1.2.2. Визначення потужності радіосигналу на вході приймального тракту
Потужність сигналу на вході приймального тракту (виході антени) становить:
де - ефективна площа приймальної антени, м 2;
- геометрична площа розкриву антени, м 2;
- коефіцієнт використання поверхні. Зазвичай = 0,5 ... 0,75. Задамо = 0,7.
Геометрична площа розкриву антени діаметром м складе:
Ефективна площа прийомної антени земної станції буде дорівнює:
Таким чином, потужність сигналу на вході приймального тракту складе:
Оскільки між виходом антени і входом приймача включені діплексер, циркулятор і смуговий фільтр, що вносять втрати 1-1,2 дБ, то рівень сигналу на вході приймача складе:
1.2.3. Визначення потужності шуму на вході приймача і коефіцієнта шуму приймача
Потужність шуму на вході приймального тракту земної станції дорівнює:
де - постійна Больцмана,;
- повна еквівалентна шумова температура приймальної тракту, наведена до входу опромінювача, К;
- еквівалентна шумова смуга приймача, Гц;
коефіцієнт, який визначається виборчими властивостями приймача; зазвичай = 1,1 ... 1,2. Задамо = 1,15.
Визначимо значення потужності шуму на вході приймального тракту виходячи з відношення сигнал / шум на його вході. Як переданого ІЗС радіосигналу найбільш часто використовуються радіосигнали частотної модуляції (ЧМ). Так, для прийому сигналу з ЧМ необхідне відношення становить 10 ... 12 дБ щоб уникнути порога завадостійкості ЧМ - явище, що полягає в непропорційно швидкому збільшенні шумів на виході приймача при збільшенні шумів на вході.
Задамо = 10 дБ. тоді:
Відповідно потужність шуму на вході приймача складе:
Повна еквівалентна шумова температура приймальної системи складе:
Коефіцієнт шуму прийомної системи буде дорівнює:
Визначимо еквівалентну шумову температуру приймача.
Повна еквівалентна шумова температура приймальної системи, що складається з антени, диплексера, циркулятора, смугового фільтра і власне приймача, наведена до входу опромінювача дорівнює:
де TА - еквівалентна шумова температура антени, К;
T0 - абсолютна температура середовища (290 К);
- загальні втрати, що вносяться до приймального тракт діплексера, циркулятором і смуговим фільтром: дБ або.
Тпр - еквівалентна шумова температура приймача, обумовлена його внутрішніми шумами. Припускаючи, що для проектованої системи приймальний тракт повинен бути якомога простіше, виберемо в якості вхідного пристрою приймача транзисторний малошумний підсилювач (МШУ) і змішувач.
де - еквівалентна шумова температура МШУ, К;
- еквівалентна шумова температура змішувача, К. Зазвичай змішувач має шумову температуру порядку К;
- коефіцієнт шуму змішувача. Як буде показано в п. 3.2, для балансного змішувача дБ або;
- коефіцієнт посилення МШУ. Як буде показано в п. 3.4, дБ або = 3162
Еквівалентна шумова температура антени земної станції може бути представлена у вигляді складових, які обумовлені різними факторами:
де (# 947;) вказує, що величина цієї складової залежить від кута місця антени земної станції;
- температура, обумовлена прийомом космічного радіовипромінювання. основу цієї
температури становлять радіовипромінювання Галактики і точкових радіоджерел (Сонця, Місяця, планет і деяких зірок). Так як випромінювання Галактики має суцільний спектр і слабо поляризоване, при прийомі його на антену з будь-яким видом поляризації можна вважати, що прийняте випромінювання буде половинної інтенсивності, тобто величину слід брати з коефіцієнт 0,5. Радіовипромінювання Сонця є найпотужнішим джерелом, який може повністю порушити зв'язок, потрапивши в головний пелюсток діаграми спрямованості антени. Однак імовірність такого попадання мала: для геостаціонарних орбіт вона становить приблизно в залежності від довготи ШСЗ. Тому радіовипромінювання Сонця не враховуємо.
Інший радиоисточник - Місяць - практично не може порушити зв'язок, так як її еквівалентна температура не більше 200 К. Це джерело також не будемо враховувати. Решта радиоисточники (планети і радіозвёзди) мають суттєво меншу температуру шуму, ймовірність зустрічі антени з цими джерелами ще менше, ніж з Сонцем, так як їх кутові розміри малі.
Використовуючи графік на рис. 1.5 для значень кута місця і частоти ГГц з урахуванням випромінювання спокійної атмосфери отримаємо:
Мал. 1.5. Частотна залежність шумовий
температури Галактики, Сонця і атмос-