卫星通信基础知识(五) EIRP G-T值的意义
卫星链路预算初步通俗解析_中_刘军
2010/03/总第92期
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天线噪声大小可以用噪声温度来表 示,定义为:
Pa是在频率带宽Bn范围内,天线 在匹配条件下所接收到(包括本身)的 噪声功率。可见Ta并不是指天线本身的 物理温度,而是指等效噪声温度。如地 面站天线的物理温度可以是300K,但 其Ta却可以是30K。
2.6 噪声系数F 噪声温度的另一种表示方法。任
何吸收损耗都会产生热噪声,导致信号 损失。吸收网络输入端的等效噪声温度 为:
如接收天线用GR来表示,由2.1中 公式得:
Lf即为自由空间损耗。
2.4 等效噪声温度
考虑到卫星通信线路中噪声的多样
性,为便于分析计算,将所有噪声都归 结等效为热噪声来处理,即等效噪声温 度。等效噪声功率PN计算公式同上。
噪声等效带宽总是大于由幅频曲线 定义的-3dB带宽(B-3dB),一般经验 值是噪声带宽等于-3dB带宽的1.12倍。
由上可见,接收天线增益越高、 连接低噪放的波导损耗越低、同时低噪 放的噪声温度越低,G/T值越高,接收 卫星下行信号的载噪比就越高。因此在 卫星信号调制方式及功率已固定的前提 下,如欲提高接收信号质量,要么更换 更大的天线、要么更换噪声温度更低的 低噪放,别无它法。实际操作中一般是 通过更换天线的方法来提高信号质量, 这是由于目前接收站配置的低噪放一般 噪声温度都比较低,差异不大,更换低 噪放不如换大点的天线对接收改善得更 明显。
分配带宽一般采用计算值: Allocated Bandwidth=符号速率×(1+ 滚降系数+0.05)。
如载波获分配的带宽位于转发器 的边沿,保护带宽应考虑减半。
部分用户强调其选用的调制器滚降 系数为0.2或0.25,故其载波分配带宽可 压缩到符号速率的1.25倍或1.3倍,但有 时不被卫星操作者所接受,特别是带宽 较小的载波(如小于1MHz带宽),为 保护其载波少受干扰,滚降系数仍按通 常的0.35计算。
卫星场强与接收天线口径关系解析
卫星场强与接收天线口径关系解析
什幺是卫星场强:(Effective lsotropic Ra-diated Power简称ELRP),它是地球站或卫-星-天-线-发送的功率(P)和天线增益(G)的乘积。
即:ELRP=P*R单位为dBW,卫星通信中ELRP是一项重要的参数,通
俗地说ELRP可以理角为卫星辐射场强,在相同的接收地点,如果ELRP值
越大说明该卫星信号发射功率越强。
一般来说,C波段转发器的ELRP通常
在32~40dBW,接收下行频率在3600~4200MHz之间,地面接收为圆形的正馈天线,天线的口径需100cm以上;而KU波段转发器的EIRP值通常为
42~56dBW,接收下行频率为11600~12750MHz,地面接收为椭圆形偏馈天线遗失声明,天线口径大多不足100cm。
为什幺KU波段的EIRP平均比C波
段的EIRP要高呢?这是由于卫星所处的不同波段的电波频率特点而决定的,C波段服务区要比KU波段的大不少,而且C波段受到雨衰的影响特别明显,接收过KU波段节目的朋友一事实上不会忘记,当遇到大暴雨时,那精肛的节目就会跟你玩“失踪”,待到雨小或不下时,那些“失踪”的节目又能自动“昔日重现”。
如图所示,位于东经92.2的中星九号,在全国范围内的EIRP值为49.2~57.5dBW,覆盖了我国近95%的人口,从场强中心至场强边缘可以采用35~60cm的天线来接收。
EIRP所对应的最小天线口径粗略算法如附表:
需要说明的是,附表所列的天线口径均为正规厂家生产的产品精度高、用。
关于卫星转发器资源的选择解析-基础电子
关于卫星转发器资源的选择解析-基础电子当您计划建设卫星通信网或使用卫星进行业务传输时,您会根据哪些因素选择卫星转发器资源?除了关心租星费用、转发器的EIRP (有效全向辐射功率)、G/T(系统品质因数)和SFD(饱和通量密度)主要技术指标、卫星覆盖范围等之外,您还会考虑其它因素吗?您还需要考虑哪些因素?这些因素中哪些是需要优先考虑的?其实在使用上,没有两段转发器频段是完全相同的。
卫星操作者的管理经验,卫星天线与通信转发器的结构设计,出自邻星、反极化、以及本转发器其他用户的干扰,都可能影响使用效果。
为此,用户在租赁转发器以前,应该尽可能多地了解和比较卫星资源。
1用户需求1.1网络服务范围常用的C波段波束一般设计成覆盖范围较大的半球波束,而Ku 波段波束一般会根据人口密度和经济发展等因素设计成小范围覆盖的区域波束或点波束。
每颗卫星的覆盖范围是一定的,用户需要结合自身业务的需求,选择可以满足卫星网络中所有站点覆盖的卫星。
尤其是专用网络,建议不要追求过大的卫星覆盖区域。
同时,为了节约网络建设成本,方便网络管理,减少卫星链路时延,应首先并重点考虑选择一颗卫星来满足网络内所有站点的覆盖需求,然后才考虑卫星双跳的方式。
1.2工作频段选择通信卫星通常工作于6/4GHz的C频段和14/12GHz的Ku频段。
Ku频段信道资源与C频段的不同点主要在于:服务区小,卫星EIRP 高,同等工作条件下可用较小的天线,高降雨区难免有雨衰中断,卫星信道和地面射频设备的成本较高,与地面干扰和邻星干扰的协调比较简单。
Ku频段的工作频率远高于C频段,Ku天线的增益通常比相同口径的C频段天线高6dB以上。
不少人误认为,这就是Ku频段卫星通信可用小口径天线的原因。
实际上,天线增益与空间传输损耗都与工作频率的平方成正比,Ku频段地面天线增益的提高恰好被传输损耗的增大所抵消。
Ku频段可用小口径接收天线的主要原因在于,Ku频段通信卫星的下行功率谱密度不像C频段那样受到限制,其下行EIRP 通常远高于C频段卫星。
静止通信卫星与转发器参数介绍
静止通信卫星与转发器参数介绍卫星通信的特点以人造通信卫星为中继站的微波中继通信覆盖范围大适用于广播方式通信成本与通信距离无关便于网络快速扩容及站点应急部署不容易查找干扰源通信距离长传输延时长传播损耗大工作频率较高带宽和通信容量较大部分频段存在降雨衰耗建网和使用成本高卫星转发器(带宽资源与功率资源)地球站设备与天线(网管系统)建站施工费用卫星通信的分类业务固定卫星业务(FSS, Fixed Satellite Service)广播卫星业务(BSS, Broadcasting Satellite Service)移动卫星业务(MSS, Mobile Satellite Service)工作频段L频段,1-2GHz,移动通信、声音广播S频段,2-3GHz,移动通信、图像广播C频段,4-6GHz,固定通信、声音广播X频段,7-8GHz,固定通信Ku频段,10-14GHz,固定通信、电视直播Ka频段,17-31GHz,固定通信、移动通信轨道高度低轨(LEO),轨道高度低于5000公里中轨(MEO),轨道高度在5000到20000公里之间高轨(HEO),轨道高度高于20000公里类型形状:圆轨道与椭圆轨道倾角:赤道轨道、倾斜轨道、极轨道对地静止轨道(GEO),轨道高度约为36000公里转发器透明信道星上处理存储转发静止卫星轨道地球的平均半径约为6378公里静止卫星的轨道高度约为35786公里静止卫星轨道在赤道平面上因其运转方向和角速度与地球的自转方向和角速度相同,静止卫星的位置相对地面保持不变从静止卫星看地球,角直径约为17.4度静止卫星的覆盖范围下图采用EquiRectengular投影方式三条绿线分别对应东经105.5度卫星的0度、15度、及30度仰角服务区0度仰角服务区只能覆盖到南北纬大约80度处三颗卫星可以覆盖南北纬70度以下的绝大部分地球表面卫星操作者与其服务区国际合作组织国际卫星组织INTELSAT和INTERSPUTNIK,全球波束、半球波束、区域波束、点波束海事卫星组织INMARSAT,全球波束、陆地及沿海波束国际性的卫星公司INTELSAT的私有化公司NewSkies,部分INTELSAT卫星SES Global、PanAmSat、LoralSkynet等,覆盖陆地及沿海岛屿亚太地区的卫星公司东南亚:Palapa、Telkom与ACeS(印尼)、Shin(ThaiCom,泰国)、MEASAT(马来西亚)、SingTel(新加坡)、Mabuhi(菲律宾),覆盖周边国家及东亚地区印度:InSat,主要覆盖印度日本与韩国:JCSAT等(日本与东亚)、KoreaSat(韩国)澳大利亚:Optus(澳新与东亚地区)中国的卫星公司亚洲卫星(AsiaSat):AsiaSat-2(100.5E,C:亚非欧澳可见大陆及岛屿,Ku:中国),AsiaSat-3S(105.5E,C:亚非欧澳可见大陆及岛屿,Ku:中国、南亚与澳洲),AsiaSat-4(122E,C:亚欧澳可见大陆及岛屿,Ku:中国和澳大利亚,KuBSS:华南地区)亚太卫星(APT): APStar-5(138E,C:中国、东南亚各国及澳洲,Ku:中国及印度), APStar-6(134E,C:中国、东南亚南亚各国及澳洲,Ku:中国), APStar-2R(76.5E,C:亚非欧可见大陆及岛屿,Ku:中国)鑫诺卫星(Sino):SinoSat-1(110.5E,C:中国和东南亚各国,Ku:中国)东方卫星(China Orient):ChinaStar-1(87.5E,C:东亚、东南亚和中亚,Ku:中国和南海)中广卫(ChinaSat):暂时没有在轨商业卫星常用工作频段上行(地对星)频率高,下行(星对地)频率低固定卫星业务的常用工作频段C频段,上行5850-6425MHz,下行3725-4200MHzC扩展频段,上行6425-6725MHz,下行3400-3700MHzKu频段,上行14.0-14.5GHz,下行12.25-12.75GHz(用于中国所在的ITU 3区)广播卫星业务的常用工作频段Ku频段,上行14.5-14.8GHz (用于中国所在的ITU 3区的部分国家),下行11.7-12.2GHz(用于中国所在的ITU 3区)Ka频段,上行17.3-17.8GHz (用于中国所在的ITU 3区)常用极化方式极化方式电磁波辐射的电场矢量方向可按旋转或线性方式变化,两种方式的电磁波分别为圆极化波和线极化波圆极化包含相互正交的左旋和右旋两种极化方式线极化包含相互正交的水平和垂直两种极化方式采用交叉极化频谱复用方式,可以双倍利用频谱资源通信卫星的常用极化方式地区性和国内通信卫星多采用双线极化复用方式国际卫星组织的C频段转发器多采用双圆极化复用方式广播卫星的常用极化方式国际电联分配的电视直播频段采用双圆极化复用方式电视直播频段也可以改用双线极化复用方式频率和极化计划通信卫星的整个工作频段通常被分为多个子频段每个子频段都由一套滤波、变频和放大电路构成独立的传输通道,相关的电路设备被称为通信转发器C 频段转发器的带宽通常为36MHz 或72MHzKu 频段转发器的带宽通常为54MHz 或36MHz通信卫星的频率和极化计划如下图所示通信转发器透明信道方式的通信转发器只对信号作滤波、变频和放大处理(接收天线定向接收上行信号)(低噪声放大器对上行信号进行预放大)输入带通滤波器选择上行信号中的相关频率分量混频器对信号作上行/下行频率转换信道放大器用于调整转发器的增益功率放大器对输出信号作功率放大输出带通滤波器限制带外噪声对相邻转发器的影响(发送天线定向发送下行信号)分贝的概念卫星通信所用的放大倍数和传输损耗等的数值都很大,不便于用真数表示和比较 用以10为底的对数,即贝尔(Bel )表示时,又因单位过大而略感不方便常用单位为分贝(dB ,decibel ),即贝尔的1/10采用对数的另一个好处是,可以将乘除运算简化为加减运算以分贝形式表示的计算单位增益或损耗单位dB, GdB = 10 log10(P1 / P2)GdB = 20 log10(V1 / V2)GdB = 20 log10(I1 / I2),功率单位dBW或dBm,1W = 0dBW,1mW = 0dBm,0dBW = 30dBm带宽单位dBHz,1kHz = 30dBHz,1MHz = 60dBHz天线增益单位dBi、温度单位dBk等传输损耗自由空间的传输损耗Lf= (4πd/λ)2[Lf] = 10lg (4πd/λ)2 = 20lg (4πd/λ)上式中的λ为信号的波长,即光速与信号频率的比值λ = c / f = 3 * 108 / f (m)传输损耗与距离的平方成正比传输损耗与信号频率的平方成正比当传输距离为3万6千公里时,信号频率为4GHz的自由空间传输损耗约为195.6dB信号频率为6GHz的自由空间传输损耗约为199.1dB信号频率为12GHz的自由空间传输损耗约为205.2dB信号频率为14GHz的自由空间传输损耗约为206.5dB面反射天线卫星通信采用定向天线聚集信号能量,克服传输损耗地球站常用抛物面反射天线卫星多采用波束赋型天线天线增益与全向天线相比,定向天线对信号能量的放大倍数天线增益与信号频率的平方成正比抛物面反射天线的增益与天线口径的平方成正比天线方向图天线增益随辐射平面的角坐标而变化的分布图抛物面天线的方向图采用方位和俯仰两个坐标的增益幅值表示赋型天线的方向图可用等值线图表示抛物面天线天线增益与信号频率的平方成正比与天线口径的平方成正比主瓣波束宽度与信号频率成反比与天线口径成反比双边的半功率波束宽度的估算公式为HPBW = (70 to 72) /D天线方向图天线增益随偏轴角的增加而在总体上呈递减趋势方向图可被分为主瓣、第一旁瓣、其他近旁瓣、以及远旁瓣主瓣为圆柱状旁瓣通常为从里到外一圈低于一圈的环柱状赋型天线赋型波束设计的目的使天线的增益分布符合不同服务区的要求赋型波束设计方式单反射面复合馈源方式单馈源赋型反射面方式天线方向图与转发器参数的关系卫星接收天线的方向图与G/T和SFD线性相关卫星发送天线的方向图与EIRP线性相关转发器的主要参数卫星转发器的三个主要参数为G/T、SFD与EIRPG/T和SFD反映卫星接收系统在其服务区内的性能G/T和SFD与卫星接收天线的增益分布线性相关EIRP反映转发器的下行功率EIRP与卫星发送天线的增益分布线性相关卫星天线增益随天线指向与工作频率而变不同地点的转发器参数是不同的同一地点、不同转发器的参数也有差异特定地点的转发器参数可从城市参数表或等值线分布图中查到转发器参数:G/Tfigure of merit,即接收系统的品质因数接收天线增益G与接收系统噪声温度T之比值单位为dB/k计算公式为 G/T = GR – TSGR为卫星天线的接收增益TS为卫星接收系统的噪声温度转发器参数:SFD饱和通量密度,反映卫星转发器对上行功率的需求量当转发器被推到饱和工作点时,上行载波在接收天线口面所达到的通量密度单位为dBW/m2与G/T的关系为SFD = constant + attn – G/Tconstant为反映转发器增益的计算常数数值多在-100与-90之间constant越小,转发器的增益就越高attn为转发器的增益调整量可被地面遥控改变,用于调整SFD的灵敏度用户在作链路计算时,应向卫星公司了解相关转发器attn的当前设置值,并且据此对原由图表提供的SFD数据作修正转发器参数:EIRP卫星转发器在指定方向上的辐射功率单位为dBW为天线增益与功放输出功率之对数和计算公式为 EIRP = P – Loss + GTP为放大器的输出功率Loss为功放输出端与天线馈源之间的馈线损耗G为卫星天线的发送增益TC与Ku频段转发器参数比较C频段转发器的服务区大,通常覆盖几乎所有的可见陆地EIRP通常为36到42dBW,G/T通常为-5到+1dB/k地面天线的口径一般不小于1.8米电波传输通常不受气候条件的影响适用于可靠性较高的业务、以及远距离的国际或洲际业务Ku频段转发器的服务区小,通常只覆盖一个大国或数个小国EIRP通常为44到56dBW,G/T通常为-2到+8dB/k地面天线口径可以小于1米电波传输容易受降雨等气候条件的影响适用于站点较多、建网条件较差的国内业务输入输出关系曲线卫星转发器通常采用行波管功率放大器行波管放大器是一种非线性放大器放大器输入功率与输出功率的关系可由I/O关系曲线表示纵坐标为输出功率,横坐标为输入功率曲线的顶点对应于放大器的饱和功率,即最大功率左侧为线性段,其最高点为线性点线性点越接近于饱和点,放大器的线性越好,多载波条件下的最大输出功率越高输入回退与输出回退I/O关系曲线以饱和功率,即曲线的顶点所对应的最大功率为参考点输出回退OPBO(Output Back-off)饱和输出功率与曲线上某个工作点的实际输出功率之差值为该功率点的值输入回退IPBO(Input Back-off)饱和输入功率与某个实际输入功率的差值为该功率点的值线性功率与线性回退转发器在多载波工作时,将产生互调分量,降低工作性能所有载波的总功率应该不高于转发器的线性功率点,以使转发器处在线性工作条件下线性功率点的OPBO与IPBO分别为转发器的线性OPBO与IPBO转发器的线性OPBO越低,转发器在多载波条件下的总输出功率就越高在转发器中加装线性器,可以降低转发器的线性OPBO不装线性器的转发器线性OPBO通常为4.5dB装有线性器的转发器线性OPBO通常为3dB后者的载波分配功率可比前者高1.5dB用户载波的功率分配功率和带宽同为转发器的重要资源用户所分配到的载波功率通常与其租用带宽相平衡载波的下行EIRPC 为转发器饱和EIRPSat与载波OPBOC之差当载波在转发器中的功率占用率与带宽占用率相平衡时OPBOC = OPBOSat+ 10 lg (BWXpd/ BWC)式中OPBOSat为转发器的线性OPBOBWXpd 和BWC分别为转发器带宽和载波租用带宽上式表明转发器的线性OPBO越低,载波EIRP越高载波带宽越宽,载波EIRP越高转发器带宽越宽,载波EIRP越低轨道位置与干扰协调由于轨位和频谱资源的条件限制,卫星操作者只有在与相邻卫星完成干扰协调后,才能使用已向国际电联申报的卫星轨位为了减轻对邻星载波的干扰,卫星公司可能已在邻星协调中作出承诺,限制本系统内的上、下行天线口径和载波功率谱密度,从而使转发器不能在实际使用中充分发挥其设计性能当同频段同服务区的邻星系统有小口径上行天线、或者本系统有小口径接收天线时,如果对来自邻星的上行和下行干扰估计不足,也将降低转发器的载波干扰比,从而使实际使用中的系统余量低于链路估算值地面天线仰角对通信链路的影响地面天线的仰角极低时,地面热噪声将进入天线的近旁瓣甚至主瓣,从而提高天线噪声温度,降低地面系统的G/T值天线仰角低,从地球站到卫星的传输距离长,载波的自由空间损耗也较大仰角低时,载波穿越降雨区的距离也较长,Ku频段载波在降雨时所受的衰耗和噪声增量将相应增大上述因素都可能抵消掉部分的转发器EIRP。
卫星通信知识点总结
卫星通信知识点总结一、卫星通信系统概述卫星通信是通过人造卫星作为中继器进行通信的一种通信方式,其优点是覆盖范围广,通信距离远,适用于远距离通信和偏远地区通信。
卫星通信系统由地面站、卫星和用户终端组成,地面站与用户终端间通过卫星进行数据传输。
二、卫星通信工作原理卫星通信系统工作原理主要包括地面站的发送和接收过程、卫星的中继传输过程、用户终端的接收和发送过程。
地面站发送的信号经过卫星中继后到达指定的用户终端,用户终端发送的信号也通过卫星中继后到达地面站。
三、卫星通信系统的分类卫星通信系统主要分为地球静止轨道通信卫星系统(GEO)、中低轨卫星通信系统(LEO/MEO)和其他非地球轨道卫星系统。
GEO卫星通信系统主要应用于广播电视、互联网接入等广泛覆盖通信需求,而LEO/MEO卫星通信系统主要应用于移动通信、数据传输等特定领域。
四、卫星通信系统的关键技术1. 卫星轨道技术卫星轨道技术是卫星通信系统设计的基础,根据通信需求选择合适的卫星轨道,包括地球静止轨道(GEO)、中低轨轨道(LEO/MEO)等。
2. 卫星天线技术卫星天线技术涉及卫星天线的设计、优化和部署,包括指向性天线、平面天线、阵列天线等不同类型,以满足不同的通信需求。
3. 卫星通信链接技术卫星通信链接技术主要包括上行链路、中继链路和下行链路,涉及调制解调、多址接入、信道编解码等关键技术。
4. 卫星通信网络技术卫星通信网络技术包括卫星网的设计、优化和管理,通过地面站和用户终端间的通信连接,在实现卫星覆盖范围内的各种通信需求。
5. 卫星通信安全技术卫星通信安全技术主要包括数据加密、用户认证、通信链路保护等技术,保障卫星通信系统的安全可靠运行。
五、卫星通信系统的应用卫星通信系统广泛应用于广播电视、军事通信、航空航天、海洋监测、移动通信、救援通信等领域,为人类的通信需求提供了便利。
总结:卫星通信系统是一种重要的通信方式,其应用范围广泛,技术含量高,对于地理位置偏僻,通信需求大的地区尤为重要。
卫星通信的基础知识
卫星通信的基础知识1.卫星通信的基本概念与特点定义:卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站,转发或反射无线电波,在两个或多个地球东站之间展开的通信。
卫星通信又就是宇宙无线电通信形式之一,而宇宙(1)宇宙站与地球站之间的通信;(直接通信)(2(3)通过宇宙站留言或散射而展开的地球站间的通信。
(间接通信)第三种通信方式通常称作卫星通信,当卫星为恒定卫星时称作恒定卫星通信。
大多数通信卫星就是地球同步卫星(恒定卫星:轨道在一定高度时卫星与地球相对恒定)。
恒定卫星就是指卫星的运转轨道在赤道平面内。
轨道距地面高度约为35800km(为直观确保安全,经常表示36000km)。
静止卫星通信的特点(1a通信距离远,且费用与通信距离毫无关系(只要在卫星波束范围内两站之间的传输与距离毫无关系)b覆盖面积大(三颗卫星即可覆盖所有地方),可进行多址通信(一发多收)c通信频带宽(带宽为500md信号传输质量低,通信线路平衡可信e建立通信电路灵活、机动性好(只要卫星覆盖到,均可建立地面站进行通信)f可自发自收进行监测(2a恒定卫星的升空与控制技术比较复杂(所以国内搞卫星升空的很少)。
b地球的两极地区为通信盲区(轨道与赤道平行,切线方向下来无法到达两c存有星蚀(卫星在地球和太阳之间)和日凌(地球在太阳和卫星之间)中断——(现今可通过处理缩短这种现象)d存有很大的信号传输时延(升空和拒绝接受时间)和脉冲阻碍。
2.卫星通信系统的共同组成(1通常卫星通信系统是由地球站、通信卫星(前两个为主要组成,负责卫星收发)、跟踪遥测及指令系统和监控管理系统(后两个提供辅助功能,监测卫星、姿态调整等)4大部分组成的,如图所示。
两个地球东站通过通信卫星展开通信的卫星通信线路的共同组成如图所示,就是由发端地球站,上、下行无线传输路径和收端地球站组成的。
3.卫星通信地球东站设备一般来说,对地球站应有以下几方面的要求。
①传送的信号应当就是宽频拎、平衡、大功率的信号,能够发送由卫星留言器转发来的微弱信号(可通过放大解调处理)。
卫星转发器的三个主要参数为:G_T SFD与EIRP
卫星转发器的三个主要参数为:G_T SFD与EIRP 卫星转发器的三个主要参数为G/T、SFD与EIRP。
G/T和SFD反映卫星接收系统在其服务区内的性能,它们与卫星接收天线的增益分布线性相关。
EIRP反映转发器的下行功率,它与卫星发送天线的增益分布线性相关。
卫星天线增益G随天线指向与工作频率而变。
因此,转发器参数随服务区内的不同地点而变,同一地点的不同转发器参数也有差异。
特定地点的转发器参数可从城市参数列表或等值线分布图中查到。
G/TG/T为接收系统的品质因数(figure of merit),单位为dB/k。
G/T值是反映地面站接收系统的一项重要技术性能指标。
其中G为接收天线增益,T为表示接收系统噪声性能的等效噪声温度。
G/T 值越大,说明地面站接收系统的性能越好。
目前,国际上把G/T≥35dB/K的地面站定为A型标准站,把G/T≥31.7dB/K的站定为B型标准站,而把G/T<31.7dB/K的站称为非标准站。
G/T的计算公式为:G/T = G R– T S式中的G R为卫星天线的接收增益,T S为卫星接收系统的噪声温度。
SFDSFD为饱和通量密度。
当转发器被推到饱和工作点时,上行载波在接收天线口面所达到的通量密度。
它反映卫星转发器对上行功率的需求量,单位为dBW/m2。
SFD与G/T的关系为SFD = constant + attn – G/T式中的constant为反映转发器增益的计算常数,其数值多在-100与-90之间,constant越小,转发器的增益就越高;attn为转发器的增益调整量,它可由地面遥控改变,用于调整SFD的灵敏度。
用户在作链路计算时,应向卫星公司了解相关转发器attn的当前设置值,并且据此对从图表查到的SFD数据作修正。
EIRPEIRP(Effective Isotropic Radiated Power)有效全向辐射功率。
EIRP也称为等效全向辐射功率,它的定义是地球站或卫星的天线发送出的功率(P)和该天线增益(G)的乘积,即:EIRP=P*G如果用dB计算,则为EIRP(dBW) = P(dBW) + G(dBW)EIRP表示了发送功率和天线增益的联合效果。
卫星基础知识
卫星基础知识1、dB、dBc、dBi、dBd、dBw、dBm之间的区别1.1、dBdB是一个表征相对值的值,纯粹的比值,只表示两个量的相对大小关系,没有单位,当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时,按下面计算公式:10log(甲功率/乙功率),如果采用两者的电压比计算,要用20log(甲电压/乙电压)。
[例1] 甲功率比乙功率大一倍,那么10lg(甲功率/乙功率)=10lg2=3dB。
也就是说,甲的功率比乙的功率大 3 dB。
反之,如果甲的功率是乙的功率的一半,则甲的功率比乙的功率小3 dB。
1.2、dBi 和dBddBi和dBd是表示天线功率增益的量,两者都是一个相对值,但参考基准不一样。
dBi 的参考基准为全方向性天线,dBd的参考基准为偶极子,所以两者略有不同。
一般认为,表示同一个增益,用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2.15。
[例2] 对于一面增益为16dBd的天线,其增益折算成单位为dBi时,则为18.15dBi(一般忽略小数位,为18dBi)。
[例3] 0dBd=2.15dBi。
1.3、dBcdBc也是一个表示功率相对值的单位,与dB的计算方法完全一样。
一般来说,dBc 是相对于载波(Carrier)功率而言,在许多情况下,用来度量与载波功率的相对值,如用来度量干扰(同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等)以及耦合、杂散等的相对量值。
在采用dBc的地方,原则上也可以使用dB替代。
1.4、dBmdBm是一个表示功率绝对值的值(也可以认为是以1mW功率为基准的一个比值),计算公式为:10log(功率值/1mw)。
[例4] 如果功率P为1mw,折算为dBm后为0dBm。
[例5] 对于40W的功率,按dBm单位进行折算后的值应为: 10log(40W/1mw)=10log (40000)=10log4+10log10000=46dBm。
1.5、dBw与dBm一样,dBw是一个表示功率绝对值的单位(也可以认为是以1W功率为基准的一个比值),计算公式为:10log(功率值/1w)。
常用卫星通信天线介绍
常用卫星通信天线介绍天线是卫星通信系统的重要组成部分,是地球站射频信号的输入和输出通道,天线系统性能的优劣影响整个通信系统的性能。
地球站与卫星之间的距离遥远,为保证信号的有效传输,大多数地球站采用反射面型天线。
反射面型天线的特点是方向性好,增益高,便于电波的远距离传输。
反射面的分类方法很多,按反射面的数量可分为双反射面天线和单反射面天线;按馈电方式分为正馈天线和偏馈天线;按频段可分为单频段天线和多频段天线;按反射面的形状分为平板天线和抛物面天线等。
下文对一些常用的天线作简单介绍。
1.抛物面天线抛物面天线是一种单反射面型天线,利用轴对称的旋转抛物面作为主反射面,将馈源置于抛物面的焦点F上,馈源通常采用喇叭天线或喇叭天线阵列,如图1所示。
发射时信号从馈源向抛物面辐射,经抛物面反射后向空中辐射。
由于馈源位于抛物面的焦点上,电波经抛物面反射后,沿抛物面法向平行辐射。
接收时,经反射面反射后,电波汇聚到馈源,馈源可接收到最大信号能量。
图1 抛物面天线抛物面天线的优点是结构简单,较双反射面天线便于装配。
缺点是天线噪声温度较高;由于采用前馈,会对信号造成一定的遮挡;使用大功率功放时,功放重量带来的结构不稳定性必须被考虑。
2.卡塞格伦天线卡塞格伦天线是一种双反射面天线,它由两个发射面和一个馈源组成,如图2所示。
主反射面是一个旋转抛物面,副反射面为旋转双曲面,馈源置于旋转双曲面的实焦点F1上,抛物面的焦点与旋转双曲面的焦点重合,即都位于F2点。
从从馈源辐射出来的电磁波被副反射面反射向主反射面,在主反射面上再次被反射。
由于主反射面的焦点与副反射面的焦点重合,经主副反射面的两次反射后,电波平行于抛物面法向方向定向辐射。
对经典的卡塞格伦天线来说,副反射面的存在遮挡了一部分能量,使得天线的效率降低,能量分布不均匀,必须进行修正。
修正型卡塞格伦天线通过天线面修正后,天线效率可提高到0.7—0.75,而且能量分布均匀。
目前,大多数地球站采用的都是修正型卡塞格伦天线。
天线eirp计算公式
天线eirp计算公式好的,以下是为您生成的文章:咱今天来聊聊天线 EIRP 计算公式这个事儿。
先给您说个我之前遇到的真事儿。
有一次我去参加一个无线电爱好者的聚会,大家都在热烈地讨论各种技术问题。
这时候,有人提到了天线 EIRP 计算公式,结果好多人都有点迷糊,包括我。
那到底啥是天线 EIRP 呢?EIRP 全称是 Equivalent Isotropically Radiated Power,翻译成中文就是等效全向辐射功率。
简单说,它就是用来衡量天线发送信号强度的一个重要指标。
那这计算公式是啥样的呢?EIRP = P t × G t ,这里的 P t 表示发射机的输出功率,G t 表示发射天线的增益。
比如说,咱有个发射机,输出功率是 10 瓦,也就是 10000 毫瓦,然后发射天线的增益是 10 分贝。
那先把分贝换算成倍数,10 分贝对应的增益倍数大概是 10 倍。
所以天线的增益 G t 就是 10 。
那 EIRP 就等于 10000 毫瓦乘以 10,也就是 100000 毫瓦,换算一下就是 100 瓦。
您看,通过这个公式,就能清楚地知道天线发送信号的强度到底有多大啦。
再举个例子,假如发射机功率是 50 瓦,天线增益是 8 分贝,8 分贝对应的增益倍数大概是 6.3 左右。
那 EIRP 就是 50×1000×6.3 = 315000毫瓦,约 315 瓦。
这计算公式在实际应用中可太重要了。
就像我们平时用的手机信号,基站的天线 EIRP 要是没算好,那信号可能就时好时坏,咱们打电话、上网都得受影响。
还有在卫星通信里,要是卫星天线的 EIRP 计算不准确,那信号传回来可能就不清楚,电视画面卡顿、数据传输错误,那可就麻烦大了。
所以啊,搞清楚这个天线 EIRP 计算公式,真的能帮我们解决好多实际问题。
总之,天线 EIRP 计算公式虽然看起来有点复杂,但只要咱多琢磨琢磨,多结合实际例子,就能轻松掌握,让它为我们的通信生活服务。
eirp等效辐射功率
eirp等效辐射功率eirp(等效辐射功率)是指射频系统中由天线辐射的电磁信号的功率。
在射频通信领域中,eirp是评估天线性能和传输距离的一项重要指标。
本文将详细介绍eirp的定义、计算公式、应用以及与其他参数的关系。
首先,eirp的定义如下:eirp是接收天线辐射功率和天线增益之间的乘积,表示天线辐射信号在发射过程中的增益。
eirp可以被认为是在与参考天线相比较时,发射天线在一个给定方向上的辐射功率。
因此,eirp的单位通常是以dBm为单位。
eirp的计算公式如下:EIRP = Transmit Power + Antenna Gain - Transmission Line Loss其中,Transmit Power表示发射功率,以dBm为单位;Antenna Gain表示天线增益,以dBi为单位;Transmission Line Loss表示信号传输线路的损耗,以dB为单位。
通过计算这些参数的总和,我们可以得到eirp值。
eirp的应用广泛,涵盖各种射频通信和无线电系统。
在无线通信领域,eirp是评估和比较不同无线设备(如无线路由器、基站、无线电等)传输功率的重要指标。
eirp的高低直接影响信号的传输范围和质量,因此是评估系统性能的关键指标之一。
在无线电通信中,eirp还被广泛应用于计算无线电信号的覆盖范围。
高eirp值表示更强的信号强度,可以有效地增加无线通信的范围。
因此,在无线电通信系统的规划和设计中,通过合理调整eirp值,可以实现更好的信号覆盖和通信质量。
此外,eirp还与其他参数有一定的关系。
例如,eirp和发射天线高度之间存在着反比关系。
在同等条件下,发射天线高度越高,eirp值越小。
这是因为发射天线高度越高,信号传播的覆盖范围越广,不需要过高的eirp来达到相同的通信距离。
另外,eirp还与天线增益之间存在直接关系。
如果天线增益增加,eirp值也会相应增加。
这是因为天线增益的提高实际上是在特定方向上提高辐射功率密度,从而增加了eirp值。
卫星通信基础知识(五) EIRP G-T值的意义
卫星通信基础知识(五)EIRP值,G/T值的意义在卫星通信中常常看到EIRP、G/T 他们是什么意思呢EIRPEIRP(Effective Isotropic Radiated Power) 有效全向辐射功率EIRP也称为等效全向辐射功率,它的定义是地球站或卫星的天线发送出的功率(P)和该天线增益(G)的乘积,即:EIRP=P*G如果用dB计算,则为EIRP(dBW) = P(dBW) + G(dBW)EIRP表示了发送功率和天线增益的联合效果。
EIRP是卫星通信和无线网络中的一种重要参数。
有效全向辐射功率EIRP为卫星转发器在指定方向上的辐射功率。
它为天线增益与功放输出功率之对数和,单位为dBW。
EIRP的计算公式为EIRP = P – Loss + G式中的P为放大器的输出功率,Loss为功放输出端与天线馈源之间的馈线损耗,G为卫星天线的发送增益。
通过对比同一颗通信卫星的C频段EIRP分布图和Ku频段EIRP分布图可知,C频段转发器的服务区大,通常覆盖几乎所有的可见陆地,适用于远距离的国际或洲际业务;Ku频段转发器的服务区小,通常只覆盖一个大国或数个小国,只适用于国内业务。
C频段转发器的EIRP通常为36到42dBW,G/T 通常为-5到+1dB/k,地面天线的口径一般不小于米;Ku频段转发器的EIRP通常为44到56dBW,G/T 通常为-2到+8dB/k,地面天线口径有可能小于1米。
另一方面,C频段因为电波传播通常不受气候条件的影响,适用于可靠性较高的业务;Ku频段转发器则因电波传播可能遭受降雨衰耗的影响,只适用于建网条件较差、天线尺寸和成本受限的业务。
下表是亚洲卫星公司四颗卫星的最大EIRP、G/T值G/T地面站性能指数G/T值是反映地面站接收系统的一项重要技术性能指标。
其中G为接收天线增益,T为表示接收系统噪声性能的等效噪声温度。
G/T值越大,说明地面站接收系统的性能越好。
目前,国际上把G/T≥35dB/K的地面站定为A型标准站,把G/T≥K的站定为B型标准站,而把G/T<K 的站称为非标准站。
EIRPERP(有效辐射功率)基本概念
EIRPERP(有效辐射功率)基本概念Q5dBi :用点源天线( i )作为标准天线计算出的天线增益dBd :用半波振子天线(d)作为标准天线计算出的天线增益dBi和dBd是考征增益的值(功率增益),两者都是一个相对值,但参考基准不一样。
dBi的参考基准为全方向性天线,dBd的参考基准为偶极子,所以两者略有不同。
一般认为,表示同一个增益,用dBi 表示出来比用dBd表示出来要大2. 15。
首先,dB是一个纯计数单位:dB = 10logX。
dB的意义其实再简单不过了,就是把一个很大(后面跟一长串0的)或者很小(前面有一长串0的)的数比较简短地表示出来。
如:X = 1000000000000000(多少个了?)= 10logX = 150dBiX = 0.000000000000001 = 10logX = -150dB再来加深下理解:dB在缺省情况下总是定义功率单位,以 10log 为计。
当然某些情况下可以用信号强度(Amplitude)来描述功和功率,这时候就用20log 为计。
不管是控制领域还是信号处理领域都是这样。
比如有时候大家可以看到 dBmV 的表达当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时,按下面计算公式:10lg(甲功率/乙功率)例:甲功率比乙功率大一倍,那么10lg(甲功率/乙功率)=10lg2=3dB。
也就是说,甲的功率比乙的功率大3dB。
例:7/8 英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为3.9dB。
例:如果甲的功率为46dBm,乙的功率为40dBm,则可以说,甲比乙大6dB。
例:如果甲天线为12dBd,乙天线为14dBd,可以说甲比乙小2dB。
dBm 定义的是miliwatt。
dBm是一个考征功率绝对值的值,计算公式为:10lgP(功率值:1mw)。
例:如果发射功率P为1mw,折算为dBm后为0dBm, 即0 dBm = 10log1 mw例: 对于40W的功率,按dBm单位进行折算后的值应为:10lg(40W/1mw)=10lg(40000)=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。
eirp计算公式
eirp计算公式EIRP(EquivalentIsotropicallyRadiatedPower)是指等效全向辐射功率,它是一种用来衡量无线电信号发射功率的指标。
在无线电通信中,发射功率是一个非常重要的参数,因为它直接影响到无线电信号的传输距离和质量。
在实际应用中,我们通常会根据设备的特性和要求来确定发射功率,然后使用EIRP来评估信号的强度和覆盖范围。
EIRP的计算公式如下:EIRP = PT + Gt - Lc其中PT是发射功率,Gt是发射天线的增益,Lc是传输线和连接器的损耗。
这个公式的意义是,EIRP等于发射功率加上发射天线的增益,再减去传输线和连接器的损耗。
这个公式的单位是dBm,也就是以毫瓦为单位的对数值。
在实际应用中,我们通常会用EIRP来评估无线电信号的强度和覆盖范围。
例如,在无线电通信中,我们可以使用EIRP来计算发射器和接收器之间的距离。
如果我们知道一个设备的发射功率,发射天线的增益和传输线和连接器的损耗,我们就可以使用EIRP计算公式来计算其EIRP值。
这个值可以告诉我们无线电信号的强度和覆盖范围,从而帮助我们更好地设计和优化无线电网络。
另外,EIRP还可以用来评估无线电设备的合法性。
在一些国家和地区,无线电设备的发射功率是有限制的,因为过高的发射功率会对其他无线电设备和人体健康造成危害。
在这种情况下,我们可以使用EIRP来评估设备是否符合法规要求。
如果一个设备的EIRP超过了法规规定的限制,那么它就是不合法的。
总之,EIRP是一种非常重要的无线电信号参数,它可以用来评估无线电信号的强度和覆盖范围,以及评估无线电设备的合法性。
在实际应用中,我们需要根据设备的特性和要求来确定发射功率,然后使用EIRP来评估信号的强度和覆盖范围。
同时,我们也需要注意国家和地区对无线电设备发射功率的法规要求,以确保设备的合法性和安全性。
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卫星通信基础知识(五)EIRP值,G/T值的意义
在卫星通信中常常看到 EIRP、G/T 他们是什么意思呢?
EIRP
EIRP(Effective Isotropic Radiated Power) 有效全向辐射功率
EIRP也称为等效全向辐射功率,它的定义是地球站或卫星的天线发送出的功率(P)和该天线增益(G)的乘积,即:
EIRP=P*G
如果用dB计算,则为
EIRP(dBW) = P(dBW) + G(dBW)
EIRP表示了发送功率和天线增益的联合效果。
EIRP是卫星通信和无线网络中的一种重要参数。
有效全向辐射功率EIRP为卫星转发器在指定方向上的辐射功率.它为天线增益与功放输出功率之对数和,单位为dBW。
EIRP的计算公式为 EIRP = P – Loss + G式中的P为放大器的输出功率,Loss为功放输出端与天线馈源之间的馈线损耗,G为卫星天线的发送增益.
通过对比同一颗通信卫星的C频段EIRP分布图和Ku频段EIRP分布图可知,C频段转发器的服务区大,通常覆盖几乎所有的可见陆地,适用于远距离的国际或洲际业务;Ku频段转发器的服务区小,通常只覆盖一个大国或数个小国,只适用于国内业务。
C频段转发器的EIRP通常为36到42dBW,G/T 通常为—5到+1dB/k,地面天线的口径一般不小于1.8米;Ku频段转发器的EIRP通常为44到56dBW,G/T 通常为—2到+8dB/k,地面天线口径有可能小于1米。
另一方面,C频段因为电波传播通常不受气候条件的影响,适用于可靠性较高的业务;Ku频段转发器则因电波传播可能遭受降雨衰耗的影响,只适用于建网条件较差、天线尺寸和成本受限的业务。
下表是亚洲卫星公司四颗卫星的最大EIRP、G/T值
G/T
地面站性能指数G/T值是反映地面站接收系统的一项重要技术性能指标。
其中G为接收天线增益,T为表示接收系统噪声性能的等效噪声温度。
G/T值越大,说明地面站接收系统的性能越好。
目前,国际上把G/T≥35dB/K的地面站定为A型标准站,把G/T≥31.7dB/K的站定为B型标准站,而把G/T<31。
7dB/K的站称为非标准站.。