OR_S3_2021

1. Основы радиотехники

Тимошенко Александр
Геннадиевич

2. Энергетика радиолинии

Семинар 3
ЭНЕРГЕТИКА РАДИОЛИНИИ

3. Задача 0

• При самолетной радиосвязи сигнал,
принимаемый от самолёта состоит из
прямого и отраженного лучей.
• Определить максимальные потери в
энергетике радиолинии за счёт мешающего
отраженного луча, если его амплитуда
составляет 70 % от амплитуды прямого луча

4. Прямые волны

Максимальное расстояние прямой видимости
между двумя антеннами зависит от высоты
подвеса каждой антенны.
, км
где R0 – радиус Земли
4

5. Задача 1

• Определить максимальную дальность связи
с самолетом при высоте аэродромной
антенны 15 м, высоте полёта самолёта от 50
м до 10 км
– График дальности связи в зависимости от
высоты полёта

6. Энергетический потенциал радиолинии

Это отношение мощности несущей
сигнала к спектральной плотности шумов
на выходе приемной антенны
Каждая радиолиния состоит из
передающего тракта, канала и приёмного
тракта

7. Потери на распространение в свободном пространстве

ПОТЕРИ НА РАСПРОСТРАНЕНИЕ В
СВОБОДНОМ ПРОСТРАНСТВЕ

8. Потери в свободном пространстве

4 r /
2
• r расстояние между передатчиком и
приемником
• λ длина волны

9. Задачи

Задача 2
• Рассчитать потери в
свободном пространстве для λ=
13 см, на расстоянии 10 и 100
метров
Задача 3
• Вычислить частоту сигнала,
если известно, что на
расстоянии 100 км мощность
сигнала упала на 33 дБ

10. Линии связи пункта с пунктом

• Ослабление в свободном пространстве
между изотропными антеннами,
называемое также основными потерями
передачи в свободном пространстве
(обозначения: Lbf или A0), целесообразно
рассчитывать следующим образом (дБ):
Lbf
4 d
20 log

11.

Lbf
4 d
20 log
• Lbf : основные потери передачи в
свободном пространстве (дБ)
• d: расстояние
• λ: длина волны
– d и λ выражены в одинаковых единицах

12. Ослабление в свободном пространстве

• Lbf = 32,4 + 20 log f + 20 log d
где:
• f : частота (МГц)
• d: расстояние (км)
• Решить задачи 2 и 3
[дБ]

13. Эффективная изотропно излучаемая мощность (ЭИИМ)

ЭФФЕКТИВНАЯ ИЗОТРОПНО
ИЗЛУЧАЕМАЯ МОЩНОСТЬ (ЭИИМ)

14. Эффективная изотропно излучаемая мощность

• Это произведение мощности радиочастотного
сигнала, подводимого к антенне, на
абсолютный коэффициент усиления антенны
РпGп
• Pп - мощность сигнала, подводимая к
передающей антенне
• Gп коэффициент усиления передающей
антенны

15. Задача 4

• Рассчитать коэффициент усиления
передающей антенны WiFi точки доступа,
если выходная мощность установлена на
уровне 100 мВт, а ЭИИМ составляет 25 дБм

16. Формула передачи Фрииса

• мощность, получаемую
одной антенной при идеальных условиях от
другой антенны, находящейся на
определённом расстоянии и передающей
известную мощность

17. Задача 5

• Определить необходимые коэффициенты
усиления приёмной и передающей антенн,
если известно, что WiFi точка доступа,
передающая на частоте 2,4 ГГц формирует
на расстоянии 50 м на приёмнике
мощность равную -100 дБм

18. Шумовая температура

ШУМОВАЯ ТЕМПЕРАТУРА

19. Шумовая температура

Это температура, вызванная излучением окружающей
среды в отсутствие исследуемого источника, и
тепловыми потерями в облучающей системе
Не имеет никакого отношения к физической
температуре системы связи
Используется шумовая температура, приведенная к
выходу приемной антенны

20. Шумовая температура

Т ТА
1 ф
ф
Тф
Т пр
ф
• TА - шумовая температура антенны
• ТФ - 290 К - шумовая температура фидера
• Тпр - шумовая температура собственно
приемника, которую можно принять равной
шумовой температуре МШУ
• ηф - коэффициент передачи фидера (0,95)

21. Космическая связь

• Для космической станции шумы антенны
определяются шумами Земли (ТА=270 К)
• Шумовая температура транзисторных МШУ,
выпускаемых и доступных в настоящее
время:
ТМШУ К
150
100
50
0
4
10
12
20
Частота,
ГГц

22. Задача 6

• Определить необходимую шумовую
температуру арсенид-галлиевых МШУ, если
шумовая температура системы КА-земля
составляет 600 К, 1500 К.

23. Задача 7

• Провести расчёт энергетических потенциалов
радиолинии КА–наземная станция системы
спутниковой связи со стационарным КА, определить
Eb/N0 и тип модуляции при следующих условиях:
– Дальность связи: по варианту
– Частота радиолинии: по варианту
– Коэффициент усиления антенны КА в зоне обслуживания:
25 дБ
– Коэффициент усиления приёмной антенны: 41 дБ
– Мощность передачи: по варианту
– Шумовая температура приёмной схемы: по варианту
– Вероятность ошибки: по варианту
– Скорость передачи информации: 64 кбит/с

24. Что нужно для решения задачи?

Gпр
4 r
h 2 пор R L
PпGп
228,6
Т ртр
2
• h2пор – пороговое отношение энергии одного
принимаемого бита информации к
спектральной плотности шумов на входе
приемного устройства, необходимое для
обеспечения заданного качества
принимаемых цифровых сигналов
• R – скорость передачи информации
• ∆~6÷10 дБ