第章卫星地球站PPT课件

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接收系统噪声分析和品质因素G / T值计算
通常用天线增益对噪声温度比G / T，表 示地球站天线和低噪声放大器的性能，它 与接收机的灵敏度密切相关。参量G是表 示低噪声放大器输入端的接收天线增益， 参量T是接收机内部噪声温度。
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1、通信系统中的噪声
2. 技术限制
比如平台载荷能力、最大发射功率、天线尺寸等
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3.1.3 地球站技术近期发展趋向
关键技术：
回波控制技术； 语音编码和视频压缩技术； 天线技术：控制副瓣电平； 设备小型化：超大规模集成电路（VLSI）技术
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3.1.4 地球站设备一般组成
卫星通信
第3章 卫星地球站
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Note:
卫星地球站
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3.1引言
描述地球站性能的一个最基本参量，是
接收天线增益对噪声温度比 (G/T) （单
位dB/K）值，又称为地球站的品质因素。
它表示一个地球站的接收能力强弱， G /
T值越高就意味着这个地球站的接收能力
越强。因此，根据提供业务和G / T值的
不同，可以按此对地球站进行分类。
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3.1.1 设计考虑
一个地球站的设计主要因素有：
➢ 服务类型：FSS、BSS、MSS
➢ 通信业务类型：电话、数据、电视等
➢ 终端站对基带信号质量的要求
➢ 业务要求
➢ 价格和可靠性
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F2-1
G1
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n个系统噪声温度：
Te Te1 Te2 / G1 Te3 / G1G2 Te n / G1G2 Gn1
n个系统级联时的噪声系数
F F1 (F2 1) / G1 (F3 1) / G1G2
(F n 1) / G1G2 Gn1
定义2 Ts=T0时F=，输PP入oi//N信Ni噪比与=输1+TT出eo 信噪比的比值
所以，Te=（F-1o）To
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放大器级联噪声温度
在M1输出端噪声功率：N1=G1KB(Ts+Te1)
在M2输出端噪声功率：N=N12+N2=G2G1KB(Ts+Te1)+G2KBTe2
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设计过程可以用两个主要步骤来区分
第一步是基于整个系统的要求，由此形 成地球站的基本参量如G/T值、发射功率、 多址联接方案等。
然后，地球站设计师和工程师以最佳的 性能价格比，使设备配置设法达到上述 性能指标。
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理解设计应用中的某些折衷
G / T C / N 0 EIRPS (L p Lm ) k
到天线馈源口的损耗为1dB，则地球站的EIRP值为：
连接线导致损耗的存在

EIRP = 33 + 66.82 – 1 = 98.82 dBW
注：dBW、dBm—绝对的功率值
利用dB计算时，除法变为加法
dBi（相对全向天线）、dBd（相对偶极子天线）—增益相对值（两者相差2.15
dBc—功率相对值
dB—相对值
N=G*Ns+Nn=G*KTsB+Nn=GKB(Ts+Nn/GKB)
=GKB(Ts+Te)
Te=Nn/GKB等效输入噪声温度
此时，对一个有内部噪声的放大器，其输入端总的等效噪声温度为 Te+Ts=T
(2)噪声系数
系统输出噪声功率
定义1 假定输入端的噪声温度为T0，则F=无内部噪声时的输出噪声功率
>1
通信系统中有关噪声的论述是基于白噪 声的噪声形式，它的功率谱密度在很大 的频率范围内是平滑的。
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在电子通信系统中，由噪声源送到匹配
负载的白噪声功率谱密度通常用W / Hz
表示，为:
（双边功率谱密度） N0 / 2 kTS / 2 噪声源输出的噪声功率为 N N0 B
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图3-1 地球站设可备编的辑一般原理性框图
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3.2 地球站射频基本性能
有效全向辐射功率 (EIRP)的定义和计算
如果用PT表示天线馈源口的G输T—入天线功最率大增，益方G向T上是的增发益（射主瓣天）
线增益，则地球站的有效全向辐射功率就是：
EIRP =PTGT 单位：dBW、dBm
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无源器件（双工器、馈线）——通常用功率的损耗L表示其特性 G=1/L。
经此类器件后，载波噪声比发生L倍衰减（载波功率衰减L倍，而噪声功率谱密
4、 度和带宽均无变化）。 无源器件的噪声温度
Co
G
Ci/L
Ci
Te
L* No = Ni
Ts：噪声源等效噪声温度
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2、 放大器的噪声温度和噪声系数
系统噪声温度： 输入噪声源
T TS Te
噪声系数 :
系统内部等效 噪声
F Gk T0 B N n 1 Te
Gk T0 B
T0
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PS：推导过程：
Ns
G、Nn
N
(1)噪声温度
G/T：要求的品质因数 C/No：载波功率/噪声功率谱密度 EIRP：有效全向辐射功率（s：卫星）——卫星上发射功率和天线增益有关 Lp：传播损耗，正比于路径的平方 Lm：设计余量，对抗其余衰减 K：玻尔兹曼常数
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3.1.2 国际规定和技术限制
1. 国际规定
比如频带、功率等限制，不能对地面无线通信造成干扰
之所以称为有效全向辐射功率，是相对于定向天线而言的。
PS：1W的PT提供给定向天线得到的效果相当于采用全向天线时，馈源口采用 ETRP（W）的效果。
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有效全向辐射功率 (EIRP)的定义和计算
例：2kW的高功放和一个20m的卡塞格伦天线，在
天线增益与f有关的
14.25GHz时，它的发射天线增益为66.82dB。高功放
N1经过M2放大 M2内部噪声
=G1G2KB(Ts+Te1+Te2/G1)
整个系统：N=G1G2KB(Ts+Te1+Te2/G1)
G=G1*G2
Te=Te1+Te2/G1
图3-4 用于等效噪声温度分析的级联二端口系统
F==F11+2+02TT0eo/2/18=1+Te1+ToTe2/G1
=TTeo11+ TeG2/1To+