卫星链路跟功率计算.docx

radar_wind 1、接收功率的计算　　根据电波传播理论，通信链路中电波的自由空间衰减为：L＝(4πd/λ)2? ?(1)其中λ为工作波长，在卫星通信中，d为卫星到接收站的距离：d＝35786×103×｛1＋0.42×［1－cos(φs－φe)cosθ］｝1/2或d＝42146×103×［1.023－0.302cos(φs－φe)cosθ］1/2式中φs为卫星星下点的经度，φe为地球站经度，θ为地球站纬度。如果源点的发射功率为Pt，接收方向上发射天线的增益为Gt，接收天线的增益为Gr，下行链路的自由空间衰减为Ld，则接收到的功率为：Pr＝Pt×Gt×Gr/Ld用对数表示，则［Pr］＝［Pt］+[Gt]＋［Gr］－［Ld］ (2)在卫星通信中，Pt×Gt定义为等效全向辐射功率EIRP，该值由卫星公司提供，通常以等高线图或表格的形式提供给用户。并将大气闪烁损耗、天线指向误差和馈源极化调整误差对接收的影响归结为ΔLd（Ku波段上行或下行链路瞬间雨衰量可超过10dB，而C波段最大雨衰量一般不超过1dB），则公式(2)变为：??［Pr］＝［EIRP］＋［Gr］－［Ld］－[ΔLd]? ?(3)Gr=10lg［(πD/λ)2 η］确定，其中D为接收天线的直径（米），η为接收天线的效率，通常在50%～70%之间（偏馈天线为65%，前馈天线为55%）。2、当采用SCPC方式使用一个转发器时（SCPC为单路单载波系统，即一路载波只含有一套节目，要传送多套节目就需要多个载波，其优点是可在不同的地点上星，适合上行站不在同一地点而需共用一个转发器的情况。MCPC多路单载波系统，即一路载波包含多套节目，优点是没有多载波谐波干扰，频带和功率利用率较高，适用于多路信号在同一地点上星），转发器的发射功率将在几个载波之间分配，如果这几个载波都是等幅的，则对每1路载波而言，其EIRP要考虑带宽因子：［S］＝10lg(B/Br)其中B为整个转发器的带宽，Br则为某个已调载波占的带宽。如果1个星载转发器的带宽被n个载波均分，则带宽因子成为［S］＝10lgn。此外，在多载波使用时，总功率是多个载波的功率之和，所以每个载波需要有一定数值的功率回退。功率回退的目的是减小互调产物对转发器甚至是对其它转发器的干扰。功率回退的值［OPBO］由卫星公司提供。综合上述几个因素，某1路载波的EIRP为：［EIRP］＝［EIRP］－［S］－［OPBO］接收天线接收到载波的功率为：［Pr］＝［EIRP］－［S］－［OPBO］＋［Gr］－［Ld］－［ΔLd］ (4)3、接收站的噪声温度和下行链路的载温比　　如果接收天线的噪声温度为Ta，高频头的噪声温度为TLNB，则接收站的系统噪声温度大致（忽略了馈线的噪声温度）为：T＝Ta＋TLNB测定了噪声温度（现在有很多高频头给出的是噪声系数F单位是db，那么噪声系数和噪声温度TLNB的换算公式是: TLNB=(10F/10-1)T0 ,T0是常温下的绝对温度2900K），就可以得到下行链路的载温比C/T：［C/T］＝［Gr/T］＋［EIRP］－［Ld］－［ΔLd］ (5)通常将［Gr/T］称为地球站的品质因数，它是用来描述卫星接收信号能力的一个重要指标。当多个载波使用1个转发器时，某1路载波的载温比为：［C/T］＝［Gr/T］＋［EIRP］－［S］－［OPBO］－［Ld］－［ΔLd］ (6)4、数字方式转发时的门限［Eb/N0］当以数字方式转发时，以［Eb/N0］来表示，[Eb/No]是单位比特的平均信号能量（即传送一个比特的信息所需要的载波功率）与噪声的单边功率谱密度（每赫兹带宽的噪声功率）之比。［Eb/N0］与［C/T］的关系：［Eb/N0］＝［C/T］－［RI］－［K］ (8)这里需要注意的是，RI为信道编码之前的信息净荷速率，也就是调制解调器输入信号的速率，而非经过信道编码后的数码流的速率。［Eb/N0］与［C/N］之间有如下关系：［C/N］＝(Eb／N0) ×（Rb/B）其中Rb/B是频谱效率，B=(1+α)×RS? ?? ? α是滚降系数，在卫星系统中取0.35；RS是符号率Rb=RS×log2(M)??Rb是总码率所以有 Rb/B= log2(M)/1.35? ? 一般来说卫星信号的调制方式都是QPSK，所以Rb/B=1.48??有：［C/N］＝（Eb／N0）＋10lg1.48=（Eb／N0）+1.7? ?（9）5、雨衰对卫星信号接收的影响在进行卫星接收时，我们经常会遇到雨衰的问题，对于C波段来说，由于其波长较大，所以雨衰较小在1db以下，但对于波长较短的KU波段来说，由于雨滴对电波的吸收和散射造成对电波的衰减较为严重，所以在KU波段雨衰可高达10d