Comunicação via satélite - Orçamento do link

Em sistemas de comunicação por satélite, existem dois tipos de cálculos de potência. Esses estão transmitindo energia e recebendo cálculos de energia. Em geral, esses cálculos são chamados deLink budget calculations. A unidade de poder édecibel.

Primeiro, vamos discutir a terminologia básica usada no Orçamento do Link e, em seguida, passaremos para explicar os cálculos do Orçamento do Link.

Terminologia Básica

A isotropic radiator(antena) irradia igualmente em todas as direções. Mas, isso não existe praticamente. É apenas uma antena teórica. Podemos comparar o desempenho de todas as antenas reais (práticas) em relação a esta antena.

Densidade de fluxo de energia

Suponha que um radiador isotrópico está situado no centro da esfera com raio, r. Sabemos que a densidade do fluxo de potência é a relação entre o fluxo de potência e a área da unidade.

Power flux density, $ \ Psi_i $ de um radiador isotrópico é

$$ \ Psi_i = \ frac {p_s} {4 \ pi r ^ 2} $$

Onde, $ P_s $ é o fluxo de potência. Em geral, a densidade do fluxo de potência de uma antena prática varia com a direção. Mas émaximum value será em apenas uma direção particular.

Ganho da antena

o gain de antena prática é definida como a razão entre a densidade de fluxo de potência máxima da antena prática e a densidade de fluxo de potência da antena isotrópica.

Portanto, o ganho de antena ou Antenna gain, G é

$$ G = \ frac {\ Psi_m} {\ Psi_i} $$

Onde, $ \ Psi_m $ é a densidade de fluxo de potência máxima da antena prática. E, $ \ Psi_i $ é a densidade do fluxo de potência do radiador isotrópico (antena).

Potência isotrópica irradiada equivalente

A potência isotrópica irradiada equivalente (EIRP) é o principal parâmetro usado na medição do orçamento do enlace. Mathematically, pode ser escrito como

$$ EIRP = G \: \: P_s $$

Podemos representar EIRP em decibels Como

$$ \ left [EIRP \ right] = \ left [G \ right] + \ left [P_s \ right] dBW $$

Onde, Gé o ganho da antena de transmissão e $ P_s $ é a potência do transmissor.

Perdas de transmissão

A diferença entre a potência enviada em uma extremidade e recebida na estação receptora é conhecida como Transmission losses. As perdas podem ser classificadas em 2 tipos.

Perdas constantes
Perdas variáveis

As perdas que são constantes, como perdas do alimentador, são conhecidas como constant losses. Não importa quais precauções possamos ter tomado, mesmo assim essas perdas estão fadadas a ocorrer.

Outro tipo de perda é variable loss. O céu e as condições meteorológicas são um exemplo deste tipo de perda. Significa que se o céu não estiver claro o sinal não chegará efetivamente ao satélite ou vice-versa.

Portanto, nosso procedimento inclui o cálculo das perdas devido a tempo claro ou condição de céu claro como ^1º porque essas perdas são constantes. Eles não mudarão com o tempo. Então, na ^2ª etapa, podemos calcular as perdas devido a condições climáticas adversas.

Vincular cálculos de orçamento

Existem dois tipos de cálculos de orçamento de link, uma vez que existem dois links, a saber, uplink e downlink.

Uplink da estação terrestre

É o processo no qual a Terra está transmitindo o sinal ao satélite e o satélite o está recebendo. Estámathematical equation pode ser escrito como

$$ \ left (\ frac {C} {N_0} \ right) _U = [EIRP] _U + \ left (\ frac {G} {T} \ right) _U - [PERDAS] _U -K $$

Onde,

$ \ left [\ frac {C} {N_0} \ right] $ é a razão da densidade da portadora para o ruído
$ \ left [\ frac {G} {T} \ right] $ é a relação G / T do receptor de satélite e as unidades são dB / K

Aqui, as perdas representam as perdas do alimentador do receptor de satélite. As perdas que dependem da freqüência são todas levadas em consideração.

O valor EIRP deve ser o mais baixo possível para um UPLINK eficaz. E isso é possível quando temos uma condição de céu limpo.

Aqui usamos a notação (subscrito) “U”, que representa o fenômeno do uplink.

Downlink de satélite

Neste processo, o satélite envia o sinal e a estação terrestre o recebe. A equação é a mesma do uplink do satélite, com a diferença de que usamos a abreviatura “D” em todos os lugares em vez de “U” para denotar o fenômeno do downlink.

Está mathematical a equação pode ser escrita como;

$$ \ esquerda [\ frac {C} {N_0} \ direita] _D = \ esquerda [EIRP \ direita] _D + \ esquerda [\ frac {G} {T} \ direita] _D - \ esquerda [PERDAS \ direita] _D - K $$

Onde,

$ \ left [\ frac {C} {N_0} \ right] $ é a razão da densidade da portadora para o ruído
$ \ left [\ frac {G} {T} \ right] $ é a relação G / T do receptor da estação terrestre e as unidades são dB / K

Aqui, todas as perdas que ocorrem ao redor das estações terrenas.

Na equação acima, não incluímos a largura de banda do sinal B. No entanto, se incluirmos isso, a equação será modificada da seguinte forma.

$$ \ esquerda [\ frac {C} {N_0} \ direita] _D = \ esquerda [EIRP \ direita] _D + \ esquerda [\ frac {G} {T} \ direita] _D - \ esquerda [PERDAS \ direita] _D -KB $$

Orçamento do link

Se estivermos levando o satélite terrestre em consideração, então a perda por espalhamento de espaço livre (FSP) também deve ser levada em consideração.

Se a antena não estiver alinhada corretamente, podem ocorrer perdas. então nós pegamosAML(Perdas por desalinhamento da antena) em consideração. Da mesma forma, quando o sinal vem do satélite em direção à Terra, ele colide com a superfície terrestre e alguns deles são absorvidos. Estes são cuidados pela perda de absorção atmosférica dada por“AA” e medido em db.

Agora, podemos escrever a equação de perda para o céu livre como

$$ Perdas = FSL + RFL + AML + AA + PL $$

Onde,