，若逆时针旋转，称为左旋。 对于一个椭圆极化波，可以用三个参数来描述它：(1)旋转方向，（2）轴比，（3）倾角（长轴相对于基轴的倾角）。 圆极化和线极化是椭圆极化的两种特例：轴比为1的极化为圆极化，而轴比为无限大的极化为线极化。任何一种极化方式，极化波矢量都可以分解为相互正交的两个分量。对于圆极化波，分解为左旋和右旋两个极化波矢量；对于线极化波，分解为水平极化和垂直极化两个分量。 * 图3-13 由馈源喇叭形成的垂直和水平极化波 电波传播方向 电波传播方向 * 理论上两个正交极化波是完全隔离的，一个天线可以配置两个接收或发送端口。每个端口只与一个极化波匹配，而与另一个极化波正交。