宽带卫星通信 第2章 链路传输工程.ppt

* 接收机的输入噪声功率可以表示为： T为接收系统的等效噪声温度，它包括从天线进入接收机的噪声的等效噪 声温度和接收机内部噪声折算至其输入端的等效噪声温度；k为波耳兹曼 常数， ；B为系统的带宽。 接收信号的载噪比C/N为： 其中， C为接收载波功率， N表示接收端的噪声功率，C=(EIRP?G)/LfLtLr, N=KBT, G为接收天线增益。 * 除载噪比C/N作为系统的重要参数以外，也常用载波功率与 等效噪声温度之比C/T反映系统的性能。 其中， C=(EIRP?G)/L，L=LfLtLr, G/T为接收系统的品质因素。 不同类型的卫星通信系统，对G/T的要求有较大差异。例如， 国际卫星七号（IS-Ⅶ）的工作于全球波束的空间站G/T值为-11.5dB/K，而天线仰角大于5度的A型标准地球站，在晴天的G/T值应满足：G/T≥40.7+20lg(f/4)。 欧洲通信卫星（EUTELSAT）是区域性波束覆盖，空间站G/T值为 -5.3dB/K，而对地球站G/T的要求为37.7 dB/K +20lgf/4。 卫星移动通信的地面移动终端天线增益通常只有1~2dB，G/T在-22~-23 dB/K左右。 * 接收系统的等效噪声温度 图2-16 接收系统噪声温度计算图 * “接收系统的等效噪声温度”包括天线、馈线和接收机在内的所有 噪声的等效噪声温度。以接收机输入端为参考点，将天线、馈线的噪声 温度折算到接收机输入端，并与接收机的等效噪声温度相加。 （地球站）天线噪声主要包括了由天线主瓣进入天线的宇宙噪声、 大气噪声，和由天线旁瓣进入的地面噪声、大气噪声和太阳噪声。同 时，下雨时还有雨的吸收噪声。一般来说，晴天条件下天线噪声温度大 约在30-50K的范围，然而它与下列因素有关：仰角（仰角越大，噪声越 小）；天线直径（直径越大，噪声越小）；天气条件（雨天噪声剧增， 特别是10GHz以上的频段）。天线的噪声温度用Ta表示，它是在馈线的 输入端的数值。假设馈线损耗为LF，则将其折算到馈线输出端，即接收 机输入端时，其等效值Tae为 * 假定馈线环境温度为T0，根据式（2-33） 可得馈线的噪 声温度。 由于馈线噪声已折算到其输入端，此时馈线已为无噪声的理想馈 线，其输入和输出的信噪比相等。与噪声功率成比例的噪声温度折算到 其输出端后为 TFe=（1-1/LF）T0 (2-34) 若接收机等效噪声温度为Tre（接收机的等效噪声温度Tre主要由接收 机的前级低噪声放大器LNA确定），则整个接收系统的等效噪声温度T为 * 全链路传输质量 卫星通信系统全链路的传输质量主要决定于上行和下行链路的载波（功率）与噪声温度之比。对于上、下行链路，分别有 （2-36）和（2-37）中，(EIRP)e和(EIRP)s分别为地球站和卫星的等效全向辐射功率，(G/T)s 和(G/T)e分别为卫星接收系统和地球站接收系统的品质因素，Lu和Ld分别为上行链路和下行链路的传输损耗。 * 当卫星转发器的行波管放大器（TWTA）同时放大多个载波时，将产生互调噪声，其影响也用载波噪声温度比(C/T)i来表示。互调噪声的大小与载波数目、各载波间的相对电平、频率配置方案和行波管工作点有关。 全链路传输质量的载波噪声温度比C/T为： 其中，C/T为全链路传输的载波噪声温度比，总的等效噪声温度T为各部分的噪声温度之和。 链路余量：(2-38)式右端增加一项作为系统的余量；规定链路实际信噪比高于门限信噪比。 链路预算的任务有两类：在选定空间转发器和地球站设备的情况下，验证系统能否满足用户的使用要求；或者，在已知空间站或地球站部分参数的条件下，根据实际应用的技术要求，确定对设备另一部分指标的要求，如地球站天线尺寸、接收机噪声性能等。 * 链路预算实例 Ku波段DTH系统下行链路预算 已知条件：卫星发射功率为250W ,天线增益为30dBi，传输带宽为27MHz，地面为小型单收站(RO) ,其天线直径为45cm，等效噪声温度假定为140K。 参数 数值 发射功率 发射波导损耗 发射天线增益 EIRP 自由空间损耗 接收机天线增益（45cm直径） 接收端波导损耗 接收信号功率 接收噪声功率（T=140K, B=27MHz） C/N 250W或24.0dBw 1.0dB 30.0dBi 53.0dBw 205.6dB 32.7dBi 0.5dB -120.4dBw -132.8dBw 12.4dB * C波段多载波系统链路预算 （1）