Определение необходимой полосы частот
Рецензия
Содержание
Содержание. 3
Задание на курсовой проект и исходные данные. 4
Выбор модуляции. 4
Определение необходимой полосы частот. 5
Выбор конкретной полосы частот. 5
Расчет затухания в антенно-фидерных устройствах. 6
Расчёт потерь в атмосфере при минимальном угле места. 6
Расчет суммарных потерь в тракте передачи. 9
Расчет мощности шумов на входе приёмной антенны.. 9
Расчёт коэффициента усиления антенны, дальности связи, эффективной площади приёмной антенны.. 12
Расчёт отношения сигнал/шум. 16
Выбор оптимального варианта построения радиосистемы.. 18
Заключение. 19
Список использованной литературы.. 20
Задание на курсовой проект и исходные данные
Рассчитать основные проектные параметры системы передачи информации с космического аппарата на сеть наземных станций. Передача информации должна осуществляться одновременно на все наземные станции в подспутниковой зоне видимости. Система должна обладать следующими техническими характеристиками:
· скорость передачи информации - 10 Мбит/с;
· средняя вероятность ошибки на бит – не более 
;
· орбита – круговая, высота – 300 км;
· диаграмма направленности передающей антенны должна обеспечивать равную плотность потока мощности сигнала в каждой точке подспутниковой зоны (зоны радиовидимости);
· диапазон частот – 7-8 ГГц (выбрать по PC);
· длина фидерного тракта (борт) – 1,5 м;
· длина фидерного тракта (земля) – 4,5 м;
· рабочие углы места системы – более 
;
· эквивалентная шумовая температура приемного тракта – определить самостоятельно;
Выбрать и обосновать модуляции, необходимость применения, вид и эффективность кодирования.
Выбор модуляции
Особенностью спутниковых систем связи является необходимость работать в условиях сравнительно низкого отношения сигнал/шум, вызванного несколькими факторами:
- Значительной удаленностью приемника от передатчика;
- Ограниченной мощностью спутника (невозможностью вести передачу на большой мощности).
В связи с этим спутниковая связь плохо подходит для передачи аналоговых сигналов. Поэтому для передачи речи её предварительно оцифровывают, используя, например, импульсно-кодовую модуляцию (ИКМ). Для передачи цифровых данных по спутниковому каналу связи они должны быть сначала преобразованы в радиосигнал, занимающий определенный частотный диапазон.
Для этого применяется модуляция (цифровая модуляция называется также манипуляцией). Наиболее распространенными видами цифровой модуляции для приложений спутниковой связи являются фазовая манипуляция и квадратурная амплитудная модуляция.
Например, в системах стандарта DVB-S2 применяются QPSK, 8-PSK, 16–PSK
Модуляция производится на земной станции. Модулированный сигнал усиливается, переносится на нужную частоту и поступает на передающую антенну. Спутник принимает сигнал, усиливает, иногда регенерирует, переносит на другую частоту и с помощью определённой передающей антенны транслирует на землю. Из–за низкой мощности сигнала возникает необходимость в системах исправления ошибок.
Произведем сравнение QPSK (квадратурно-фазовой модуляции), 8-PSK (восьмипозиционной фазовой модуляции) и 16-APSK на вероятность битовой ошибки от отношения сигнал/шум.
Рис. 1. Зависимость вероятности битовой ошибки от Eb/N0
Сравнение данных видов модуляции показало, что самым оптимальным видом является простая квадратурно-фазовая модуляция (QPSK), так как занимаемая ей полоса минимальна (Ткс=2Тс) и требуемые показатели сигнал/шум также являются минимальными. Исходя из всего этого, можно сделать вывод, что для коэффициента побитовых ошибок 10-6 при модуляции типа QPSK отношение сигнал/шум примерно равно 10,5 дБ.
При пересчете в разы получим:
Рис. 2. Отображение возможных положений фазы сигнала на комплексной плоскости при QPSK модуляции.
Определение необходимой полосы частот
Необходимая ширина полосы частот (НШП) – это ширина полосы частот, которая достаточна при данном классе излучения для обеспечения передачи сообщений с необходимой скоростью и качеством при определённых условиях. Полоса частот по Найквисту, необходимая для передачи сигнала при отсутствии межсимвольной интерференции равна:
;
Где 
- длительность канального импульса
Так как в нашем случае при QPSK модуляции Ткс=2Тс, то необходимая ширина полосы частот равна:
Таким образом, получили, что НШП равна скорости передачи информации.