Bài giảng Hệ thống thông tin vệ tinh - Thẩm Đức Phương

Nội dung text: Bài giảng Hệ thống thông tin vệ tinh - Thẩm Đức Phương

1. H TH NG THÔNG TIN V TINH B
   môn Thông tin vô tuy n ði h c công ngh -ðHQGHN Gi ng viên Th m ðc Ph ươ ng Tel. 0903 229 117 E- Mail: phuongthamduc@yahoo.com Ch ươ ng 1 -ði c ươ ng v TTVT 1. ðnh ngh ĩa 2. Phân lo i v tinh theo ng d ng 3. L ch s phát tri n LEO Orbit Polar GEO ELLIPSE 1
2. ðnh ngh ĩa V tinh nhân t o ñưc con ng ưi ñt lên nh ng qu ĩ ño xác ñnh, cho phép th c hi n trong v ũ tr nh ng nhi m v mà làm trên m t ñt thì khókhănhơnv à tn kém h ơn Phân lo i v tinh theo ng d ng Cănc vào ng d ng v tinhñưc chia ra: 1. V tinh vi n thông:Inmarsat,Iridium, Thuraya, Navstar (GPS), Glonass, Vsat, Intersat, Palapa, Vinasat.Truy n tho i, video, data, fax. 2. V tinh quan tr c m t ñt: Meteosat (quan sát 200 tri u Km 2 , ñ phân gi i 1Km), Spot, ERS-1, L p b n ñ theo dõi qui ho ch tài nguyên, ñôth, d báo th i ti t, theo dõi và bo v trái ñt, 3. V tinh nghiên c u khoa h c: Envisat nghiên c u ñi dươ ng, các ñc tr ưng c a ñt ñai, theo dõi t ng ôzôn và th m th c v t, 4. V tinh quân s : Lacrosse thông tin liên l c, trinh sát, 2
3. Lch s phát tri n ý t−ëngdïngvÖ tinhtrongviÔnth«ng • Tõ1945,nh khoahäcviÔnt−ëngArthur Clarke,® c«ngbè trªnt¹pchÝWirelessWorld ýt−ëngthiÕtlËpmétm¹ngviÔnth«ngtoncÇu dùatrªn3vÖ tinh®ÞatÜnh.TuyvËy,ph¶i®îi nh÷ngph¸tminhlínkh¸ccãliªnquan,nh− sù ph¸tminhratransisto,m¸ytÝnh®iÖntö,c«ng nghÖ vi®iÖntö,v sù ph¸ttriÓnc¸ctªnlöa phãng,v mi®Õn®ÇuthËpkû 60ýt−ëng th«ngtinchuyÓntiÕpquavÖ tinhmíitõng b−íc®−îcthùchiÖn: Lch s phát tri n Nh÷ngmèclÞchsö • N¨m1960,Mü phãngvÖ tinhECHO,l métqu¶ cÇu kimlo¹iho¸ ®Ó ph¶nx¹ sãng®iÖntõ,thùchiÖnviÖc chuyÓntiÕpthô®éng. • N¨m1963,AT&Tthö nghiÖmliªnl¹cv« tuyÕnb»ng vÖ tinhchuyÓntiÕptÝchcùc, l vÖ tinhTELSTAR 1,cãquü ®¹oellip(viÔn®iÓm5632km,cËn®iÓm 953km),nghiªng45 0 sovíimÆtph¼ngxÝch®¹o. • Còngn¨m1963,Mü ®−avÖ tinhSYNCOMlªnquü ®¹o®ÞatÜnh. • N¨m1965phãngvÖ tinh®ÞatÜnhINTELSAT1v thnhlËptæ chøcINTELSAT,më ®Çuchokû nguyªnth«ngtintoncÇub»ngvÖ tinh . 3
4. Lch s phát tri n Nh÷ngmèclÞchsö (ti ptheo) • Còngn¨m1965,Liªnx« phãnghÖ vÖ tinhviÔn th«ngMolnhia,cãquü ®¹oellip(viÔn®iÓmë 40000 km,cËn®iÓm550km),nghiªng63 0 sovíimÆt ph¼ngxÝch®¹o,gåm3vÖ tinhc¸ch®Òunhautrªn cïngquü ®¹o®Ó phñ sãngtonbé Liªnx« cò.Së dÜ chänquü ®¹onyl v× phÇnlínlnhthæ Liªnx« n»më vïngvÜ ®é cao,nh−ngbiphãngë xaxÝch ®¹ov tªnlöaphãnglóc®ãch−a®ñ m¹nh. • Tõ1975,Liªnx« cãtªnlöaProton®ñ søc®−avÖ tinhlªnth¼ngquü ®¹o®ÞatÜnh,® phãngmétlo¹tvÖ tinh®ÞatÜnhdïngchoviÔnth«ng. C¸cd¶itÇndnhchoTh«ngtinVÖ tinh Băng t n cho TTVT do FCC c a M và ITU c p • Băng VHF/UHF 0.1-0.3 GHz: V tinh qu ân s , v ô tuy n nghi p d ư • Băng L 1-2GHz: Th ông tin di ®éng, h àng h i • S band 2-4 GHz: Dùng cho c ác l nh ñiu khi n • Băng C 4-8 GHz: Data, voice, truy n hình • Băng X 8-12GHz: dùng cho quân s • Băng Ku 12-18GHz : TV tr c ti p, Data, Voice, IP services (m ng riêng o, truy c p internet, ) • Băng K 18-27GHz: kh ông ñưc s dng do b hp th rt l n b i h ơi n ưc • Băng Ka 27 -40/ 40 -75 GHz: th h ti p theo. 60GHz -O2 4
5. Nh÷ng−u®iÓmcñaTh«ngtinVÖ tinh • CãthÓ phñ sãngngaycho c¶ n−ícm kh«ngcÇn®îi sù l¾p®ÆthÕtc¶ méthÖ thèngc¸c®itr¹mnh− hÖ vibatiÕpsøcmÆt®Êt. • ChÊtl−îngphôcvô®ång ®Òutrongc¶ vïngphñ sãng,kh ông cãvïngtèië khuvùcmiÒnnói. Nh÷ng−u®iÓmcñaTh«ngtinVÖ tinh • Víimétch−¬ngtr×nhPTTHanalogchØ dïng méttÇnsè duynhÊt,thayv× ph¶idïngnhiÒu kªnhnh− trongc¸cm¹ngmÆt®Êt. • Vïngphñ sãngmë réngrangoibiªngiíiv c¸c®¹id−¬ng,më réng®−îcdiÖnkh¸ngi¶ truyÒnh×nh • MÒmdÎoh¬ntrongviÖcsö dôngtÇnsè v c«ng suÊtph¸t,dÔthÝchøngvíinhucÇutruyÒnth«ng trªnmétvïng® cho. • Kh«ngphôthuécthiªntai(®éng®Êt,bolín, ) cãthÓ tnph¸ tonbé hoÆcmétphÇnc¬ së h¹ tÇngcñam¹ngmÆt®Êt(®−êngc¸p,cétcao,v.v.) 5
6. Nh÷ng−u®iÓmcñaTh«ngtinVÖ tinh • Dung lưng thông tin ln, do s dng băng tn công tác rng và k thu t ña truy nh p cho phép ñt dung lưng ln trong th i gian ng n mà ít lo i hình thông tin khác có th ñt ñưc. • ð tin cy và ch t lưng thông tin cao, do liên lc tr c ti p gi a v tinh và tr m mt ñt, xác su t hư hng trên tuy n liên lc rt th p và nh hưng do nhi u và khí quy n không ñáng k. • Tinh linh ho t cao, do h th ng liên lc v tinh ñưc thi t lp rt nhanh chóng và có th thay ñi rt linh ho t tu ỳ theo yêu cu s dng. • Có kh năng ng dng trong thông tin di ñng và thông tin liên lc toàn cu Nh÷ng nh ưc ®iÓmcñaTh«ngtinVÖ tinh • ðu tư ban ñu cao • Th i gian làm vi c tươ ng ñi ng n (7 – 15 năm) • Có mt s gi i hn s dng, nh ư: qu ĩ ño, phân chia tn s, công su t bc x, • Kh năng truy cp ti ng ưi s dng ñôi khi gp khó kh ăn v k thu t ho c nh ng nguyên nhân khác • Khó kh ăn ho c chi phí rt tn kém cho bo dưng • Ph thu c thi t b phóng • . 6
7. Sù ph¸ttriÓncñaTh«ngtinVÖ tinh • Trongvßng3thËpkû,dungl−îng®−êngtruyÒn quavÖ tinht¨ngtõ240kªnhtho¹i(EarlyBird, 1965)lªnh¬n10v¹nkªnh(INTELSAT7A).Dung l−îngtruyÒnch−¬ngtr×nhTHsè cña1vÖ tinhlªn ®Õn220kªnh(ASTRA2B) • 30%sè cuéc®mtho¹ixuyªn®¹id−¬ngl th«ng quavÖ tinh.TTD§ cho®ÕnnayvÉndïngc¸c m¹ngtæ ongtrªnmÆt®Êt,tõ1999sö dôngthªm c¸cchßmvÖ tinhquü ®¹othÊpv võa,råic¶ vÖ tinh®ÞatÜnhn÷a.TTD§ quavÖ tinhphèihîpvíi TTD§ m¹ngtæ onglmchoconng−êië bÊtcø ®© uv bÊtc ø lócn ocòngcãth Ó li ªnl ¹cv íinhau TTD§ quavÖ tinhphèihîpvíiTTD§ m¹ngtæ ong 7
8. VÖ tinhtrongPh¸tthanhTruyÒnh×nh VÖ tinhtruyÒnch−¬ngtr×nhTHtheo2ph−¬ngthøc: • TruyÒnchoc¸c®iph¸tl¹i®Þaph−¬ng,c«ngsuÊt vÖ tinhph¸txuèngcì 10~50Wmçikªnh,®−êng kÝnhantenthuë mÆt®Êttõ3~15m. • Ph¸tth¼ngch−¬ngtr×nh®Õnnh d©n(DTH),c«ng suÊtvÖ tinhph¸txuènglính¬n(100~150W), nh−ngantenë gia®×nhchØ kho¶ng Φ =50cm. • B»ngkü thuËtsè cãthÓ truyÒn®Õn7ch−¬ngtr×nh THsè cãnÐntrongd¶itÇncñamétkªnhanalog tr−íc®©y,lmchogi¸ thnhph¸tsãnggi¶m5~7 lÇn. TTVTë ViÖtnam(nh ngmèclÞchsö) • Tõ®Çunh÷ngn¨m80,n−ícta® sö dông TTVT,b¾t®Çub»ngtr¹mmÆt®ÊtHoasenë Phñ lý.ViÖtnamthamgiac¶ 2tæ chøcTTVT cãquym« toncÇul Intelsatv Intersputnik, víi8tr¹mmÆt®Êt. • VÒTHtõcuèinh÷ngn¨m80§iVTVhng tuÇntruyÒnch−¬ngtr×nhTH®èingo¹icñaViÖt namquavÖ tinhStationar13®Ó trao®æivíi Liªnx« v c¸cn−íc§«ng¢u;®ångthêicòng truyÒnch−¬ngtr×nhTH®èinéihngngy®Ó c¸c®Þaph−¬ngtrongn−ícthuv ph¸tl¹i. 8
9. TTVTë ViÖtnam(nh ngmèclÞchsö) • NgynayVTVtruyÒn3ch−¬ngtr×nh®èinéi chotonquècb»ngc¸cvÖ tinhkhuvùc,sö dôngc¶ kü thuËtsè v kü thuËtanalog,®ång thêicòngtruyÒn1ch−¬gtr×nhraquèctÕb»ng vÖ tinhviÔnth«ngquèctÕ. • Tõ1993,§iTNVNdïngvÖ tinhPalapa truyÒnc¸cch−¬ngtr×nh®èinéi®ic¶ n−íc b»ngkü thuËtsè.Ngynayc¶ VoVv VTV ®Òudïngtr¹mmÆt®Êtdi®éngkü thuËtsè ®Ó thùchiÖnc¸ccuéct ưngthuËtt¹ichç. TTVTë ViÖtnam Công ty Vi n thông Qu c t VTIñãkhi công xây dng tr m ñiu khi n v tinh Vinasat t i xã Hoài ðc - Hà Tây. 04.01.2007 . T ng d toán trên 10 t ñng. Thành l p Trung tâm thông tin v tinh Vinasat Công ty Vi n thông qu c t (VTI) v a thành l p Trung tâm Thông tin V tinh Vinasat, v i ch c năng qu n lý, v n hành, khai thác các ñài m t ñt ñiu khi n v tinh. 14:52' 29/08/2007 (GMT+7) ðng th i, trung tâm c ũng có nhi m v kinhdoanh băng t n v tinh, các d ch v s dng h th ng Vinasat, th c hi n các nhi m v công ích ñưc giao và hoàn thi n t ch c b máy 9
10. TTVTë ViÖtnam 2 tr m ñiu khi n v tinh t i Qu Dương , Hà Tây và Bình D ươ ng Qu v tinh Vinasat ñưc phóng trên qu ño ña t ĩnh 132oE (cách trái ñt 35.768 kdam) do Lockheed Martin Corporation (M ) cung c p v tinh, d ch v phóng và thi t b tr m ñiu khi n. Ch c n ăng t ư v n và giám sát xây d ng, lp ñt v tinhdohãngTelesat (Canada) ñm nhi m. Theo lãnh ño VTI, th i gian d ki n phóng v tinh vào ngày 28/3/2008 ; th i gian d ki n bàn giao v tinh trên qu ĩño vào ngày 27/4 sauñ ó. ða ñim phóng Vinasat, d ki n t i bãi phóng Kourou, qu c gia Trung M French-Guiana. Kh năng ph sóng c a Vinasat có th gm Vi t Nam, ðôngNam Á, Trung Qu c, Tri u Tiên, n ð, Nh t B n và Australia . TTVTë ViÖtnam V tinh Vinasat có tr ng l ưng kho ng 2.200kg, kích c trung bình, g m 25-30 b phát ñáp (m t b phát ñáp t ươ ng ñươ ng v i kho ng 500 kênhñin tho i hay 4-6 kênh truy n hình), và có tu i th 15 năm. V tinh Vinasat s ph sóng toàn b lãnh th VN, 100% thôn, xã trong c nưc s có ñin tho i c ũng nh ư ñưc ph sóng phát thanh, truy n hình. Tng m c ñu t ư cho d án phóng v tinh Vinasat kho ng 270 tri u USD . Cóbahãngthamgiañu th u g m EADS Astrium/Alcatel Alenia Space (Pháp), Lockheed Martin Commercial Space Systems (M ) và Sumitomo Corporation (Nh t B n). K t qu , hãng Lockheed Martin ñã chính th c ñưc ch n là nhà th u cho d án. 10
11. TTVTë ViÖtnam Trung tâm Vinasat s cung c p các d ch v tr n gói bao g m : dch v truy c p internet, d ch v VoIP, d ch v mng riêng o (VPN), d ch v GSM trunking, d ch v truy n hình h i ngh , dch v truy n hình qu ng bá, d ch v truy n hình theo nhu cu, d ch v ñ ào t o t xa , VSAT b ăng r ng ñưc k t n i th ng t i nhà cung c p d ch v qua v tinh, tránh ñưc tình tr ng có th xy ra t c ngh n ñưng truy n t i các ch ng gián ti p nh ư n i h t, n i t nh, liên t nh làm gi m t c ñ kt n i vi d ch v .Cũng gi ng nh ư ADSL, h th ng iPSTAR cung cp ñưng truy n b ăng r ng cho khách hàng v i t c ñ Download t i 8 Mbps , t c ñ Upload ñt t i 4 Mbps . Mc phí thuê bao c a VSAT hi n nay ch nh nh h ơn các d ch vñưc cung c p theo ki u truy n th ng kho ng 30%, Tr¹mmÆt®Êtdi®éngkü thuËtsè 11
12. Th trưng TTVT ThÞtr−êngdÞchvôvÖ tinh®angcãnhiÒuthay®æiquan träng: • Tr−íchÕt,l sù ph¸ttriÓncãtÝnhbïngnæ cñaTTdi ®éng,® v−îtquagiai®o¹ndÞchvôtho¹i®¬nthuÇn, ®ang®ßiháingycngcaovÒc¸cdÞchvôd÷ liÖu. • TiÕptheo,l sù ph¸ttriÓnInternet,sè l−îngkh¸ch hngngycng®«ng,®ßiháid¶ith«ngréng,tèc®é nhanh,®é tincËycao. • C¸cdÞchvôb¨ngréngvideo,®aph−¬ngtiÖn,míi xuÊthiÖnnh−ng®angtiÕntriÓnrÊtnhanh. • ThÞtr−êngdÞchvôvÖ tinhn¨m1998l 8,8tû USD, n¨m2003l 35tû USD,dù kiÕn®Õncuèin¨m2007 sÏ t¨nglªn113tû USD. Polar ELLIPSE LEO Orbit GEO 12
13. SatelliteCommunications 13
14. H TH NG THÔNG TIN V TINH B
    môn Thông tin vô tuy n ði h c công ngh -ðHQGHN Gi ng viên Th m ðc Ph ươ ng Tel. 0903 229 117 E- Mail: phuongthamduc@yahoo.com Ch ươ ng 2 – Qu ĩño v tinh 1.ðc tính chuy n ñng c a VT trên qu ĩño 2. Các ñnh lu t c a Kepler 3. Các lo i qu ĩño: ða t ĩnh, trung gian, th p, ñng b mt tr i, nghiêng, d t 4. Ph ươ ng pháp ñư a VT lên qu ĩño 5. ðiu ki n ññt ñưc VT vào qu ĩño 6. Các t c ñ vũ tr 7. Tên l a: nhiên li u, ñng c ơ, c u trúc nhi u tng 8. Phóng VT lên qu ĩño ña t ĩnh. 1
15. ðc tính chuy n ñng c a VT trên qu ĩño Vnh®aiVanAllen : Dot−¬ngt¸cgi÷ac¸ctiamÆt trêiv vòtrô,h×nhthnhc¸c phÇntö (e v proton)tÝch®iÖn n¨ngl−îngcaotõnh÷ngvïngxa x«icñavòtrô,khi®ÕngÇntr¸i ®ÊtchóngbÞtr−êng®ÞatõbÉy vovnh®aië quanhxÝch®¹o. §ãl vnh®aiVanAllen,t¸c ®éng®Õnho¹t®éngcñac¸ckhÝ ti®iÖntö cñavÖ tinh,lmgi¶m sóttÝnhn¨ngcñachóng. LEO ñ cao 1001200 dm. MEO – 400012000 dm. GEO – 23400 dm(36000Km). Có hai vành ñai Van Allen. QU ĨðO CHUY N ðNG C A VT Qu ĩño tròn 1. Qu ĩño ña c c: khi m t ph ng qu ĩño ch a tr c quay trái ñt 2. Qu ĩ ño nghiêng: Khi m t ph ng qu ĩño không ch a tr c quay c a trái ñt và cũng không vuông góc v i nó 3. Qu ĩño xích ño: khi m t ph ng qu ĩño trùng v i m t ph ng xích ño trùng c a trái ñt 4. Qũi ño ñng b mt tr i Qu ĩño ellip 2
16. Các ñnh lu t Kepler ðnh lu t Kepler th nh t: Tâm c a trái ñt ph i n m mt trong hai tiêu ñim c a qu ĩño ellip (F ho c F’). ðim xa nh t c a qu ĩño so v i tâm trái ñt nm phía tiêu ñim th hai , ñưc g i là vi n ñim –Apogee , còn ñim g n nh t c a qu ĩño ñưc g i là cn ñim – Perigee. H sellipñưc xác ñnh b i m i quan h gi a ñ cao c a Apogee r mñ cao c a Perigee r min : r − r e = max min rmax + rmin Khi e=0, thì ellip bi n thành hình tròn và qu ĩño v tinh s là hình tròn Các ñnh lu t Kepler ðnh lu t Kepler th hai: V tinh chuy n ñng theo qu ĩño v i v n t c thay ñi sao cho ñưng n i gi a tâm trái ñt và v tinh s quét các di n tích b ng nhau, khi v tinh d ch chuy n trong cùng m t th i gian nh ư nhau. mM Lc hút: F 1=G r 2 2 mυ c Lc ly tâm: F = 2 r F1=F 2 3
17. Các ñnh lu t Kepler ðnh lu t Kepler th hai (ti p theo): G - hng s hp d n, b ng 6,67.10 -8 cm 3 /gs 2 ; M - kh i l ưng c a trái ñt, b ng 5,97.10 27 g; m - kh i l ưng v tinh,g; - vn t c chuy n ñng c a v tinh theo qu ĩño tròn, vòng/ngày υc Áp d ng ñnh lu t kepler th hai ta xác ñnh ñưc v n t c F1=F 2 dch chuy n c a v tinh theo qu ĩño ellip: GM 630 2 / 1+ 2ecos θ + e υc = = km s υ =υ r r e c 1− e2 Các ñnh lu t Kepler ðnh lu t Kepler th hai (ti p theo): θ - là góc t o b i véc t ơ bán kính c a ñim c n xác ñnh vn t c và véct ơ bán kính c a c n ñim. Chu k ỳ quayc a v tinh chuy n ñng theo qu ĩño tròn ñưc xác ñnh b i: 2π −2 3 T = ≈10 r (giây) υc ≈1,66.10−4 r 3 ()phut 4
18. Các ñnh lu t Kepler ðnh lu t Kepler th ba: Bình ph ươ ng c a chu k ỳ quay t l thu n v i lu th a b c ba ca bán c a bán kính tr c l n c a qu ĩño ellip T2=ka 3 ; k= (4 π2/) =GM; G- hng s hp dn; M- kh i lưng ca trái ñt = 3,98603.10 14 m3/s 2 3 2 2μ 2 3 2 a =T /k=T /4 π ; T=2 π/V s ; a =/V s Chu k ỳ quay nói trên c a v tinhñưc g i là chu k ỳ Xideric. Chu k ỳ này ph thu c vào ñ cao c a qu ĩño v tinh ð cao qu ĩño Chu k ỳ (gi ) Km Chu k ỳ Xideric Chu k ỳ quan sát 1700 2,0 2,18 20200 12 24 36000 24 Vô t n Các ñnh lu t Kepler Ý ngh ĩa c a ñnh lu t Kepler: 1. ðnh lu t th nh t: Qu ĩño nm trong m t m t ph ng ch a tâm ñim trái ñt, do ñóñim phóng ch có th cho phép ñt ñưc nh ng ñ nghiêng qu ĩño cao h ơn v ĩñ ca nó 2. ðnh lu t th hai: Tc ñ ñim vi n Apogee th p nh t. Tc ñ ñim c n Perigee cao nh t 3. ðnh lu t th ba: Bình ph ươ ng ca chu k ỳ quay t l thu n v i lp ph ươ ng c a tr c l n 5
19. Bài t p Thí d v thông s v tinh (công b ca NASA ) b ng 2.1 •S vtinh : 25338 •Năm k nguyên (hai ch s cu i cùng c a n ăm): 00 • Ngày k nguyên (ngày và ngày phân ñon c a n ăm): 223,79688452 • ðo hàm th i gian b c nh t c a chuy n ñng trung bình (vòng quay trung bình/ngày2): • 0,000000307 • Góc nghiêng (ñ): 98,6328 • Góc lên ñúng c a nút lên (ñ): 251,5324 • ð lch tâm: 0,0011501 • Agumen c n ñim (ñ) : 113,5534 • ð dthưng trung bình (ñ): 246,6853 • Chuy n ñng trung bình ( vòng/ngày): 14,23304826 •S vòng quay t i k nguyên (vòng quay/ngày): 11663 Tính bán tr c chính cho các thông s v tinh trong b ng Bài t p Chuy n ñng trung bình ñưc cho bng 2.1 là: Vs= 14,23304826/ngày Ta có th chuy n nó vào rad/sec -4 Vs0 = V s.2 π/(24×3600)= 1,64734.10 rad/sec ta có = 3,98603.10 14 .m 3 /sec 2 2 1/3 a= [/V ss ] =7192,3km Bài t p 2 : Cho chu k ỳ Xideric b ng 2h, 12h và 24h, tính ñ cao c a VT. Áp d ng công th c T2=ka 3 ; k= (4 π2/) =GM; G- hng s hp dn; M- kh i lưng ca trái ñt = 3,98603.10 14 m3/sec 2 6
20. Bài t p Kho ng cách t tâm trái ñt ñn vi n ñim và cn ñim có th nh n ñưc t hình elip theo công th c sau: ra = a(1+e) rp = a(1-e) ð tìm ñcaoñim vi n ñim và cn ñim ta l y các ph ươ ng trình trên tr ñib án kính c a trái ñât. Thí d Tính ñ cao vi n ñim và cn ñim cho các thông s qu ño bng 2.1. Coi r ng bán kính trung bình trái ñt R=6371km. Gi i. T bng 2.1 ta có e=0,0011501 , thông s a = 7192,3 km ñã tính ñưc t thí d trên. V y ñ cao vi n ñim b ng: ha= a(1+e) - R = 829,6 km vàñ cao c n ñim b ng: hp= a(1-e) - R = 813,1 km Các lo i qu ĩño Quü ®¹othÊp(LEO) Quü ®¹othÊpLEO (LowEarthOrbit)l nh÷ngquü ®¹o trßnë ®é cao400~1200km.§é caoquyÕt®Þnhchukú quay §é cao (km) Tèc ®é (km/s) Chu kú quay (phót) 3007.72 90.5 1.0007.35 105 36.0003.1023g56p Quü ®¹o®Þacùc l quü ®¹otrßn®iquahaicùctr¸i®Êt, mÆtph¼ngcñanãnghiªng90 0 sovíimÆtxÝch®¹o.§é cao trongkho¶ng400~1200km.Quü ®¹o®ÞacùcchophÐpvÖ tinhquans¸ttonbé qu¶ ®Êttheomét®−êngkinhtuyÕn. 7
21. Các lo i qu ĩño Quü ®¹othÊp(LEO) ti p theo • Quü ®¹ocñac¸cchßm vÖ tinhTTD§ l nh÷ngLEOcãmÆt ph¼ngquü ®¹on»m nghiªng(®é nghiªng phôthuécvonhiÖm vôcñavÖ tinh,nh−ng cnggÇn90 0 th× vïng baophñ cnglín) . Các lo i qu ĩño Quü ®¹o®ÞatÜnh(GEO) • Quü ®¹o®ÞatÜnhl quü ®¹otrßntrongmÆtph¼ngxÝch ®¹o,cao®é 35800km,thêigianvÖ tinhbaymétvßng b»ngthêigianquaycñatr¸i®Êt,do®ãhÇunh− n»mbÊt ®éngë thiªn®Ønhmét®iÓmno®ãtrªnmÆt®Êt • Do¶nhh−ëngcñamétsè yÕutè:qu¶ ®Êtkh«ngph¶i h×nhcÇul ý t−ëng,t¸c®éngträngtr−êngcñaMÆttrêi, MÆttr¨ng ,vÞtrÝvÖ tinhtrªnquü ®¹obÞxª dÞch,tr¹m ®iÒukhiÓnë mÆt®Êtph¶i®Þnhkú dïngc¸ctªnlöatrªn vÖ tinh®−anãvÒ®óngvÞtrÝ(dungsaichophÐp:0.05 0 theoh−íngB¾cNam,0.05 0 theoh−íng§«ngT©y,tøc l trong1h×nhvu«ngmçibÒ0.1 0,hoÆc74km) 8
22. Các lo i qu ĩño Quü ®¹o®ÞatÜnh(GEO) Các lo i qu ĩño Quü ®¹otrunggian(MEO) • Quü ®¹otrunggianMEOë ®é cao10000~20000km.¥ ®é caony,chØ cÇn10vÖ tinhl phñ sãngtoncÇu,trongkhië quü ®¹othÊpph¶ihngt¸,cã khiph¶imÊytr¨mqu¶. • SovíivÖ tinh®ÞatÜnh,vÖ tinh MEOchochÊtl−îngtruyÒn th«ngtèth¬n(ÝttiÕngväng h¬n,thêigiantrÔng¾nh¬n), dïngÝtc«ngsuÊth¬n®Ó truyÒntin 9
23. Các lo i qu ĩño VÖ tinhth«ngtinchonh÷ngvïngvÜ Quü ®¹oellipdÑt(HEO) ®é caoph¶idïngquü ®¹oellipdÑt. VÖ tinhMolnhiacñaLXcò,víicËn ®iÓmë 400600kmtrªnnamb¸n cÇuv viÔn®iÓmë 40000kmtrªn b¾cb¸ncÇu,mÆtph¼ngquü ®¹o nghiªng63 0 ,chukú T=12giê. MçivÖ tinhbayë phÇntrªncña quü ®¹otrong2/3Të trongtÇm nh×ncñaphÇnlínb¸ncÇuB¾c.§Ó th«ngtin24/24giê,cÇncã3vÖ tinhbè trÝc¸ch®Òunhautrªncïng métquü ®¹o Các lo i qu ĩño Quü ®¹o®ångbé mÆttrêi l mét Quü ®¹o®ångbé mÆttrêi quü ®¹ogÇnnh− ®Þacùc,mÆt ph¼ngquü ®¹ogi÷ métgãckh«ng ®æisovíitrôcQu¶ ®ÊtMÆttrêi. Nhêgãcnykh«ng®æi,vÖ tinh baogiêcòngbayquamét®iÓm ® chotrªnmÆt®Êtvométgiê kh«ng®æicña®Þaph−¬ng®ã,lm chotõlÇnquans¸tny®ÕnlÇnkÒ theo®iÒukiÖnchiÕus¸ngcñamÆt trêihÇunh− kh«ng®æi, trõ nh÷ngthay®æitheomïa viÖcso s¸nhc¸cbøc¶nhchôpvonh÷ng ngykh¸cnhausÏ dÔdngh¬n. 10
24. Các lo i qu ĩño Quü ®¹o®ångbé mÆttrêi( ti p theo) • §Ó lmchoquü ®¹otrë thnh®ångbé mÆttrêiph¶idùa vohiÖnt−îngtuÕsai,tøcl hiÖnt−înggiao®iÓmcña quü ®¹ovÖ tinhvíimÆtxÝch®¹oquaytrßnquanht©m tr¸i®Êt.Nguyªnnh©ntuÕsail dotr¸i®Êtkh«ngph¶il h×nhcÇulýt−ëng,m ph×nhtoramétchótë mÆtxÝch ®¹o.NÕutr¸i®Êtl h×nhcÇulýt−ëngv honton®ång nhÊt,th× mÆtph¼ngquü ®¹omäivÖ tinhnh©nt¹osÏ l cè ®Þnh®èivíic¸cv× sao,nh−ngthùctÕkh«ngph¶inh− vËy,nªnmíicãtuÕsai.Kh«ngthÓ lo¹itrõtuÕsai, nh−ngcãthÓ chñ ®éngchänbiªn®é,nh− chänchonã b»ng360 0/n¨m®Ó mÆtph¼ngquü ®¹oquay0,985 0/ngy v gi÷ métgãckh«ng®æivíih−íngmÆttrêi. Các lo i qu ĩño Quü ®¹o®ångbé mÆttrêi( ti p theo) • VÒmÆtto¸nhäc,®iÒukiÖntuÕsai0,985 0/ngy ®−îcdiÔn®¹tb»ngmétquanhÖ tuyÕntÝnh ®¬ngi¶ngi÷a®é nghiªngquü ®¹ov chiÒudi nöatrôclín:víimét®é caoviÔn®iÓm® cho, cãv chØ cã mét®é nghiªngt−¬ngøngm th«i.Víic¸cquü ®¹otrßnë ®é caotõ200®Õn 1500km,®é nghiªngt−¬ngøngtrongph¹mvi 96~102 0 ,v× vËyquü ®¹o®ångbé mÆttrêibao giêcòngph¶il quü ®¹ogÇnnh− ®Þacùc (chuÈn®Þacùc) 11
25. Các lo i qu ĩño C¸cchßmvÖ tinhchoth«ngtindi®éng • N¨m1997v 1998b¾t®Çu®−alªnquü ®¹o2chßm vÖ tinhTTD§ l Globalstar(48VT)v Irdium(66 VT).Dïngquü ®¹oLEOchonªnthêigiantrÔtÝn hiÖung¾n(0,02sec,sovíiGEOl 0,5sec)v thiÕt bÞcÇmtaychØ cÇnc«ngsuÊtph¸trÊtnhá.VÖ tinh TTD§ l nh÷ngvÖ tinhnhá (vd:vÖ tinhGlobalstar nÆng450kg,anten1m). • Tuæithä vÖ tinhLEOl 7n¨m(GEOl 15n¨m) • TÝnhtængthÓ th× chiphÝ®Çut− choTTD§ b»ngLEO hayGEOxÊpxØ b»ngnhauvíichÊtl−îngnh− nhau Các lo i qu ĩño ChßmTTD§: ViÖcchuyÓngiaotõvÖ tinhnysangvÖ tinhsau ChßmvÖ tinhTTD§ ChuyÓngiaonhêtr¹mmÆt®Êt cãthÓ baophñ ton cÇu.Tuynhiªn,v× vÖ tinhbaynhanhnªncø 5 10phótl¹iph¶i chuyÓngiaonhiÖmvô tõvÖ tinhnysangvÖ tinhkh¸c. 12
26. §Æc®iÓmhÖ mÆtph¼ngquü ®¹ocñachßmvÖ tinh • §é caoc¸cvÖ tinh<1500km,chukú T=90~120phót • TÊtc¶ vÖ tinhtronghÖ ph¶iho¹t®éng®ångthêi,do®ã cãvÖ tinhdù phßngtrªnquü ®¹o(8tronghÖ Globalstar) và các vÖ tinhthaythÕ®Ó s½nd−íi®Êt(còng8trong hÖ Globalstar). • Ph¶iphñ sãngtoncÇu,trõc¸cvïngvÜ ®é rÊtcao(trªn vÜ tuyÕn70).MiÒnphñ sãngtøcthêicñamétvÖ tinhë ®é cao1000kml métvßngtrßn φ =6000km. • C¸cvÖ tinhph©nbè trªnnhiÒumÆtquü ®¹o;trªnmçi quü ®¹oc¸cvÖ tinhph¶ic¸ch®Òunhau.VÞtrÝt−¬ng®èi cñac¸cmÆtquü ®¹oph¶icè ®Þnh.ChßmvÖ tinh®−îc thiÕtkÕsaochotrongmiÒnphôcvông−êisö dôngbao giêcòngnhËn®−îc1vÖ tinh Sè l−îngvÖ tinhv quü ®¹o cñamétsè chßmLEO Chßm Tæng sè vÖ tinh T Sè mÆt ph¼ng quü ®¹o P T/P Globalstar488 6 Iridium666 11 SkyBridge6416 4 Teledesic84021 40 MSTAR7212 6 13
27. HÖ ICO • HÖ ICO(IntermediateCircularorbits)dïng10vÖ tinhph©nbè ®Òutrªn2quü ®¹otrßnë ®é cao 10355km.2mÆtph¼ngquü ®¹otrùcgiao,theo thø tù nghiªng45 0 v 135 0 sovíimÆtph¼ngxÝch ®¹o.Chukú T=6giê • ¦u®iÓmcñahÖ ICOl gÇnnh− baogiêcòngcã >1vÖ tinhë gãcngöng>10 0 ®èivíi®asè thuª bao.V× bayë ®é cao10.355km,vÖ tinhrakhái tÇmnh×ncñathuª baod−íi®ÊtchËmh¬nvÖ tinh LEOnhiÒu,do®ãÝtph¶ichuyÓngiaocuécgäitõ vÖ tinhnysangvÖ tinhsau,v x¸csuÊtmÊtliªn l¹cnhá h¬n. HÖ ICO 14
28. HÖ Ellipso • HÖ quü ®¹ocñachßmEllipsol mét®iÓn h×nh kÕthîp quü ®¹otrßntrongmÆt ph ng xÝch®¹ovíic¸cquü ®¹oellip nghiªng,gåm3quü ®¹osau®©y: • Métquü ®¹otrßntrongmÆtxÝch®¹o chøa7vÖ tinhc¸ch®Òunhau,bayë ®é cao8060km,phôcvôchomiÒnn»mgi÷a vÜ ®é 55 0 namv 25 0 b¾c.Chukú quay mçivÖ tinhl 5giê.C¸cvÖ tinhtrªnquü ®¹oxÝch®¹ogäil chßmconConcordia . HÖ quü ®¹ocñachßmEllipso 15
29. HÖ Ellipso(tiÕptheo) • Haiquü ®¹oelliptrªn2mÆtph¼ngnghiªng116 0 so víimÆtph¼ngxÝch®¹o,mçiquü ®¹ochøa5vÖ tinh.ViÔn®iÓmë ®é cao7846kmtrªnb¸ncÇuB¾c v cËn®iÓm520kmtrªnb¸ncÇuNam.Chukú quaymçivÖ tinhl 3giê.Haiquü ®¹onyl quü ®¹o®ångbé mÆttrêiv cãthÓ ®iÒuchØnhvÞtrÝvÖ tinh®Ó baophñ khuvùc®«ngd©nnhÊtë nh÷nggiê cao®iÓm.V× quü ®¹oellipdÑt,c¸cvÖ tinhcãgãc ngöngcaonªntruyÒntÝnhiÖukh«ngbÞc¸ccaoèc v ch−íngng¹ing¨nc¶n.C¸cvÖ tinhtrªn2quü ®¹oellipnygäil chßmconBorealis. TængkÕtvÒquü ®¹ocñac¸chÖ vÖ tinhth«ngtin 16
30. Polar ELLIPSE LEO Orbit GEO Ph ươ ng pháp ñư a v tinh lên qu ĩño Tên l a phóng tên l a phóng có nhi m v mang v tinh ra kh i t ng khí quy n c a trái ñt, cung c p th năng (ñ cao) vàñng năng(t c ñ) c n thi t cho v tinh vào qu ĩño. Dng qu ĩño ph thu c vào hai y u t : ñ cao mà ñ ó v tinh ñưc ñư a vào qu ĩño và tc ñbanñu c a tên l a ñy phóng lên. Ví d tc ñbanñu là 7,8Km/s ñ cao 200Km thì qu ĩño là hình tròn. N u t c ñbanñu là7 ,8 ñn 11 Km/s thì qu ĩ ño là ellip. Nu t c ñbanñu < 7,8Km/s thì vtinhrơixung ñt, nh ưng cao h ơn 11Km/s thì v tinh s bt kh i l c hút c a trái ñt và tr thành m t tr m th ăm dò trong v ũ tr 17
31. Ph ươ ng pháp ñư a v tinh lên qu ĩño ð phóng v tinh lên qu ĩño ña t ĩnh, ph i qua m t qu ĩño chuy n ti p hình ellip GTO - geostationary Transfer Orbit, mà tc ñbanñu khi vào qu ĩño này là9 ,7 Km/s, ññt ñưc vi n ñim ñ cao 36000 Km. Các t c ñ vũ tr : • Tc ñ vũ tr cp m t: 7,8 Km/s, t c ñ lý thuy t t i thi u cn thi t ñ làm cho m t v t r i kh i trái ñt có th ñt ñưc vào qu ĩño; • Tc ñ vũ tr cp hai : 11,2 Km/s, t c ñ ti thi u c n thi t ñ ri kh i qu ĩño trái ñt, thành "v tinh" c a m t tr i; • Tc ñ vũ tr cp ba : 16,6 Km/s, t c ñ ti thi u c n thi t ñ ri h mt tr i Cu t o c a tên l a ñy Các tên l a ñy là lo i ñng c ơ ph n l c. B n thân v tinh c ũng có nh ng tên l a ñy lo i nh ññiu ch nh ñnh h ưng và v trí ca nó trên qu ĩño. ðng c ơ dùng nhiên li u l ng g i là "máy" (engine), còn ñng c ơ dùng nhiên li u r n g i là" môt ơ", còn các tên l a ñy nh ñt trên v tinhñưc g i là "b ñy" (thruster). Tên l a ñy Arian 5 n ng 700 t n dùng nhiên li u r n và lng ñ to ra m t l c ñy 14000 KN (kilô Nuit ơn). Ngoài nhiên li u tên l a còn ph i mang theo ôxy (ch t t o ôxy). Hn h p nhiên li u và ch t t o ôxy ñưc g i là Propellant và chi m t i 90% trong l ưng c a tên l a (Arian 4), 9% là cu trúc v và 1% là ti h u ích (payload) 18
32. Cu trúc nhi u t ng Các tên l a phóng ñu có cu trúc nhi u t ng, tng n ch ng lên t ng kia. M i t ng có ch a m t hñy chính và các thùng ch a propellant. T ng th nh t có gá thêm các môt ơ ñtănglc ñy lúc bt kh i h th ng. M i t ng dùng c n propellant xong thìñưc ng t b . Nh ng t ng ñu th ưng ho t ñng trong m y phút, t o ra s c ñy c c l n ñ bt kh i tr ng l c ca trái ñt. T ng cu i cùng ho t ñng t 10ñn 20 phút tu ỳ theo nhi m v phóng ññưav tinh vào qu ĩño ðng c ơ ðng c ơ nhiên li u r n: Nhiên li u là mt kh i ch t r n r ng lòng. Khi ñt nhiên li u cháy t trong ra ngoài. ðng c ơ nhiên li u l ng: trong lo i ñng c ơ này có hai b n ch a riêng bi t, m t cái ñng nhiên li u, còn mt cái ñng ch t t o ôxy. Nhiên li u lng lu n qua l p v làm ngu i ñng c ơ tr ưc khi ñi vào bu ng cháy. Nh ư v y nhiên li u ñưc làm nóng lên tr ưc khi cháy, còn v ñng c ơ thì li ñưc nhiên li u t bn ch a m i ra làm ngu i. 19
33. ðng c ơ ðng c ơ iôn: ðây là lo i ñng c ơ ñin.Cu n dây ñt nóng làm cho nhiên li u (nh ư Cesium) bc h ơi. M t l ưi iôn hoá làm b ng platin hay tungsten ñt nóng, bi n lu ng hơi này thành m t dòng các phân t tích ñin g i là iôn. ðng c ơ h t nhân: ðng c ơ này dùng nhi t t mt lò ph n ng h t nhân ñ làm cho nhiên li u l ng bi n thành khí. ða ph n nhiên li u ch y qua lò ph n ng. M t ph n ñưc vòi rckét làm nóng lên th i qua tu cbin. Tu cbin truy n ñng cho máy b ơm nhiên li u Xp h ng tên l a phóng Tên l a phóng h ng n ng có th ñưav tinh trên 4 t n vào qu ĩño d a t ĩnh Tên l a phóng h ng trung -1ñn 4 t n Tên l a phóng lo i nh ñ phóng các v tinhmini (100 ñn 1000 Kg) vàmicrô (10 ñn 100 Kg). các tên l a phóng lo i nh dùng ññưac ác v tinh này lên qu ĩñoñcao 400 ñn 1000 Km. Các qu c gia có tên l a phóng: Hoa k ỳ: hãng Nasa (tàu con thoi), Mc Donnel Douglas (Delta-II), Martin Marieta (Titan -III), General Dynamics (Atlas). CHLB Nga : Proton. Trung Qu c: Tr ưng chinh . Nh t Bn: Nasda (H2). n ð: PSLV . Châu Âu: Aerospace (Ariane) 20
34. Tàu con thoi s dng nhi u l n Tàu con thoi c a Hoa K ỳ gm ba ph n: •Bn thân tàu v ũ tr gi làOrbiterñ ch ñi bay và ti hu ích; • Thùng ch a propellant l ng ñt ngoài con tàu; • Hai môt ơ r ckét dùng propellant r n, dùng cho giai ñon ct cánh Orbiter là mt con tàu có cánh hình , kích th ưc nh ư mt máy bay ph n lc DC-9C, dài 337m, s i cánh 24m, tr ng lưng rng 70 t n, lúc lên ñưc phóng th ng ñng, sau khi vào qu ĩ ño thì bay quanh trái ñt nh ư mt v tinh, ñn lúc v h cánh nh ư máy bay. Hai môtơ rckét sau khi c t ra r ơi xu ng bi n có dù ñ,sau này np nhiên li u vào vn dùng ñưc Tàu con thoi s dng nhi u l n (ti p theo) • Thùng propellant l ng sau khi ct ra là bñi Tàu con thoi có th ch a ñn 30 tn t i h u ích, có th phóng v tinh vào nh ng qu ĩño dưi 400km hay vào qu ĩño ellip chuy n ti p GTO. Giá phóng v tinh b ng tàu con thoi cao h ơn tên l a phóng bình th ưng. Chi phí phóng là50000 $/Kg ñi vi v tinhña t ĩnh và 10000$/Kg ñi v i v tinh t m th p LEO (s li u n ăm 1998) 21
35. Phóng v tinh lên qu ĩño ña t ĩnh Qu ĩño chuy n ti p GTO : ð phóng v tinh lên qu ĩño ña t ĩnh ph i qua m t qu ĩño chuy n ti p GTO hình ellip. T c ñbanñu khi vào qu ĩño này là 9,7 Km/s. Qu ĩño này có cn ñim cao vài tr ăm Km và chu k ỳ quay kho ng 10g30'. V tinh trên qu ĩño ñó kho ng 5 ngày ñ chu n b bay vào qu ĩño ña t ĩnh. Qu ĩño này g i là qu ĩño chuy n ti p H p man. Khi VT ñi qua vi n ñim cho kh i ñng môt ơ vi n ñim ñ VT cóñ tc ñ cn thi t làm tròn d n qu ĩño, nâng dn c n ñim lên cùng ñ cao v i vi n ñim 22
36. H TH NG THÔNG TIN V TINH B
    môn Thông tin vô tuy n ði h c công ngh -ðHQGHN Gi ng viên Th m ðc Ph ươ ng Tel. 0903 229 117 E- Mail: phuongthamduc@yahoo.com Ch ươ ng 3 – Cu t o c a v tinh thông tin 1. Khái quát c u trúc kh i 2. T i thông tin (t i h u ích) - Payload: các b phát ñáp, anten 3. Tàu v ũ tr (Platfom), các h con c a tàu: H th ng duy trì v trí vàtưth bay, h th ng bám sát, ñoxav àñiu khi n; h cung c p ñin n ăng; h ñiu hoà nhi t ñ; h ñy; h th ng khung v . 1
37. Sơ ñ kh i V tinh Tàu v ũ tr Ti h u ích Hñng c ơ HKTñ cao Các b Hcơkh í vi n ñim và qu ĩño phát ñáp Hñoxa H ki m tra Ngu n ñin vàñiu khi n nhi t anten Mô t cu trúc v tinh thông tin 2
38. Ch c n ăng t i h u ích • Gom các tín hi u viba t mt vùng ñã cho trên m t ñt • Khu ch ñi tín hi u trong d i t n làm vi c • ði t n s tuy n lên thành tuy n xu ng • Truy n tín hi u viba ñn m t vùng ñã cho trên m t ñt fdown fup Băng thông toàn b di t n kho ng 1GHz. M i b phát ñáp cóbăng thông t 36ñn 72MHz 3
39. T¶ih÷uÝchcñavÖ tinhviÔnth«ng • PhÇnlínbé ph¸t®¸phiÖnnaylmviÖcë c¸cd¶iCv Ku. GÇn®©ymétsè vÖ tinh® cãbé ph¸t®¸pë d¶iKa.BÒréng d¶ith«ngtõ36®Õn72MHzc¶ víiph©ncùctuyÕntÝnhv ph©ncùctrßn,ph−¬ngthøctruyÒnvÉnl èngdÉncong. • C¸cbé ph¸t®¸p®Òudïng®Ìnsãngch¹ykhuÕch®¹ic«ng suÊt®Ó ®¹tEIRPtuyÕnxuèngkho¶ng3040dBW(CBand) v 4050dBW(KuBand).T¶ih÷uÝchë c¸cvÖ tinhthÕhÖ míi® dïngChuyÓnm¹chtrªnvÖ tinh(OBS)v Xö lýtrªn vÖ tinh(OBP) • OBPchophÐpdïngbé khuÕch®¹ic«ngsuÊtë thÓ r¾n SSPA®Ó c¶ithiÖntÝnhn¨ngv hiÖuqu¶ cñahÖ thèng.Víi OBPth× c¶ bé ph¸t®¸panalogv bé ph¸t®¸pdigital®Òu ®¶mb¶o®−îc®é linhho¹tcñam¹ng Các kênh c a b phát ñáp v tinh f fup down 4
40. Máy thu b ăng r ng v tinh Phân h thông tin Sơ ñ kh i phân h thông tin cho v tinh Morelos 5
41. H th ng duy trì v trí vàtưth bay c a v tinh Tưth vtinhñưc duy trì Sensor h ưng Yaw theo m t h th ng có 3 tr c to ñ màñim g c là tr ng tâm c a v tinh: Sensor h ưng Tr c Yaw h ưng vào tâm Pitch và Roll trái ñt, tr c Pitch vuông B x lý góc v i tr c Yaw và quay vhưng nam, tr c Roll Tr c Roll (hưng theo vuông góc v i hai m t Bánh ñà véct ơ t c ñ) ph ng tr c kia vàhưng dc theo véct ơ t c ñ chuy n ñng c a v tinh. Tr c Yaw (hưng v trái ñt) Tr c Pitch H th ng duy trì v trí vàtưth bay c a v tinh ð phát hi n nh ng sai l ch t ư th ngưi ta dùng các c m bi n: c m bi n trái ñt (theo b c x hng ngo i, sóng vô tuy n ñin), c m bi n mt tr i (theo ánh sáng), con quay h i chuy n (phát hi n nh ng thay ñi so v i h ưng quán tính c a tr c quay). M i sai l ch t ư th ñu ñưc chuy n v h th ng t ñiu khi n c a v tinh và h th ng ñiu khi n mt ñt. Yêu c u v n ñnh t ư th là ≤± 0.1 0 hưng B c -Nam và ≤± 0.05 0 hưng ðông - Tây 6
42. H th ng duy trì v trí vàtưth bay c a v tinh Các b to mô Các sensor men xo n Sensor trái ñt bánh xe ñà con quay Sensor m t tr i ðng c ơ ñy Sensor cao t n Hñiu khi n B bám sao Nam châm ñin Con quay Giao di n bám sát-ñoxa -ñiu khi n H th ng bám sát -ñoxav àñiu khi n - TT&C • Cung c p nh ng thông tin ki m tra các h con trên v tinh cho tr m ñiu khi n trên m t ñt • Nh n l nh ñiu khi n v trí vàtưth v tinh c a tr m ñiu khi n m t ñt Phân h TT &C (Telemetry, Tracking and Command: ðot xa, bám vàñiu khi n) D li u trong tín hi u ño t xa có cthôngtinñ cao nh n ñưc t các b cm bi n m t tr i và trái ñt, thông tin môi tr ưng nh ư cưng ñ ttrưng vàphương , t n su t nh h ưng c a thiên th ch và các thông tin v tu v ũ tr như : nhi t ñ, ñin áp ngu n, áp su t nhiên li u. Phân h ñiu khi n thu các tín hi u, th ưng là tr li cho thông tin ño t xa : thay ñi ñcao , ñu thêm ho c c t b t các kênh, ñnh h ưng l i anten ho c duy trì qu ño theo l nh t mt ñt. 7
43. H th ng bám sát -ñoxav àñiu khi n - TT&C Bám v tinhñưc th c hi n b ng các tín hi u hi ñă ng ñưc phát ñi t v tinh. Các tín hi u này ñưc TT&C tr m m t ñt thu. Bám ñc bi t quan tr ng trong các giai ñon chuy n và dch qu ño c a quá trình phóng v tinh. Khi v tinhñãn ñnh, v trí ca v tinhña t ĩnh có xu th b dch do các l c nhi u khác nhau. Vì th ph i có kh năngb ám theo s xê d ch c a v tinh và phát ñi các tín hi u hi u ch nh t ươ ng ng. Các h i ñă ng bám có th ñưc phát trong kênh ño t xa hay b ng các sóng mang hoa tiêu t i các t n s trong m t trong s các kênh thông tin chính hay b i các anten bám ñc bi t. ðnh k ỳ cũng c n có thông tin v kho ng cách t vtinhñn tr m m t ñt. Thông tin này ñưc xác ñnh b ng cách ño tr truy n các tín hi u phát riêng cho m c ñích ño c ly. Các ch c n ăng ño t xa, bám và ñiu khi n là các khai thác ph c t p ñòi h i các ph ươ ng ti n ñc bi t d ưi ñt ngoài các phân h TT&C trên v tinh . H th ng ñiu khi n v tinh Telesat c a Canada. 8
44. H cung c p ñin n ăng Gm các t m pin m t tr i, các c qui (NiCd ho c NiMH), các m ch b o v vàñiu khi n. Pin m t tr i có th làm bng Si ho c GaAs, so sánh tính n ăng hai lo i nh ư sau: lo i 10 năm lo i 15 năm Ki u t bào GaAs Si GaAs Si Hi u qu % 18,6 14,3 18,6 14,3 ð dày 200 200 200 200 Ch s W/kg 36,0 29,7 42,7 35,5 Ch s W/m 2 113,9 77,9 139,5 96,6 Giá thành 1,1 1,0 1,1 1,0 $/W p Hñiu hoà nhi t ñ V tinh nóng lên vì nhi t do các thi t b ca nó to ra và các bc x nhi t c a các thiên th , ch yu là t mt tr i và trái ñt. H th ng ñiu hoà nhi t ñ luôn duy trì cho các thi t b trên v tinhñưc làm vi c trong các d i nhi t ñ sau: Thi t b Nhi t ñ, t o Ch ñ th p nh t Cao nh t Anten -150 +80 Thi t b ñin t -30 +55 D phòng +10 +45 vn hành Pin m t tr i -160 +55 Ngu n c qui -10 +25 D phòng 0 +10 Sensor m t tr i -30 +55 Bn ch a nhiên li u +10 +55 9
45. Hñiu hoà nhi t ñ Ng ưi ta kh ng ch nhi t ñ các ph n khác nhau trên v tinh b ng cách trao ñi nhi t gi a các ñim có nhi t ñ khác nhau: •S dng ng d n khí ho c ch t l ng ñ dn nhi t t i các b to nhi t • Ho c gi i h n s traoñi nhi t (s dng v t li u cách nhi t) • Ho c t ăng nhi t (s dng các thi t b nung nóng) • Hay s dng nh ng b mt có tính ch t quang nhi t (ñ phát x hoăchhp th nhi t) Hñy Có hai lo i thi t b ñy ph n l c trên v tinh • Thi t b ñy công su t th p t vài miliNewton ñn vài Newton, ñ hi u ch nh v trí v tinh trên qu ĩño • Thi t b ñy công su t trung bình và ln kho ng vài tr ăm Newton ñn hàng ch c nghìn Newton, ví dnhưmotorcn ñim và vi n ñim Ngoài các thi t b ñy ph n l c, còn có các thi t b khác có th làm thay ñi t ư th ca v tinh: • Bánh ñà - mt con quay l n ñt trong v tinh, có th làm cho vtinhquayñimt góc b ng cách thay ñi t c ñ quay c a nó • Nam châm ñin ñt trong v tinhñtươngt ác v i tr ưng ña t • Bu m m t tr i 10
46. H th ng khung v Dùng ñ gá lp t i h u ích, b n ch a nhiên li u, các h cơ khí, ñin t , anten, dàn pin m t tr i, c qui, v.v V ca v tinh b o v thi t b ñi v i các b c x vũ tr và bi v ũ tr . Toàn b khung v chi m 10% t ng tr ng l ưng v tinh lúc phóng. Vì giá phóng ph thu c vào tr ng l ưng nên khung v ph i r t nh và bn trong các ñiu ki n kh c nghi t: • Lúc phóng: Ch n ñng và áp l c r t l n • Trong th i gian t n t i trên qu ĩño: Nhi t ñthayñi trong ph m vi r t r ng (phía có mt tr i chi u +200 oC, phía trong bóng râm -150 oC) gây bi n d ng v t li u, không có khí quy n ñlưuthônggi ó làm mát thi t b , s vañp v i các ht s n trong v ũ tr khi v tinh bay v i t c ñ vài km/s. 11
47. H TH NG THÔNG TIN V TINH B
    môn Thông tin vô tuy n ði h c công ngh -ðHQGHN Gi ng viên Th m ðc Ph ươ ng Tel. 0903 229 117 E- Mail: phuongthamduc@yahoo.com Ch ươ ng 4 – Mng v tinh 1. Tính ch t chung c a m ng v tinh 2. Các d ch v băngrng 3. Các d ch v chuy n m ch 4. M ng ñim -ñañim: Phân ph i tín hi u, truy n hình tr c ti p DTH, qu ng bá d li u, phát thanh. 5. M ng ñim -ñim: m ng hình l ưi, liên k t các d ch v s 6. M ng Vsat: M ng truy n d li u, m ng multimedia 1
48. Tính ch t chung c a m ng v tinh Mi v tinhthôngtinñ óng vai trò chuy n ti p sóng trong mng vi n thông. Ki u chuy n ti p c ơ b n nh t là ki u chuy n ti p theo d ng ng cong (bent-pipe). Trong tr ưng h p này các tr m m t ñt c n ph i thi t l p các ñưng truy n ñ có th s dng có hi u qu tài nguyên các tr m l p (repeater) v tinh và cho phép nhi u ñim trên m t ñt truy n t i ho c trao ñi nh ng thông tinh ñã yêu c u. ðiu ñó s xác ñnh ki n trúc m ng cho các ng d ng c th . V i các repeater tiên ti n cóñik èm ph n x lý, v tinh còn th c hi n các ch c n ăng m ng khác nh ư là b chuy n m ch cho các tr m m t ñt ho c th m chíthayñi ñnh d ng tín hi u truy n ñ ci thi n h ơn n a hi u su t truy n. Tính ch t chung c a m ng v tinh Cách mà mt m ng v tinh cung c p k t n i gi a các ng ưi dùng ñưc g i là liên k t, k t n i (connectivity). Ba d ng k t ni ph bi n là ñim-ñim( point-to-point), ñim-ña ñim (point- to-multipoint), vàñañim t ươ ng tác (multipoint interactive) Nh ư trong hình 4.1, thông tin t tr m này t i tr m kia b ng m t ñưng dành riêng qua cùng m t vtinh . Do ñó, ñthôngtinñng th i theo 2 hưng c n ph i có 2 kt n i. ð ó là cách th c hi n các kt n i ñin tho i ñin hình ho c tươ ng tác d li u. V i cu c g i ñã ñưc n ñnh tr ưc, k t n i có th ñưc gi trong kho ng th i gian dành s n, ho c ñưc dành cho quá trình ñàm tho i - vi cu c g i theo yêu c u. 2
49. Tính ch t chung c a m ng v tinh Trong nh ng n ăm 80 vàñu nh ng n ăm 90, v tinhñưc dùng ngày càng nhi u trong các liên k t ñim-ña ñim, còn ñưc g i là qu ng bá (broadcast ). Như trong hình 4.2, m t tr m c a tuy n lên (uplink) có th truy n m t lu ng tín hi u liên t c t i t t c các tr m thu trong vùng ph sóng. Các v tinh nh ư GE 1 và Galaxy 1 c a M , Astra 1A và Hot Bird 1 ca châu Âu, và JCSAT và Superbird c a Nh t ñu dùng ch ñ qu ng báñ truy n ch ươ ng trình truy n hình t i các vùng dân c ư l n, do ñó dùng v tinh GEO có vùng ph sóng r ng. Tính ch t chung c a m ng v tinh Tăngkhnăngtruyn t i m i thi t b thu là k thu t chuy n ñi h th ng qu ng bá thành m t m ng ña ñim tươ ng tác, như trong hình 4.3. 3
50. Tính ch t chung c a m ng v tinh Na qu ng bá ca k t n i truy n m t l ưng l n thông tin tng h p ti t t c các ñim thu . Sau ñó nh ng ñim này, có th truy n các yêu c u riêng ca mình quay tr li ñim ban ñu qua cùng m t v tinh. Cách này s ñt ñưc hi u qu cao nh t khi h u h t thông tin ñưc truy n t tr m m t ñt l n ( bên trái c a hình). Các tr m nh phía ph i hình ch cn truy n các yêu c u ñthayñi lu ng thông tin. Ví d, m t thuê bao có th yêu c u t i v (download) các file thông tin bao g m ch ươ ng trình ph n m m ho c các ñon phim ng n, t t c ñu dng s . Yêu c u này ñưc tr m l n thu nh n vàsauñ ó truy n các file qua k t ni qu ng bá. Tính ch t chung c a m ng v tinh Các m ng cáp ñng và cáp quang trên m t ñt có th to ra t t c các ki u k t n i trên, nhưngch úng làm vi c ñó bng cách ghép các k t n i ñim-ñim l i v i nhau. Còn mng v tinh vn ñã cóñc tính ña ñim và có ưu th hơn hn so v i các m ng cñnh trên m t ñt b t c khi nào c n dùng t i các k t n i ña ñim. M t y u t quan tr ng ñ xác ñnh ưu th này làdung lưng c a k t n i, th ưng ñưc g i làbăngthông (bandwith). Trong thông tin s , băng thông ñưc ño b ng bít trên giây (bps). Các khía c nh c a các ng d ng vi n thông quy t ñnh các y u t này. 4
51. Các dich v băngrng •Lch s thươngmi c a thông tin v tinh d a trên ng d ng c a GEO , ñ ó các v tinh và các tr m mt ñt ñưc cñnh vi nhau. ch ñ dành s n này, quá trình thông tin ñưc thi t l p và và duy trì liên t c trong m t kho ng th i gian dài. Ng ưi dùng cn ph i thi t l p yêu c u v i ng ưi ñiu hành mng sao cho ng ưi ñiu hành cóñ th i gian lên k ho ch cho dung l ưng c a v tinh và tr m m t ñt k t h p cùng v i nó. Băng thông th ưng ñưc gán theo nh ng khe th i gian c ñnh trong m t kho ng xác ñnh. Các khe này có th lp l i ñnh k ỳ ñ cung c p m t kênh thông tin g n nh ư liên t c (c n cho truy n âm thanh và hình nh). Các dich v băngrng Hình 4.4. Các kênh th i gian TDM k t n i 4 tr m s dng k t ni ñim-ñim 5
52. Các dich v băngrng • Hình 4.4 ch ra cách s p x p c ơ b n cho d ch v băngthông dành s n. M i ñưng truy n t i t mt tr m m t ñt c th vàñưc c p vào m t v trí không nhi u v i t t c các tr m khác trên cùng v tinhñ ó. Các k thu t ña truy c p ñưc s dng ñ tránh nhi u gi a các ñưng truy n. Kênh truy n ñưc t o nên nh ư m t dòng tín hi u liên t c ho c m t nhóm (bó) tín hi u không liên t c. Do ñó có th cung c p d ch v tc ñbitkhôngñi (CBR), thích h p cho m i d ch v thông tin. Các ng d ng tho i và TV truy n th ng cho ch t l ưng ti ưu khi truy n v i t c ñkhôngñi, còn v i các d ch v gián ñon nh ư th ư ñin t (e-mail), CBR cho ít l i ích h ơn. Khi ñưc thi t l p, k t n i CBR ñưc duy trì trong m t quá trình dành s n, ñôi khi ñưc ño b ng n ăm (các kênh truy n hình cáp) ho c bng gi (các kênh d li u b ăng r ng t m th i) Các dich v băngrng • Các k t n i v i băng thông dành s n v bn ch t có th làtươngt ho c s . Ban ñu, t t c các kênh truy n v tinh làtươngt vàbăngthôngñưc c ñnh khi thi t l p. S xu t hi n c a thông tin s cho phép b ăng thông ñưc s p x p l i mm d ohơn , ñây là mt lý do quan tr ng ñ chuy n ñi t tương t sang s . M t k t n i ñã cho có th h tr mt dòng d li u s tc ñ 64 kbps , ñ cho m t kênh ñin tho i chu n ho c k t h p các kênh d li u t c ñ th p. Phù hp h ơn là nhi u kênh 64 kbps ñưc ghép l i thành m t kênh có tc ñcaohơnbng k thu t ghép kênh phân chia theo th i gian ( TDM ). 6
53. Các dich v băngrng • Các kênh TDM ñưc ñnh rõ theo s phân c p s theo kích th ưc nhóm b ăng thông chu n. B ng 4.1 li t kê s phân c p quen thu c c a Bc M (T) và châu Âu (E). M t ñưng T1 cho phép truy n d li u v i t c ñ 1.544 Mbps , 24 kênh 64 kbps riêng l . Gi ng nh ư th , kênh E1 c a châu Âu , códunglưng 2.048 Mbps , thích h p ñ truy n 30 kênh 64 kbps . S phân cp c a chúng khác nhau nh ưng cùng s dng kênh 64 kbps . Ng ưi ñiu hành ho c ng ưi dùng c p cao m i có th xác ñnh các kênh s ñưc dùng nh ư th nào. Các dich v băngrng •Mt ñiu khókhănkhid ành s n b ăng thông là nó ñòi h i có s quy ho ch t t ññm b o r ng dung năng ñưc phân b có hi u qu nh t. Ng ưi ñiu hành m ng ph i xác ñnh ñưc (1) s lưng c a các kênh thông tin (64 kbps ho c video s ) và (2) các kênh ñó sñưc cung c p nh ư th nào. ðim (2) có ngh ĩa là các tr m m t ñt ph i ñưc l p ñt các thi t b thích h p ñ có th ti p nh n ñưc các sóng mang riêng c a mình và phân kênh các dòng thông tin ñc l p (riêng l ). M t cách có th gi i quy t v n ñ này là là dùng cách phân b băng thông ñng , còn g i là ghép kênh th ng kê , ññiu ch nh s tiêu t n c a các kênh t i m c c n thi t. 7
54. Các dich v băngrng • Hình 4.5 mô t ghép kênh th ng kê (phân b băngthông ñng) s gi m dung l ưng ñnh t ng c ng b ng cách dùng băng thông mà các ñưng khác không dùng ñn. • Có hai cách áp d ng phân b băngthôngñng: gán l i theo khe th i gian (Time slot reassignment – TSR ) và chuy n mch gói. V i TSR, dungnăngcñnh c a kênh t ng c ng ca m t k t n i ñã cho ñưc chia thành các khe th i gian c ñnh t ươ ng ng. M t kênh tho i chu n 64 kbps ñòi h i ph i truy n 1 byte trong m i m t khung th i gian 125-ms . Các dich v băngrng • Chuy n m ch gói, có th ñưc dùng ñ thêm s phân b băng thông ñng cho các k t n i cóbăngthôngd ành sn. Thay vì códunglưng byte c ñnh, chuy n m ch gói truy n d li u ng ưi dùng t i các k t n i nh ư là nó ñn t ñim truy c p. C n có bñm ññiu ch nh các tc ññn khác nhau c a các lu ng thông tin ng ưi dùng. Các gói cóñ dài khác nhau ñưc s dng cho các giao th c chu n nh ư TCP/IP và X.25. Mt gói kích th ưc c ñnh , ñưc g i là mt Cell , s phù hp ñ dùng trong thông tin v tinh , nơi mà chúng có th s dng cho dch v băngthôngd ành s n, ho c ATM và các lo i chuy n m ch t bào theo chu n qu c t , ñưc ch p nh n cho nhi u ng d ng mà s phân b băngthông ñng mang l i nhi u l i ích h ơn là cách phân b tĩnh. 8
55. Các d ch v chuy n m ch • Hình 4.7 mô t nguyên t c c a m t m ng ñin tho i có ng ưi dùng ña d ng và các tr m m t ñt ñưc chia s cho nhi u ng ưi dùng. Tr m m t ñt phía trên bên trái tr li tín hi u off hook c a máy ñin tho i n i v i nó bng cách gi m t yêu c u d ch v ti tr m ch (master station). N u tr m ch có th cung c p k t n i v tinh, nó báo hi u cho tr m có yêu c u b ng cách phát âm m i quay s ngưc l i máy ñin tho i g c. Các d ch v chuy n m ch • Ng ưi g i bây gi có th nh p vào chu i quay s cho mng bi t thành ph ñ ích, t ng ñài n i h t, vàthuê bao ñưc g i. Nh mng ñiu khi n, chu i quay s ñưc chuy n t i tr m ñiu khi n ñ xác ñnh tr m m t ñt ñích ( phía trên bên ph i) và báo hi u cho nó bi t kt n i c n ñưc thi t l p. Dung n ăng v tinh s ñưc phân b cho cho k t n i, và hai tr m m t ñt th c hi n mt b ưc ki m tra nhanh xem ñưng tín hi u có tt không. Sau ñ ó tr m ñưc g i s báo cho m ng ñin tho i n i h t hoàn thành k t n i t i máy ñưc g i cu i cùng (ñ chuông máy ñưc g i). Khi máy ñưc g i nh c máy thì cu c ñàm tho i có th bt ñu. Gi i phóng k t n i s ñưc th c hi n phía ñi di n (máy ñưc g i). 9
56. Các d ch v chuy n m ch gói • Các m ng thông tin d li u l n s dng chuy n m ch gói do ưu th ni b t c a ch ñ truy n t i thông tin, cho dù theo ki u ñim-ñim ho c ki u ñim-ña ñim (X.25, TCP/IP, ATM). Tt c các công ngh này d a trên khái ni m c a giao th c d li u (dòng thông tin s ñưc chia nh , ñôi khi nhóm l i v i nhau, thành các gói có chi u dài không ñi nh t ñnh. V i m i gói ñưc thêm vào m t s bitñưc quy ñnh tr ưc g i làtiêu ñ( header), ñưc dùng ñ xác th c quá trình g i gói t ngu n t i ñích. Khi gói t i ñích, tiêu ñ b lo i b và thông tin gc ban ñu ñưc khôi ph c l i. Ngoài ra c ũng c n có giao th c truy n thông tin nh n d ng quay tr li ngu n và khi d li u truy n b mt, bi l i thì cn có giao th c ñ phát ñi thông tin yêu c u truy n l i. Có 2 cơ ch cơbn ca chuy n m ch gói: kênh o (còn g i làñnh h ưng k t n i – connection oriented) và bn tin ( còn ñưc g i là không k t n i – connectionless). Mng ñim-ñañim - broadcast • Các k t n i qu ng bá cóñưc ñy ñ các ưu th ca vùng ph sóng r ng c a v tinh. Hình 4.8 cung c p m t cu trúc thông d ng ñ th c hi n qu ng bá, s dng mt tr m m t ñt ñ truy n (g i là tuy n lên) và nhi u tr m m t ñt ch nh n (receive only - RO). Các tr m l p v tinh GEO s truy n mt ho c nhi u sóng mang ch a thông tin ñưc phân ph i. Ki u m ng này ñưc dùng ñ phân ph i ch ươ ng trình TV t i các tr m qu ng bá li ph c v ngưi dùng trong khu v c thành ph . 10
57. Mng ñim-ñañim - broadcast Mng ñim-ñañim - broadcast •Bi vì slưng tr m RO t ăng t i hàng tri u (trong DTH), công su t phát t t nh t s dng trong không gian l n hơn nhi u so v i công su t băngCñãñưc c p phép bi ITU. ðon BSS - Broadcasting Satellite Service c a băng Ku có th s dng ñưc cho các ng d ng qu ng bá công su t cao nh ư v y. Chi phí cho v tinhBSS (ñt hơn) ñưc chia s bi s ngưi dùng ngày càng nhi u, bi vì h ti t ki m ñưc ñáng k chi phí cho thi t b mt ñt c a mình. • ð cóñưc k t n i ñim-ña ñim v i mng m t ñt là rt ñt, b i vì chi phíñ thêm cáp ho c thi t b cao t n ñ ti ñưc ñim d ch v là t l vi s ñim. Ch có ñưc hi u qu kinh t nu nhi u d ch v có th chia s mt m ng cáp phân ph i chung. 11
58. Phân ph i tín hi u Truy n hình ho c các d ch v video (và các d ch v khác tươ ng t ) có th coi là ngu n thông tin và gi i trí công c ng ph bi n nh t. N n công nghi p qu ng bá s dng thông tin vtinhnhưl àphươngtin chính ñ truy n t i ch ươ ng trình t gc ch ươ ng trình (các m ng truy n hình, các ch ươ ng trình truy n hình cáp, nơi t ch c ch ươ ng trình ) t i ñim phân ph i cu i cùng (các tr m truy n hình qu ng bá, các nhàñiu hành h th ng truy n hình cáp, gia ñình và các máy tính) • Truy n hình : Qu ng bá là mt cách mà ñ ó các tr m truy n hình ña ph ươ ng s dng các t n s VHF ho c UHF ñ truy n các ch ươ ng trình t i dân chúng trong vùng. Kho ng cách thu ñưc th ưng gi i h n trong t m nhìn th ng kho ng t 50 t i 100 km. Phân ph i tín hi u • Các tr m c ũng t n d ng các tr ưng quay c a mình ñ có th xây d ng nên các ch ươ ng trình, các tin t c ña ph ươ ng, và qu ng cáo – vn ñ quan tr ng nh t ñi v i s thành công c a m t tr m truy n hình. Cho dù làchươngtr ình tr c ti p hay phát b ăng thì các tr m truy n hình có th chèn các ñon qu ng cáo riêng c a mình vào các khe th i gian ñã ñưc dành s n b i m ng ho c nhà cung c p. Các tr m và mng có th tñng hóa các ch c n ăng này ñtănghiu su t và gi m l i. •Mt ñiu quan tr ng ñi v i các v tinh là có th truy n các thông tin cóñ tin c y và và giá thành th p. M t v tinhñơn có th s dng k t n i ñim-ña ñim ñ th c hi n ch c năng này. ð nh n ñưc ch ươ ng trình, các tr m truy n hình ph i s dng ít nh t m t tr m thu, và s dng nhi u tr m làm tuy n lên (uplink). 12
59. Phân ph i tín hi u Tn d ng v tinh cho truy n hình cáp Mt ñu h th ng cáp M s nh n liên t c t 30 t i 50 kênh ñn t 2 ho c sáu v tinh khác nhau. ðiu này có ngh ĩa là ph i có nhi u anten thu. Có th gi m chi phí bng cách s dng m t anten g ươ ng chung v i nhi u b chi u x , ñ thu tín hi u t các v tinh g n nhau. Phân ph i tín hi u •Tn d ng v tinh cho truy n hình cáp Truy n hình cáp ñã ñt ñưc s ch p nh n r ng rãi các thành ph ln trên toàn th gi i ( M cóhơn 60 % các c ăn h là thuê bao truy n hình cáp). V i m c ñích mang l i các ch ươ ng trình truy n hình cho nh ng ng ưi có thu nh p th p hơn, h th ng truy n hình cáp s dng cáp ñng tr c và cáp quang ñ kt n i t i m i gia ñình qua m t m ng phân ph i ñim-ña ñim. S sp x p c a m t h th ng truy n hình cáp ña ph ươ ng ñưc ch ra hình 4.9. Các ch ươ ng trình ñưc tp h p ñu h th ng, ñ ó s s dng anten thu cótăng ích cao ñ thu tín hi u truy n hình v i ch t l ưng t t. Có th thi t l p m t studio n m gi a ñu h th ng v i m ng cáp phân ph i ñ phát l i các ch ươ ng trình th ươ ng m i và các ch ươ ng trình có hn ch . Không gi ng nh ư truy n hình phát qua không khí, các thuê bao ph i tr phí hàng tháng ñ thu mt s các kênh truy n hình ñưc phát qua m ng cáp. 13
60. Truy n hình phát tr c ti p t i gia ñình (Direct to Home – DTH) • ðu tiên là vi c m t s chươngtr ình TH cáp có th ñưc phát mi n phí qua v tinh t i các anten gia ñình. Vào n ăm 1985, hơn m t tri u anten gia ñình ñã ñưc l p ñt, d n t i khái ni m phát tr c ti p t i nh ng ng ưi xem. Các d ch v cáp tr phí bt ñu mã hóa t n s , vào n ăm 1986 và m ra m t ph ươ ng th c m i. Ng ưi dùng có th mua m t m gi i mã Video Cipher II và tr phí hàng tháng ho c hàng n ăm cho nh ng nhà cung c p ñ b gi i mã có th gi i mã tn s ca tín hi u vàxemñưc các ch ươ ng trình. •Cu trúc thông d ng c a h th ng DTH ñưc mô t hình 4.10. Truy n hình phát tr c ti p t i gia ñình (Direct to Home – DTH) 14
61. Truy n hình phát tr c ti p t i gia ñình (Direct to Home – DTH) • Trung tâm qu ng bátrongtrưng h p này c n ph i có kh năngxâydng ho c phát l i ñng th i m t sñ áng k các ngu n video và audio. Các tính năng khác c n có là kh năngkim soát thuê bao, tính c ưc và dch v khách hàng. Các thuê bao có th xem các kênh phim tr ti n theo th i gian xem vào b t k ỳ lúc nào. Vào cu i nh ng n ăm 90, m t s h th ng DTH ñã k t h p thêm qu ng bá d li u nh m làm cho d ch v tr nêntươngt ác v i ng ưi dùng hơn. Qu ng bá d li u • ng d ng v v truy n d li u b ng v tinh thông d ng nh t là qu ng bá d li u, nh ư trong hình 4.11. K t n i ñim-ña ñim ñưc s dng ñ truy n thông tin d ưi dng s (các ch s, các ký t và hình nh ñã ñưc nén) t i nhi u anten thu mt ñt. D li u th ưng ñưc truy n theo các gói, cho phép thông tin ñưc ñánh ña ch ti các n ơi nh n khác nhau. 15
62. Qu ng bá d li u •Mt tr m m t ñt trung tâm (bên ph i hình), g i lên v tinh mt dòng g n nh ư liên t c các gói tin. N i dung c a thông tin ly t máy ch cơs d li u k t n i v i nó bng m t ñưng riêng (Private line). M t thi t b x lý s có nhi m v thu th p các thông tin c n ñưc g i, chia ra thành các gói, và gán các bit ña ch tươngng vào ph n ñu các gói. B i vì bên trong mi gói có ch a ña ch ngu n vàña ch ñ ích, do ñó nó có th ñưc ñnh tuy n theo b t c ñưng nào thông qua các v tinh và cu i cùng là thông qua m t m ng chuy n m ch gói mt ñt nh ư là mng Internet. Phát thanh •Dch v truy n âm thanh ch t l ưng cao b ng v tinh t i các tr m thu thanh ñã m ra m t d ch v vi n thông hi u qu . Ch t l ưng âm thanh tuy n h o do cóbăngthôngrng (kho ng t 5ñn 15 kHz, tùy theo lo i d ch v ) và ít b nhi u. Các k t n i ñang ñưc chuy n d n t tươngt sang sñ ci thi n h ơn n a ch t l ưng d ch v . S dng k t n i ñim-ña ñim, âm thanh mono ho c stereo th ưng ñưc truy n lên v tinh b ng k thu t “mi kênh m t sóng mang” (single-channel-per-carrier). Thông tin ñưc thu b i các tr m thu thanh AM ho c FM truy n th ng, ñ ó các kênh âm thanh s ñưc tách ra. C u trúc m ng trong tr ưng h p này g n gi ng nh ư c a m ng truy n hình. M t tr m thu ph i có mt anten ñthuñưc các thông tin bao g m âm nh c, tin t c, và qu ng cáo trong n ưc. Thông tin và qu ng cáo ñưc chèn vào t i các studio gi ng nh ư các tr m truy n hình. 16
63. Mng hình l ưi •Mt m ng v tinh theo ki u hình l ưi cung c p m t s kt n i ti nhi u tr m m t ñt. M t k t n i ñim-ñim ñưc duy trì liên t c ñưc g i làbăngthôngd ành s n, ho c làñưc gán tr ưc. Chúng th ưng ñưc dùng cho các ng d ng ñc bi t nh ư các ñưng trung k ln gi a các trung tâm chuy n mch ho c các k t n i t c ñ cao. M t m ng ñin tho i thông th ưng (hình 4.12) dùng nhi u lo i liên k t ñ to nên m ng hình l ưi. Băng thông c n thi t cho m i liên k t ph thu c vào ki u vàdunglưng c a thông tin c n ñưc truy n t i. Ví d, các kênh b ăng h p có th dùng cho tho i ch t l ưng cao ho c h i ngh truy n hình ch t l ưng trung bình. Trong m ng B-ISDN , gi a các nút m ng l n cn ph i dùng các ñưng t c ñ155 Mbps ñ cung c p các d ch v ATM b ăng r ng . Còn các nút nh hơn , có th có nhi u lo i ng d ng TDM như trung k ñin tho i, h i ngh truy n hình ch t l ưng cao, và truy n file hàng lo t gi a các máy tính l n (mainframe). Mng hình l ưi 17
64. Liên k t các d ch v s • Nh ng ng ưi s dng ln vi liên k t ñim-ñim có th dùng cách ghép kênh ñ kt h p các d ch v s, bao g m ñin tho i, h i ngh truy n hình, và d li u c a m ng WAN. Nh ư trong hình 4.13, thi t b thích h p c a ng ưi dùng cung c p li vào s cho nút m ng tích h p. Các thi t b trên th trưng s dng m t trong các công ngh : TDM, ghép kênh th ng kê, chuy n m ch gói t c ñ cao, frame relay, ho c chuy n m ch ATM. phía bên ph i hình, các dòng d li u s tc ñcaoñi ti các ña ñim khác thông qua k t h p gi a v tinh và các kt n i ñim-ñim c a m ng m t ñt. D ng tín hi u c th gi a các nút ñưc l p trình trong m t ma tr n ñnh tuy n và có th ñưc thay ñi b t k ỳ lúc nào b i ng ưi ñiu hành (dùng m t máy tính k t n i v i m t nút m ng b t k ỳ. M t tính ch t quan tr ng khác c a lo i thi t b này là nó cung c p ghép kênh th ng kê ñtănghiu su t. Liên k t các d ch v s 18
65. Mng VSAT • Nguyên lý c ơ b n làñ có th qu ng bá d li u t i các v trí ho lánh và thêm k t n i ng ưc l i qua cùng v tinh, mà không qua m ng m t ñt. Nh ư trong hình 4.3 ñã có ñu ch ươ ng, kt n i t ươ ng tác ña ñim cung c p kh năng liên l c 2 ñưng b i vì các VSAT nh n thông tin qu ng bá t tr m trung tâm và có th truy n ng ưc l i v i tc ñ d li u th p h ơn. ðiu này khác v i m ng ñim- ñim b i vì các tr m remote không th liên l c tr c ti p vi nhau nh ưng có th thông qua tr m trung tâm. Nguyên tc th ưng ñưc s dng là vi c qu ng bá d li u truy n liên t c thông tin d ưi d ng các gói ho c TDM cho t t c các VSAT (chuy n thành d ng bó –burst ), ñ chúng có th chia s chung m t kênh t n s . S dng VSAT t ươ ng ñi r và d dàng. Mng VSAT 19
66. Mng VSAT Ki n trúc c a m ng hình sao VSAT Mng VSAT • Trong m ng VSAT, ng ưi dùng có th xem các v tinhnhư là các router ho c chuy n m ch toll, không c n có các ñưng dây, chuy n m ch ñin tho i công c ng, ho c th m chí trong m t s trưng h p c ũng không c n các PBX. ðim ni b t c a m ng VSAT là nó có tính t ươ ng tác, cho phép thông tin 2 chi u gi a các tr m remote cùng h ng nh ư là mng m t ñt. N u c n có kt n i hình l ưi th c s , các tr m ph i có kh năngthôngtintrc ti p v i nhau. • VSAT có các ưu ñim h ơn so v i kh năngca m ng ñin tho i m t ñt. Nó có kh năngtruyn và nh n d li u t c ñ cao v i t c ñ truy n v ưt quábăngthông 3 kHz c a ñưng dây ñin tho i. Nhi u tính n ăng c a m ng ISDN, nh ư là thông tin tho i và d li u ñng th i có th th c hi n ñưc bng VSAT. V i nhi u ng ưi dùng, các ưu ñim này giúp h có th s dng công ngh VSAT cho h th ng vi n thông riêng c a mình. 20
67. Mng Multimedia •S phát tri n c a các h th ng thông tin s tc ñ cao ñã làm m ñiranhgii gi a vi c truy n tho i, d li u và video. Trong th c t , có th chuy n ñi bt k ỳ lo i d ch v nào thành d ng s vàsauñ ó tn dng chung các k t n i c a mng m t ñt và v tinh . Các tiêu chu n và thi t b mi ñưc phát tri n cho m ng B-ISDN, các ng d ng s ñưc s hóa ti ngu n và kt h p (tích h p) ñtănghiu su t ñnh tuy n và truy n. ð ó là ch c n ăng c a các nút mng. Multimedia bao g m t t c các d ng thông tin nh ư: text, hình nh, audio và hình nh chuy n ñng (video). M ng internet toàn c u cung c p r t nhi u các thành ph n ñónhưngthiu tính ch t b ăng r ng. Mng Multimedia Ví dnhưtrongh ình 4.15, ta th y b c tranh ñơ n gi n c a mt ng ưi v i m t PC n i m ng ti m t server. S tươngt ác gi a ng ưi dùng và màn hình PC là rt cao nh ưng s tương tác ñó s gi m nhanh khi n i mng do kh năngthc thi t i mi nút m ng và máy ch . ð ci thi n s tươngt ác ñó thì ta ph i thi t k mng ñơ n gi n hơn, ít nút trung gian h ơn và gi m các ñim t c ngh n. Nh ng ñim ñó s có trong các mng v tinh tiên ti n. 21
68. H TH NG THÔNG TIN V TINH B môn Thông tin vô tuy n ði h c công ngh -ðHQGHN Gi ng viên Th m ðc Ph ươ ng Tel. 0903 229 117 E- Mail: phuongthamduc@yahoo.com Ch ươ ng 5 –ðưng truy n v tin 1. Sơ ññưng truy n v tinh 2. Băng t n thông tin v tinh 3. M t s khái ni m vàñnh ngh ĩa: H stăng ích c a anten, di n tích hi u d ng c a anten, công su t b c x ñng hưng t ươ ng ñươ ng, ch t l ưng c a h th ng thu G/T 4. Các d ng phân c c dùng trong TTVT 5. Suy gi m sóng trên tuy n V tinh - Mt ñt: Khái ni m suy gi m sóng trong không gian t do, suy gi m sóng khi truy n qua khí quy n th c 6. Vùng ph sóng c a v tinh xác ñnh theo các ñưng ñng mc EIRP và G/T 7. Phân tích ñưng truy n v tinh : Sơ ñ kh i c a ñưng truy n, nhi u và can nhi u, t s công su t sóng mang trên nhi u C/N, ph ươ ng trình n ăng l ưng c a kênh truy n 8. T ính to án kênh truy n cho tuy n lên v à xu ng 1
69. CácBă dngi t tnn dànhdành chocho TTVTTTVT Băng t n cho TTVT do FCC c a M và ITU c p •Băng VHF/UHF 0.1-0.3 GHz: V tinh quân s , vô tuy n nghi p d ư •Băng L 1-2GHz: Thông tin di ®éng, hàng h i • S band 2-4 GHz: Dùng cho các l nh ñiu khi n •Băng C 4-8 GHz: Data, voice, truy n hình •Băng X 8-12GHz: dùng cho quân s •Băng Ku 12-18GHz : TV tr c ti p, Data, Voice, IP services (m ng riêng o, truy c p internet, ) •Băng K 18-27GHz: không ñưc s dng do b hp th rt ln b i h ơi n ưc •Băng Ka 27-40/ 40-75 GHz: th h ti p theo. 60GHz -O2 Sơ ññưng truy n v tinh 2
70. Mt s khái ni m vàñnh ngh ĩa Mt s khái ni m vàñnh ngh ĩa: H stăng ích c a anten, di n tích hi u d ng c a anten, công su t b c x ñng hưng t ươ ng ñươ ng, ch t l ưng c a h th ng thu G/T λ θ = 70 3dB D H stăng ích 3
71. Công su t b c x ñng h ưng t ươ ng ñươ ng Công su t b c x ñng h ưng t ươ ng ñươ ng 4
72. Ch t l ưng h th ng thu G/T G/T ñc tr ưng cho ch t l ưng c a máy thu, vìtăngG /T thìSNRtănglên Các d ng phân c c dùng trong TTVT Phươngc a ñưng do ñu mút c a tr ưng ñin v lên s xác ñnh phân c c sóng. C n nh rng tr ưng ñin vàtrưng t là các hàm thay ñi theo th i gian. Trưng t thayñi ñng pha vi tr ưng ñin vàbiênñ ca nó t l vi biên ñ ca tr ưng ñin, vì th ta ch cn xét tr ưng ñin. ðu mút c a vect ơ E có th v lên m t ñưng th ng, trong tr ưng h p này ta có phân cc tuy n tính. H u h t truy n d n vô tuy n s dng phân c c tuy n tính, trong ñó phân c c ñng ñưc g i là phân c c trong ñótrưng ñin vuông góc v i m t ñt và phân c c ngang ñưc gi là phân c c trong ñótrưng ñin song song v i m t ñt. 5
73. Các d ng phân c c dùng trong TTVT Theoñnh ngh ĩa c a IEEE thì phân c c tròn tay ph i (RHC: right-hand circular) là phân c c quay theo chi u kim ñng h khi nhìn d c theo ph ươ ng truy n sóng, còn phân c c tròn tay trái (LHC: left-hand circular) là phân c c quay ng ưc chi u kim ñng h khi nhìn d c theo ph ươ ng truy n sóng. Các phân c c LHC và RHC tr c giao v i nhau. Phươngtruyn sóng d c theo tr c z d ươ ng. Suy gi m sóng trên tuy n V tinh - Mt ñt Khái ni m suy gi m sóng trong không gian t do, suy gi m sóng khi truy n qua khí quy n th c Công su t thu ñơc mt anten v i h s khuy ch ñi Gr có th bi u di n nh ư sau: trong ñó: EIRP=P t xG t là công su t phát x tươngñương ca anten ñng h ưng, EIRP th ưng ñưc bi u di n dBW, gi sPtñưc ño b ng W thì: EIRP = Pt +Gt , dBW . Pt là công su t phát, G t là h s khuy ch ñi c a anten phát, Gr là h s khuy ch ñi anten thu. Lp là tn hao ñưng truy n. Trong không gian t do t n hao ñưng truy n ñưc xác ñnh nh ư sau ñưc xác ñnh nh ư sau: d là kho ng cách gi a an ten phát và anten thu, λ làbưc sóng 6
74. Suy gi m sóng trên tuy n V tinh - Mt ñt Suy gi m sóng trên tuy n V tinh - Mt ñt Có th bi u di n công su t thu nh ư sau: dng dB ph ươ ng trình có th ñưc bi u di n nh ư sau : trong ñó: EIRP là công su t phát ñng h ưng t ươ ng ñươ ng, là suy hao trong không gian t do , ñưc xác ñnh dBnhưsau : FSL= 92,5 + 20lg f [GHz] + 20lg d [km], dB 7
75. Suy gi m sóng trong không gian t do Suy gi m do khí quy n Hp th ca khí trong khí quy n là nguyên nhân gây ra t n hao khí quy n. Các t n hao này th ưng vào kho ng vài ph n c a dB 8
76. Suy gi m do mưa Mưa làm suy hao tín hi u truy n d n và gây ra phân c c chéo. H ssuyhaodomưaph thu c ñcaomưav àñon ñưng nm ngang trong m ưa Suy gi m sóng trong th c t Tn hao do t ng ñin ly và khí quy n: l p khí loãng b ion hoá bi các tia v ũ tr , cóñ cao t 70ñn 1000km. Có tính ch t h p th và ph n x sóng. Ngoài ra h s khúc x bi n ñi làm thay ñi góc t i, biên ñ và pha c a sóng. T ng ñin ly gây ra d ch phân c c sóng ñin t dn ñn t n hao l ch phân c c Tn hao do m t ñng ch nh anten Khi thi t l p m t ñưng truy n v tinh , lý t ưng ph i ñt ñưc ñng ch nh các anten tr m m t ñt và vtinh ññt ñưc ñ khuy ch ñi cao nh t 9
77. Tn hao do m t ñng ch nh anten Có th xy ra hai nguyên nhân t n hao l ch tr c, m t x y ra t i v tinh và nguyên nhân th hai x y ra t i tr m m t ñt (hình 1b). T n hao l ch tr c t i v tinhñưc xét t i khi khi thi t k ñưng truy n ho t ñng ñưng vi n c a anten v tinh th c t. T n hao l ch tr c tr m m t ñt ñưc g i là tn hao ñnh hng anten . T n hao ñnh h ưng anten th ưng x y ra vài ph n m ưi dB. Ngoài t n hao ñnh h ưng, có th xy ra t n hao do m t ñng ch nh h ưng phân c c. T n hao m t ñng ch nh phân c c th ưng nh và ta s coi r ng các t n hao do m t ñng ch nh anten g m: c tn hao ñnh h ưng và tn hao phân c c gây ra do m t ñng ch nh. Các t n hao m t ñng ch nh anten ph i ñưc ñánh giá t các s li u th ng kê trêncơs sai l i ñưc quan sát th c t cho m t kh i l ưng l n các tr m m t ñt. PH ƯƠ NG TRÌNH QU ðƯNG TRUY N Tng t n hao ñưng truy n Lp khi tr i quang ñãng ñưc xác ñnh theo công th c sau: Lp= FSL +RFL+ AML+AA+PL, [dB] Phươngtr ình cho công su t thu dBnhưsau : Pr = EIRP + G r -Lp, [dB] trongñ ó:Pr là công su t thu [dBW], EIRP là công su t phát x ñng h ưng t ươ ng ñươ ng [dBW], FSL là tn hao trong không gian t do [dB]; RFL là tn hao phid ơ máy thu [dB]; AML là tn hao m t ñng ch nh anten [dB]; AA là tn hao h p th khí quy n [dB]; PL là tn hao l ch phân c c [dB]. 10
78. Bài t p 1. Kho ng cách gi a tr m m t ñt và v tinh là 42.000 km. Tính t n hao trong không gian t do t i t n s 6 GHz. FSL= 92,5 + 20lg f [GHz] + 20lg d [km], dB 2. ðưng truy n v tinh làm vi c t i t n s 14 GHz có tn hao phi ñơ b ng 1,5 dB và tn hao không gian t do b ng 207 dB. Tn hao h p th khí quy n b ng 0,5 dB, t n hao ñnh h ưng anten b ng 0,5 dB, t n hao l ch c c có th b qua. Tính t ng tn hao ñưng truy n khi tr i quang. Pr = EIRP + G r - Lp, [dB] Lp = FSL +RFL+ AML+AA+PL, [dB] 3. Cho tham s ñưng truy n nh ư bài 2. Công su t phát là 20W, h s khu ch ñi c a anten phát là 1000, h s khu ch ñi c a anten thu là 100. Tính công su t b c x ñng h ưng tươ ng ñươ ng. Tính công su t tín hi u t i ñu vào máy thu. Công su t t p âm nhi t Công su t tín hi u thu trong m t ñưng truy n v tinh th ưng r t nh , vào kho ng picowat . Công su t này s ñưc máy thu khu ch ñi ñn công su t ñ ln. Tuy nhiên do luôn luôn có tp âm ñu vào máy thu nên n u tín hi u thu không ñ ln h ơn t p âm, khu ch ñi s không có tác d ng vì nó khu ch ñi c tp âm. Tình tr ng này còn tr nên t i t hơnv ì chính b khu ch ñi c ũng b sung thêm t p âm. Trong thi t b tp âm nhi t gây ra do chuy n ñng nhi t c a các ñin t trong các v t d n. Nóñưc t o ra các ph n t ghép có tn hao gi a anten v i máy thu và các t ng ñu ca máy thu. M t ñ ph công su t t p âm nhi t không ñi tt c các t n s th p h ơn 10 12 Hz, vì th ñưc g i là tp âm tr ng. 11
79. Công su t t p âm nhi t Quá trình t p âm nhi t máy thu ñưc mô hình hoá bng quá trình t p âm tr ng Gauss c ng (AWGN: additive white Gauss noise) vàñưc bi u th bngcông su t t p âm c c ñi có th có ñu vào b khu ch ñi nh ư sau: N=kT f, [W] trong ñó k=1,38.10 -23 [ W/Hz.K] là hng s Boltzmann; T là nhi t ñ tp âm ño b ng Kenvin [K] và f làbăngthôngkênh [Hz] ño mc -3dB. Mt ñ ph công su t t p âm Ví d tính suy hao t ng và tp âm No=KT o PN = N oB 12
80. Tp âm anten Các anten thu ñư a t p âm vào các ñưng truy n v tinh . Như vy t p âm do các anten v tinh và anten tr m m t ñt ñư a vào. M c dù nguyên nhân v t lý nh ư nhau, nhưng m c ñ nh hưng r t khác nhau. Có th phân chia t p âm do anten ñư a vào thành hai nhóm: t p âm xu t s t tn hao anten và tp âm bu tr i. T p âm b u tr i là thu t ng ñ miêu t phát x vi ba t vũ tr do các ph n t ñưc làm nóng trong v ũ tr gây ra. S phát x này trong th c t bao ph ph rng h ơn ph vi ba. Nhi t ñ tp âm t ươ ng ñươ ng c a b u tr i nhìn t anten mt ñt ñưc cho hình 7.2. ð th phía d ưi dành cho anten hưng th ng ñnh ñu ( thiên ñnh ) còn ñ th caohơnd ành cho anten h ưng ngay trên ñơng chân tr i. S tăngnhit ñ tp âm trong tr ưng h p th hai là do s phát x nhi t c a trái ñt vàñâyl à lý do thi t l p gi i h n d ưi c a góc ng ng anten b ng 50 băngCv à 100 băngKu . Tp âm anten Các ñ th cho th y ti ñu t n s th p ca ph , t p âm gi m khi t ăng t n s . Khi anten h ưng thiên ñnh, nhi t ñ tp âm gi m xu ng còn 3 K ti các t n s nm trong kho ng t 1 ñn 10 GHz. Phía trên 10 GHz cóhai ñnh nhi t ñ. Vùng t p âm th p gi a 1 và 10 GHz t t nh t cho áp d ng các anten t p âm th p 13
81. Tp âm h th ng H s tp âm Ng ưi ta bi u di n t p âm c a m t b khu ch ñi qua h s tp âm F - Noise Factor . Khi ñó ngu n t p ñưc tham chi u o o nhi t ñ trong phòng T o là 290 K T c là 20 C.T p âm ñu vào ca ngu n ñó là kT o. Khi ñó tp âm ñu ra c a b khu ch ñi là: Trong ñó G là h s khu ch ñi, F là h s tp âm. Tươ ng quan gi a nhi t t p âm và h s tp âm ñưc bi u di n nh ư sau. Te là nhi t t p âm c a b khu ch ñi, To là nhi t tham chi u 14
82. H s tp âm Ý ngh ĩa c a h s tp âm: H s tp âm thưng ñưc dùng cho máy thu - Receiver, còn nhi t t p âm thưng ñưc dùng cho khu ch ñi t p âm th p - LNA và các b ñi t n. H s tp âm còn ñưc bi u di n qua dB vàñưc g i là Noise Figure - Ch s tp . Bi u di n h s tp âm b ng SNR H s tp âm ñưc ñnh ngh ĩa là t s gi a t s tín hi u trên tp âm ñu vào v i t s này ñu ra ph n t thunhưsau : NF = SNR in / SNR out H s tp âm c a máy thu ch yu ñưc xác ñnh b i các t ng ñu c a máy thu. T p âm gây ra do b khu ch ñi c a máy thu ñưc quy ñi thành t p âm ñu vào máy thu vàñưc ký hi u là Nai . T hình 7.3 ta có th vi t l i công th c nh ư sau trong ñó: Pr là công su t thu, A là khu ch ñi c a mch gây t p âm, Ni là tp âm ñu vào và Nai là tp âm quy ñi ñu vào ca ph n t gây t p âm 15
83. Bi u di n h s tp âm b ng SNR ð có th áp d ng ñưc NF ta ph i s dng ngu n t p âm tham chi u Ni. Như v y h s tp âm s cho th y thi t b s to ra t p âm l n h ơn bao nhiêu l n t p âm c a ngu n tham chi u. H s tp âm có th ñưc xác ñnh ñi v i ngu n t p âm tham chi u nhi t ñ Ti= 290 K. Khi ñó mt ñ công su t tp âm c a ngu n tham chi u nh ư sau: -23 -21 No = kT = 1,38×10 ×290 = 4×10 W/Hz Nu thay N i = kT if và Nai = kT rf, trong hay dB là: N o = -204 dBW/Hz ñó Ti là nhi t ñ ngu n tham chi u còn T r là nhi t ñ tp âm hi u d ng c a máy thu, ta có th vi t Tr = (NF-1)T i T s Tín/T p Ba thông s thưng ñưc s dng ññ ánh giá t s tín hi u trên t p âm là: sóng mang trên tp âm (C/N hay P r/N), sóng mang trên mt ñ tp âm (C/N o hay Pr/N o) vànănglưng bit trên mt ñ ph tp âm (E b/N o). Quan h gi a các thông s này nh ư sau: Pr/N o = (P /N) dB+10lg( f), dB.Hz Ebit /N o = (P r/N) dB-10lg(R bit /f), dB trong ñó: Pr là công su t thu sóng mang (C), Rbit là tc bit và Ebit lànănglưng bit = PrTbit = P r/R bit , f làñ rng b ăng t n. C/N o và Ebit /N o không ph thu c vào tn s thưng ñưc s dng ñ so sánh hi u su t ca các h th ng khác nhau. C/N ph thu c vào ñ rng b ăng t n c a m t h th ng cho tr ơc (ch ng h n b lc máy thu). 16
84. T s Tín/T p Ph ươ ng trình cho công su t thu dBnhưsau : Pr = EIRP + G r - Lp, [dB] G/T ñc tr ưng cho ch t l ưng c a máy thu, vìtăngG /T thìSNRtănglên T s Tín/T p ðưng lên ðưng lên trong ñưng truy n v tinh làñưng phát t tr m mt ñt ñn v tinh. T s sóng mang trên m t ñ tp âm: Khi c n s dng t s sóng mang trên t p âm ch không ph i t s sóng mang trên m t ñ tp âm ta có th s dng công th c sau: 17
85. Mt ñthônglưng bão hoà Mt ñthônglưng c n thi t t i anten thu ñ to nên bão hoà TWTA c a b phát ñápñưc g i là mt ñthônglng bão hoà. M t ñthônglưng bão hoà là mt ñi l ưng ñưc quy ñnh khi tính toán qu ñưng truy n và bi t ñưc nó ta có th tính toán EIRP c n thi t t i tr m m t ñt. M t ñ thông l ưng t i anten thu: Tn hao trong không gian t do hay: Thành ph n λ2/4 π có kích th ưc c a di n tích, trong th c t nó là di n tích hi u d ng c a m t anten ñng h ưng. Ta ký hi u nó là Aonhưsau EIRP = Ψ M + A o + FSL, dBW EIRP = ΨM + A o + L p -RFL , dBW, trong ñó: L p = FSL + AA + PL + AML tn hao khí quy n (AA), l ch phân c c (PL), l ch ñng ch nh anten, phi ñơ thu (RFL) ð lùi ñu vào Khi nhi u sóng mang ñưc ñư a vào cùng m t b khu ch ñi s dng ñèn sóng ch y, ñim công tác ph i ñưc ñt lùi ñn ph n tuy n tính ca ñc tuy n truy n ñt ñ gi m nh h ưng do méo ñiu ch giao thoa. Ho t ñng nhi u sóng mang này xy ra FDMA . Trong tr ưng h p này EIRP tr m m t ñt ph i gi m ñi m t l ưng g i làñ lùi ( BO: back off ) k t qu tañưc: EIRP u = EIRP s - BO i trong ñó EIRP s là công su t tr m m t ñt t i ñim bão hoà. M c dù có sñiu khi n công su t vào cho b khu ch ñi c a b phát ñáp thông qua tr m TT&C m t ñt, nh ưng thông th ưng cn cóñ lùi ñu vào b ng cách gi m EIRP c a các tr m m t ñt khi truy nh p b phát ñáp. [P r/N o]u = ψs + A o - BO i + [G/T] u - k - RFL, dBHz 18
86. B khu ch ñi công su t l n ñưng lên B khu ch ñi công su t l n (ñưc ký hi u là HPA) c a tr m mt ñt có nhi m v cung c p công su t b ng công su t phát x cng t n hao phi ñơ (t n hao này ñưc ký hi u là TFL). TFL bao g m t n hao ng d n sóng, b lc, b ghép n i gi a ñu ra b khu ch ñi công su t v i anten. Ta có th bi u di n công su t ñu ra b khu ch ñi theo dB nh ư sau: PHPA = EIRP - GT + TFL trong ñóEIRPñưc xác ñnh theo ph ươ ng trình (7.52) bao gm c ñ lùi c n thi t cho v tinh. B n thân tr m m t ñt có th ph i phát nhi u sóng mang vàñu ra c a nó cũng ñòi h i ñ lùi (ký hi u là BOHPA). B khu ch ñi công su t l n tr m mt ñt ph i ñưc thi t k theo công su t bão hoàñu ra nh ư sau: PHPA ,S =P HPA + BO HPA T s tín/t p ñưng xu ng ðưng xu ng làñưng phát t v tinh xu ng tr m m t ñt. T s sóng mang trên m t ñ tp âm Các giá tr ñưc s dng là EIRP v tinh, các t n hao phi ñơ máy thu tr m m t ñt và G/T máy thu tr m m t ñt. T n hao không gian t do và các t n hao ph thu c t n s khác ñưc tính theo tn s ñưng xu ng . T s sóng mang trên t p âm trong ñó B làñ rng b ăng t n tín hi u ñưc coi b ng ñ rng b ăng t n t p âm B N 19
87. ð lùi ñu ra Khi s dng ñ lùi ñu vào nh ư ñã nói trên, ta ph i cho phép mt ñ lùi ñu ra t ươ ng ng EIRP v tinh . ðưng cong hình 7.7 cho th y ñ lùi ñu ra không quan h tuy n tính v i ñ lùi ñu vào. M t quy t c th ưng ñưc s dng là ch n ñ lùi ñu ra ti ñim ñưng cong có giá tr 5 dB th p h ơn ph n tuy n tính ngo i suy nh ư th y hình 7.7. Vìñon tuy n tính thay ñi theo t l 1:1 dB , nên ñ lùi ñu ra BO o = BO i - 5dB. Ch ng h n n u ñ lùi ñu vào : BO i=11 dB thìñ lùi ñu ra bng BO o=11-5=6 dB. EIRP D = EIRP S,D - BO o 20
88. Bài t p Cho qu ĩñưng truy n có các tham s sau: Tn s ñưng lên là 6GHz, t n s ñưng xu ng là 4GHz. V tinh ñ cao 20.000 Km . Suy hao do m t ñng ch nh anten là 1dB - uplink/ 1dB - downlink, h p th do khí quy n là 0.5dB - uplink/ 0.5dB - downlink. Ch s máy thu G/T là 12.5dB/K - uplink/15dB/K - downlink, vàsuyhaotrongñưng cáp c a máy thu là 1 dB - uplink/ 1dB -downlink. Ch s EIRP là 54 dBW - uplink/ 34dBw - downlink. Tính ch s Tín/M t ñ tp âm cho c haiñưng. FSL= 92,5 + 20lg f [GHz] + 20lg d [km], dB Lp = FSL +RFL+ AML+AA+PL, [dB] Bài t p Cho qu ĩñưng truy n t i t n s 12 GHz có các tham s sau: Suy hao trong không gian t do là 206 dB, suy hao do m t ñng ch nh anten là 1dB, h p th do khí quy n là 2 dB. Ch s máy thu G/T là 19.5 dB/K, vàsuyhaotrongñưng cáp c a máy thu là 1 dB. Ch s EIRP là 48 dBW. Tính ch s Tín/M t ñ tp âm 21
89. H TH NG THÔNG TIN V TINH B
    môn Thông tin vô tuy n ði h c công ngh -ðHQGHN Gi ng viên Th m ðc Ph ươ ng Tel. 0903 229 117 E- Mail: phuongthamduc@yahoo.com Ch ươ ng 6 – Aten cho TTVT 1. Ph ươ ng th c ph sóng c a v tinh: Ph sóng rng, theo khu v c, d ng ñc bi t, ph sóng ñm và nhi u ñm, theo c c hoá 2. Vùng ph sóng c a anten v tinh 3. ðc ñim c a anten TTVT: Anten trên tr m VT, anten tr m m t ñt 4. Các lo i anten th ưng ñưc dùng trên tr m v tinh (phân lo i theo hình th c ph sóng) 5. Anten c a tram v tinh m t ñt 6. K thu t dùng chung anten cho thu và phát 1
90. Ph ươ ng th c ph sóng c a v tinh Anten Anten có nhi m v phát tín hi u cao tn (RF) t tr m mt ñt lên v tinh và thu tín hi u cao tn t v tinh (ho c ng ưc l i). Nó ñưc thi t k sao cho gi m thi u nh t can nhi u cao tn ln nhau (RFI), bng cách s dng các mt ph n x hi t tín hi u RF. B ti p nh n sóng - loa chi u x (feed horn) ca anten ñưc dùng ñ tách các phân cc ñơ n ñ thu ho c phát tín hi u. ð tách ra các phân cc ñơ n, anten và b ti p nh n sóng ph i ñưc sp ñt thích hp vi anten ca v tinh (phù hp v phân cc) Ph ươ ng th c ph sóng c a v tinh Mi n ph sóng c a v tinh là mt vùng có hình d ng b t k ỳ nm trong gi i h n búp sóng ñn t v tinh, nói cách khác là giao c a búp sóng v i b mt trái ñt. Trong khi ñó mi n ph c v là mi n mà ti ñó th a mãn ñiu ki n v cưng ñtrưng tn s và cc hóa ñã ñnh. ðng th i c ũng ph i ñm b o công su t b c x ra ngoài mi n ph c v ph i th t nh ñ không gây nhi u t i các h thông tin khác và ti t ki m công su t phát. V tinh có th ph sóng theo nhi u ph ươ ng th c nh ư sau: + Ph sóng r ng (ph sóng toàn c u): Trong tr ưng h p này, b rng búp sóng b ng góc nhìn c a v tinh ña t ĩnh ( 17,5 0). V i ph ươ ng th c này th ưng s dng anten loa. 2
91. Ph ươ ng th c ph sóng c a v tinh Ph sóng khu v c: • Mi n ph sóng gi i h n trong m t khu v c nh hơnso vi tr ưng h p trên. Mi n ph sóng c a anten gi i h n trong ph n b mt trái ñt nhìn th y t v tinh, vì búp sóng thu h p l i nên ñ m ph i t ăng lên, nên trên v tinh th ưng s dng anten m t ph n x . Ph ươ ng th c ph sóng c a v tinh Ph sóng d ng ñc bi t: Mi n ph sóng ñưc ñnh d ng sao cho trùng kh p v i khu v c ph c v . Vi c kh ng ch mi n b c x ca anten (gi n ññnh hưng) có th ñưc th c hi n b ng cách ñnh d ng m t ph n x , dùng nhi u loa chi u x hay dùng anten m ng pha: ðnh d ng m t ph n x : Vi c ñnh d ng m t ph n x làm thay ñi ti t di n búp sóng (m t ph n x hình elip se r o ra búp sóng hình elip ), tuy nhiên vi c kh ng ch các múi ph làm cho ph ươ ng pháp này tr nên ph c tp. Nh thayñi m t ph n x có th cho phép t o ra mi n ph sóng v i hình d ng tùy ý, nhưngvn ñ tng h p ñ cóñưc m t ph n x mong mu n là khó. S dng cách này thì hình d ng mi n ph sóng t n t i trong suôt th i gian t n t i c a v tinh, hay ít ra làchoñn khi ñưc thay th . 3
92. Ph ươ ng th c ph sóng c a v tinh λ λ2 πD2 θ3dB = 70 AHD = Ga =ηSa =η D 4π 4 λ  π 2 48360 η θ = 70 G =η  D D = 1 D 1 2 1  λ  θ1θ2 λ θ = 70 2 D 2 θ2 D1 θ1 Mtphn 2 x D Loachiu x Ph ươ ng th c ph sóng c a v tinh λ θ = 70 G =20dB 4GHz ta có D∼ 0,3m, vì th dùng anten loa 3dB D max 4
93. Bài t p Tính ñưng kính c a anten v tinhtrongtrưng h p ph sóng toàn c u, t ñ ó ch ra nên dùng lo i anten nào. T n s làm vi c là 4GHz Gi i: Ph sóng r ng (ph sóng toàn c u): Trongtrưng h p này, b rng búp sóng b ng góc nhìn ca v tinhña t ĩnh ( 17,5 0). λ θ = 70 G D 2 3dB D a =η(π / λ) Gmax =20dB 4GHz ta có D∼ 0,3m, vì th dùng anten loa Bài t p: Ch n lo i anten ñ to ra búp sóng ñm cóñ rng là 10 tn s 6GHz. Tính h s khu ch ñi c a anten. Ph ươ ng th c ph sóng c a v tinh S dng nhi u loa chi u x cho cùng m t m t ph n x Có th b trí nhi u loa chi u x gn tiêu ñim c a m t ph n x . Vi c t hp các búp sóng riêng s to ra mi n ph sóng v i hình d ng tùy ý. Khi v tinhñang trên qu ño v n có th thayñi hình dng mi n ph sóng cho phù hp v i s thayñi v nhu cu thông tin hay s thayñi v trí ca v tinh. 5
94. Antent¨ngÝchcaonhiÒubópsãng • AntennhiÒubópsãng(MBA)®−îcthiÕtkÕchoc¸chÖ vÖ tinhë d¶itÇnKa,t¹oranh÷ngbópsãnghÑpmangdung l−înglín,v miÒnphñ sãnglinhho¹t. • MBAgåmnh÷ngbópsãng®èmt¨ngÝchcao,dïngc«ng nghÖ “®èmnh¶y” cãthÓ phñ sãngquècgia,khuvùc,hay toncÇu.MiÒnphñ sãng®−îcl¸tb»ngnh÷ng®èmnhá dïngc«ngnghÖ t¸isö dôngtÇnsè ®Ó n©ngcaodung l−înghÖ thèng.MBAÝtbópsãngphô,®é c¸chlyph©n cùcchÐocao,v cãtÝnhlinhho¹tcaovÒmiÒnphñ sãng • VÖ tinhdïngMBAcßncã−u®iÓml dungl−îngkªnh lính¬n,v cãkh¶ n¨ngthÝchøngvíisù thay®æicÊuh×nh sö dôngcñam¹ngngaytrªnvÖ tinh Ph ươ ng th c ph sóng c a v tinh S dng anten m ng pha: Các thành ph n c ơ b n c a m ng anten là các loa chi u x, các b chia công su t vàquaypha , ñưc k t h p vi nhau ñ to thành gi n ññnh h ưng c a anten. ð to thành gi n ññnh h ưng c ñnh thì s dng các b chia công su t và quay pha c ñnh. ð to thành gi n ññnh h ưng v i d ng có th thayñi ñưc thì ph i s dng các b chia công su t và quay pha có th thay ñi ñưc. Original feed network 6
95. 32 X 32 Element X/Ku-band Array Antenna Test 7
96. Ph sóng ñm ð to ra nh ng búp sóng r i nhau v i cùng m t anten b ng cách ñt s lưng loa chi u x tươ ng ng v i k tiêuñim ca m t ph n x . Mi loa chi u x cung c p tín hi u t nh ng máy phát khác nhau, các búp sóng s chi u ñn nh ng n ơi khác nhau trên mt ñt tùy theo v trí ca loa chi u x . N u kho ng cách gi a các búp sóng ñ ln có th s dng l i t n s . Ngoài ra có th tăng thêm ñ cách ly b ng cách s dng c c hóa tr c giao vi nhau. Ph sóng theo c c hóa: Da theo ñă c tính phân c c c ũng có th chia vùng ph sóng theo c c hóa. Ph sóng ñm • Bópsãng®èmtËptrungn¨ngl−îngvométchïmbøcx¹ rÊthÑp,do®ãmiÒnchiÕux¹ trªnmÆt®ÊtchØ l mét®èm nhá,nh−ngmËt®é n¨ngl−îngtíilín,chØ cÇnantennhá ë tr¹mmÆt®Êt.§Ó ®¹t®−îcdiÖntÝchbaophñ cñamétanten th«ngth−êng,cÇncãnhiÒu“®èm”.§iÒu®ãthùchiÖnb»ng c¸ch®iÒukhiÓnchobópsãng®èmquÐttrongvïngcÇnphñ sãng,hayl dïngantencãnhiÒubópsãng®èmcè ®Þnh. • TrongvÖ tinhACTS(AdvancedCommunications TechnologySatellite)NASAdïngc«ngnghÖ “®èmnh¶y” chonªngi¶m®−îcsè bópsãng®èmcÇnthiÕt.Bópsãng lialiªntôctrongmiÒnphñ sãng,cãt¸cdôngt−¬ng®−¬ng nhiÒubópsãngv mçitr¹mmÆt®Êttù biÕt®Ó truyÒntÝn hiÖulªnvÖ tinhkhibópsãngräi®Õnnã.C¸chlmny còngt¨ngkh¶ n¨ngchèng“nhiÔutÝchcùc” cñahÖ thèng 8
97. Bópsãng®èm Baophñ b»ngantenkhuvùc,hoÆcantennhiÒu“®èm” 9
98. C¸clo¹ibópsãng(®èm,khuvùc,tonch©ulôc ) Sù t¸isö dôngtÇnsè Spot Vùng ph sóng c a anten thông tin v tinh • Mi n ph sóng là mi n trong ñưng biên màtăng ích gi m 3 dB. • Ch c n ăng c a anten thông tin v tinh là tp trung công su t phát trong m t góc không gian nh t ñnh (anten phát) hay thu tín hi u t mt vùng ph sóng nh t ñnh (anten thu) •Mt s thông s ca anten g n l ưu ý: tăng ích anten, ñ m (aperature) anten, gi n ññnh h ưng c a anten. 10
99. ðc ñim c a anten thông tin v tinh Anten trên tr m v tinh ðiu ñu tiên c n xét t i làmôitrưng, vi c ñt trên không gian làm cho anten ph i thích nghi ñưc v i s thayñi c a nhi t ñ. Nhi t ñt thay ñi gi a ngày vàñêmc ó th khi n cho kích th ưc anten thay ñi. Do ñó vt li u s dng c n ph i tính toán rt k . Mc dù vi anten v tinh thì nói chung búp sóng không c n ph i h p nh ưng t ăng ích vàhưng tính c a anten c n ph i ñáp ng ñưc các yêu c u c a v tinh. H u h t các vtinhña t ĩnh ñu s dng các anten cótăng ích vàhưng tính cao ñ ch ng li suy hao do kho ng cách. Tuy nhiên do các v tinh này th ưng ph sóng m t khu v c c ñnh, và v trí ca nó ít thay ñi do ñóñâykhôngphi là vn ñ ln. Nh ưng c n l ưu ý duy trìñ úng t ư th ca v tinh vàantenñ duy trìñ úng h ưng. Các anten cóñc ñim là nh gn, nh và d lp ráp, nó th ưng có kích th ưc kho ng t 2-3 mét. ðc ñim c a anten thông tin v tinh Anten trên tr m v tinh Vi các v tinh qu ño th p, th ưng s dng các anten có hưng tính th p h ơn. Tín hi u th ưng ñưc truy n và nh n v i mt góc r ng h ơn, vàthayñi khi v tinh di chuy n. Do ñó các v tinh này th ưng hi m khi s dng anten ph n x parabol . 11
100. ðc ñim c a anten thông tin v tinh Anten tr m m t ñt Anten tr m m t ñt s dng ñ truy n và thu tín hi u t v tinh thì thay ñi tùy theo ng d ng. Các anten ph n x parabolthưng ñưc s dng, tuy nhiên ñôi khi c ũng có th s dng anten Yagi. Kích th ưc c a anten có th thayñi ñáng k . Các anten parabol s dng ñ thu truy n hình v tinh có kích th ưc r t nh . Tuy nhiên nh ng anten s dng cho các m c ñích chuyên nghi p có kích th ưc r t l n, có th lên t i hàng ch c mét. Anten cho thông tin v tinh c n ph i ñưc l a ch n r t c n th n ññ áp ng ñưc nh ng nhu c u c th . Có th tính toán các thông s cho anten, d a theo t n hao trên ñưng truy n, t s S/N, m c công su t phát, ñ nh y máy thu M t anten nh kích th ưc 70 cm có th s dng ñ thu tr c ti p tín hi u truy n hình t vtinhnhưngkhôngth dùng ñ truy n các ch ươ ng trình lên v tinh b i vì cn có mc tín hi u cao h ơn ñ có th ñm b o có th truy n v trái ñt ch t l ưng hình nh t t. ðc ñim c a anten thông tin v tinh Anten tr m m t ñt 12
101. Các lo i anten ñưc dùng trên tr m v tinh Các lo i anten ñưc dùng trên tr m v tinh 13
102. Các lo i anten ñưc dùng trên tr m v tinh Các lo i anten ñưc dùng trên tr m v tinh Có 4 lo i anten th ưng ñưc s dng trên tr m v tinhñ ó là dipole tuy n tính (anten dây), anten loa, anten dàn và anten mt ph n x . Anten dây th ưng ñưc s dng di VHF, UHF cho thông tin c a h th ng TT&C. Lo i anten này cung cp vùng ph sóng theo m i h ưng s dng chính lúc phóng v tinh vàñưav ào qu ño, khi mà các anten chính ch ưa m ra ho c ch ưa s dng ñưc. 14
103. Các lo i anten ñưc dùng trên tr m v tinh Anten loa ñưc s dng tn s siêu cao khi c n có búp sóng r ng, ñ ph sóng toàn c u và khu v c. Loa là ph n loe ra c a ng d n sóng cho nên có di t n r ng và ph i h p tr kháng t t v i không gian t do. Loa c ũng có th dùng ñ chi u x cho m t ph n x ñơn ho c kép. Loa và mt ph n x là nh ng ví d ca anten cóñ m phát sóng vào không gian t do t ng d n sóng. Tuy nhiên v i anten loa thì khó có th ñt ñưc t ăng ích l n h ơn 23 dB ho c ñ rng chùm h p h ơn 10 0. Khi ñó ph i s dng anten m t ph n x ho c anten dàn. ð cung c p ñ m ln h ơn so v i anten loa và anten m t PX, c n ph i t o ra m t sóng ph ng mt ph n x . Hình d ng th ưng dùng ca m t PX là anten parabol (th c ch t là mt anten loa nh ñt tiêu ñim c a m t PX parabol. ðâycũng là lo i anten thông d ng nh t c a tr m m t ñt c ũng nh ư c a tr m v tinh. Các anten này có th dùng ñ to ra các ñm ho c ph sóng các ph n trái ñt. S dng nhi u b chi u x loa có th ph sóng nh ng khu v c c th . ðc ñim c a anten thông tin v tinh Mt s lo i anten 15
104. Antend¹ngl−íid¨ngréng • AntentrªnvÖ tinhthÕhÖ míidïngnh÷ngbé ph¶nx¹ nhÑ ë d¹ngl−íid¨ngréngcã®−êng kÝnh6~30m,miÒnphôcvô®Þnhd¹nghay gåmnhiÒubópsãng®èm,®¶mb¶ophñ sãng chÊtl−îngcaoc¶ métkhuvùchaytoncÇuë c¸cd¶itÇnCv Ku. • ChÊtl−înganten®−îcc¶ithiÖnb»ngc¸chsan ®Òuc−êng®é tr−êngtrongmiÒnphôcvô,cho gi¶mt¨ngÝchë ®−êngbiªn(c¶ithiÖn60 100%vÒh−íngtÝnh®Þnhd¹ngsovíiantencã mÆtph¶nx¹ thÓ r¾n),v c¾thÕtbópsãngphô . CÊutróccñaantend¹ngl−íid¨ngréng • MÆtph¶nx¹ ®Þnhd¹ngbópsãngl métcÆpmÆtcong ë thÓ l−íic¨ngtrªnhaivnhtangtrèngcñamétkhung lmb»ngªp«xygraphitd¨ngréng®−îc,mçimÆtcong ®−îcthiÕtkÕtheométd¹ngs¬ ®å ph−¬ngh−íng® cho.CÊutróch×nhtrèngnynhÑ,hiÖusuÊtbøcx¹ cao, ®é æn®ÞnhnhiÖtvÒkÝchth−íccao,v tû sè “®é cøng ch¾c/trängl−îng” cao. • VÖ tinhThuraya(d¶itÇnL)sö dôngmÆtl−íiph¶nx¹ h×nhparab«lcã φ = 12.25m;VÖ tinhINMARSAT4 còngdïngmÆtl−íiph¶nx¹ φ = 9mchod¶itÇnL. • Trªnc¬ së tèi−uho¸ c¸cantenë d¶itÇnL,ng−êita thiÕtkÕantentrªnvÖ tinhë c¸cd¶iCv Ku 16
105. Antend¹ngl−íid¨ngréng K thu t dùng chung anten cho thu và phát Thôngthưng, mu n th c hi n ñưc c 2 ch c n ăng thu và phát thì ph i có2 anten. ðiu này s gây ra t n kém và s làm cho kích th ưc tr ng l ưng t ăng lên. Tuy nhiên chúng ta có th s dng m t thi t b gi làDuplexerñ s dng chung m t anten cho c thu và phát. Duplexer có th xem nh ư m t switch thu-phát. Duplexer c n ph i th c hi n ñưc các ch c n ăng chính sau: k t n i anten v i ph n phát trong su t quá trình truy n (và ng t k t n i v i ph n thu), kt n i anten v i ph n thu trong su t quá trình nh n (và ng t k t n i v i ph n truy n), và luôn luôn cách ly ph n thu vi ph n phát. Có 3 lo i multiplexer th ưng ñưc s dng 17
106. K thu t dùng chung anten cho thu và phát Duplexer phân nhánh Ưuñim chính là lo i này ñơ n gi n, nh gn và giá thành th p. Nh ưc ñim chính làbăngthônghp (5%) K thu t dùng chung anten cho thu và phát Duplexer cân b ng Lo i này cóưuñim v kh năngl àm ch ñưc công su t vàbăngthông . Nhưc ñim chính là kích th ưc 18
107. K thu t dùng chung anten cho thu và phát Circulator Ferrite Là lo i thông d ng nh t, th ưng ñưc s dng trong các h th ng m i. Nh ư tên g i c a nó, thi t b này có kh năngluân chuy n công su t t cng này sang c ng khác cho phép s dng nónhưmt duplexer. Tuy nhiên do công su t phát có th truy n ng ưc tr li ph n phát cho nên th ưng c u trúc nh ư circulator có 4 c ng. ðiu này có th th c hi n b ng cách dùng 2 circulator 3 c ng ho c circulator d ch pha vi sai, vn có 4 c ng (thưng dùng). K thu t dùng chung anten cho thu và phát Circulator Ferrite Trongtrưng h p này, c n có mt thi t b bo v ph n thu b i vì tùy theo b ăng thông và thi t k , circulator th ưng ch có kh năngc ách ly gi a ph n thu và ph n phát kho ng 10 ñn 20 dB. Giá tr này ch ch p nh n ñưc v i m t s h th ng công su t r t th p. DO ñó ph i có thêm m t b bo v Gi ng nh ư lo i cân b ng, lo i circulators ferrite cóbăng thông r ng và chúng ñang ñưc thu g n d n. Nói chung lo i này cho s cân b ng nh t gi a các y u t : kích th ưc, giá thành, và các ñc tính khác 19
108. K thu t dùng chung anten cho thu và phát KoDSat’s Ground Contact Analysis (6/7) Satellite Attitude - Before contact region, the satellite points its S- band antenna to Nadir direction. - Back to the Sun pointing after the contact region Result - Nice contact region. - Degraded KoDSat power balancing 20
109. KoDSat’s Ground Contact Analysis (5/7) Satellite Attitude - Solar Panel shall see the Sun during Sunlight Result - Due to the antenna beam pattern, the contact consists of two disconnected regions KoDsat’s Ground Contact Analysis (2/7) Satellite Attitude - Solar Panel shall see the Sun during Sunlight Result - Due to the antenna beam pattern, the contact time becomes very short 21
110. H TH NG THÔNG TIN V TINH B
     môn Thông tin vô tuy n ði h c công ngh -ðHQGHN Gi ng viên Th m ðc Ph ươ ng Tel. 0903 229 117 E- Mail: phuongthamduc@yahoo.com Ch ươ ng 7 –ðiu ch vàñatruycp 1. Tín hi u analog 2. Tín hi u s bănggc 3. ðiu ch sFSK , PSK, ñiu ch lai 4. Các ph ươ ng pháp ña truy c p FDMA, TDMA, CDMA 1
111. Tín hi u Analog Tín hi u Analog 2
112. Tín hi u Analog Tín hi u s bănggc 3
113. Tín hi u s bănggc - Modulation Tín hi u s bănggc - Demodulation 4
114. ðiu ch s Khái ni m: tín hi u băng t n g cñưc bi n ñi thành m t tín hi u thích ng v i ñưng truy n ñ có th d dàng ghép kênh và phát truy n qua v tinh. Quá trình x lý bi n ñi tín hi u bên phát g i là “ñiu ch ”. T i ñu thu, b bi n ñi s bi n ñi tín hi u thu thành tín hi u ban ñu (gi i ñiu ch ), vàsauñ ó truy n ñn n ơi nh n. Thông th ưng, t p âm gây ra do ñưng truy n d n, máy phát, máy thu và b bi n ñi làm cho ch t lưng c a tín hi u thu ñưc th p h ơn tín hi u ñã truy n ñi. Các d ng ñiu ch : Ch t lưng ñiu ch Mt h thông tin liên lc cn ph i ñưc thi t k ñ ñt ñưc ch t lưng yêu cu vi s gi i hn ca công su t phát và ñ rng băng tn công tác. Khi ñó hi u su t ñiu ch là quan tr ng. Tiêu chu n quan tr ng nh t ñánh giá ch t lưng ñiu ch là t s tín hi u/t p âm (S/N ñi vi tín hi u tươ ng t và BER ñi vi tín hi u s) trong kênh thông tin S/N (ho c BER) ph thu c vào mt só yu t, quan tr ng hơn c là: –T s sóng mang/t p âm C/N ca kênh thông tin RF ho c ca tín hi u trung tn IF trong máy thu. –Dng ñiu ch tín hi u 5