Trạm Vệ Tinh Không Gian t5(1-3) (1)

- Nhóm 31,Đào Đức Tâm2,Nguyễn Quốc Huy3,Lê Mạnh Cường4,Lã Xuân Chuyên5,Lê Quang Đạt6,Hà Văn Toản Mục LụcI) Tổng quan về trạm không gianII) Các phân hệ trong trạm vệ tinh không gianIII) Cấu trúc thành phần bộ phát đápIV)Phân hệ AntenV) Kết nối giữa trạm điều khiển mặt đất với trạm không gian I) Tổng quan về trạm vệ tinh không gian:1.
- Cấu trúc hệ thống TTVT:- Mặt đất: Gồm các trạm thu phát tín hiệu thông tin cầntrao đổi và phát các tín hiệu chuẩn duy trì sựđồng bộ cho toàn hệ thống.- Không gian: +Vệ tinh thông tin: vai trò là trạm chuyển tiếptín hiệu .
- +Trạm điều khiển: kết hợp với vệ tinh duy trìsự chuyển động của vệ tinh trên quỹ đạo.3.
- Đặc điểm của thông tin vệ tinh: Thông tin vệ tinh đã trở thành phương tiện thông tin rất phổ biến đa dạng.
- Nó thể hiện từ các chảo anten truyền hình gia đình cho đến các hệ thống thông tin toàn cầu truyền các khối lượng số liệu và lưu lượng thoại lớn cùng các chương trình truyền hình.+ Ưu điểm:- Khắc phục được các yếu tố về địa hình, có thể đảm bảo thiết lập địa hình tới các vùng có địa hình phức tạp mà các lọai hình thông tin khác không thực hiện được.- Thông tin vệ tinh có độ tin cậy và độ ổn định cao, chất lượng tốt, ít phụ thuộc vào thời tiết và đảm bảo được việc truyền dẫn thông tin với tốc độ cao băng thông rộng (106bps.
- Tính linh hoạt cao, do hệ thống liên lạc vệ tinh được được thiết lập rất nhanh chóng và có thể thay đổi rất linh hoạt tùy theo yêu cầu sử dụng.- Giá thành liên lạc qua đường truyền vệ tinh là không phụ thuộc vào cự li liên lạc.
- Điều này thực sự có lợi khi thiết lập đường truyền quốc tế đặc biệt là đối với hệ thống thông tin di động vệ tinh khi thực hiện chuyển vùng quốc tế.- Đa dịch vụ: truyền hình, thoại, định vị GPS…+ Nhược điểm:- Sự suy hao tín hiệu rất lớn:- Độ suy hao: LFS(d, λ).
- Không gian tự do độ suy hao: ~200÷230(dB)- Trễ tín hiệu lớn: lý tưởng 0.25÷0.5(s).
- Tùy theo cấu trúc mạng của hệ thống có thể là 1÷2 bước nhảy vệ tinh (trạm phát → vệ tinh → trạm thu)- Một số băng tần con trong hệ thống thông tin vệ tinh bị ảnh hưởng mạnh bởi mưa.- Thời gian làm việc tương đối ngắn (7-10 năm.
- Đặc biệt là các bộ phận trên vệ tinh thông tin.4.
- Trạm vệ tinh không giana) Chức năng:- Hệ thống vệ tinh được phóng lên quỹ đạo để thực hiện nhiều nhiệm vụ nghiên cứu khác nhau.- Vệ tinh vũ trụ dùng để quan sát các hành tinh xa xôi, thiên hà và các vật thể khác ngoài vũ trụ.
- Vệ tinh quan sát Trái Đất là các vệ tinh được thiết kế đặc biệt để quan sát Trái Đất từ quỹ đạo, kiểm tra môi trường, thời tiết và thiết lập bản đồ.- Các vệ tinh thông tin nhân tạo được đưa vào không gian để phục vụ cho các hoạt động viễn thông trên Trái Đất.- Ứng dụng trong hoạt động trinh sát, vệ tinh quan sát Trái Đất sẽ được triển khai cho các ứng dụng quân sự hay tình báo.- Ngoài ra, vai trò của vệ tinh còn được thể hiện trong các hoạt động nghiên cứu định vị toàn cầu hay điều hướng, cung cấp thông tin khoa học, hỗ trợ nông nghiệp...b)Thành phần.
- Vệ tinh: vai trò là trạm chuyển tiếp tín hiệu, làmchức năng của một trạm lặp (repeater.
- Trạm điều khiển kết hợp với vệ tinh duy trì sựchuyển động của vệ tinh trên quỹ đạo.C) Sơ đồ khối tổng quát của trạm vệ tinh không gian.+ Trạm vệ tinh bao gồm 1 phần tải trọng (payload)và 1 phần nền (platform.
- Các phân hệ trạm vệ tinh không gian: Để mô tả cấu trúc cũng như hoạt động của 1vệ tinh, người ta đã chia hệ thống vệ tinh thànhcác phân hệ không gian.
- Trong phân hệ khônggian đó, ta chia ra thành các phân hệ nhỏ hơnbao gồm phân hệ thông tin (Payload) và cácphân hệ phụ trợ cho phân hệ thông tin.Trong đóphân hệ thông tin gồm hệ thống anten thu phátvà tất cả các thiết bị điện tử hỗ trợ truyền dẫn cácsóng mang.1.1 Phân hệ thông tin- Nhiệm vụ: Phân hệ thông tin là phân hệ đóng vai trò quan trọngtrong việc thực hiện thực hiện chuyển tiếp thông tin giữacác trạm mặt đất với nhau.Nó đóng vai trò như 1 trạmtrung gian giữa các trạm mặt đất ở khoảng cách xa.- Chức năng.
- Thu các tín hiệu vô tuyến ở băng tần và phân cực chotrước của các trạm mặt đất trong mạng có liên quan.
- Cáctrạm này phải nằm trong vùng phủ sóng của vệ tinh vớimột góc quy định, góc này phụ thuộc độ rộng búp sónganten.
- Khuyếch đại các tần số thu được do mức tín hiệu màanten thu nhận được chỉ vài chục picowat (pW.
- Biến đổi tần số sóng mang thu ở đường lên thành tần số phát trở lại mặt đất ở đường xuống.
- Thường tần số thu đường lên lớn hơn tần số phát đường xuống.
- Ví dụ băng C thu 6 GHz, phát 4 GHz, còn băng Ku là 14 GHz và 11 GHz- Bảo đảm mức công suất phát xuống trong băng tần quy định từ anten phát trong khoảng vài chục đến vài trăm Wat.- Phát tín hiệu vô tuyến trong băng tần và loại phân cực đã cho xuống vùng phủ sóng yêu cầu trên mặt đất1.2 Các phân hệ phụ trợ: Phân hệ phụ trợ có nhiệm vụ đảm bảo cho vệtinh có thể hoạt động bình thường cũng như hỗtrợ trong việc điều khiển, giám sát các tham sốcủa vệ tinh.
- Chúng ta có thể khảo sát chức năngcác bộ phận trong phân hệ này như sau:1.Khung vệ tinh : Hỗ trợ trong việc hình thành và tạo ra các hình khối cũng nhưkích thước của vệ tinh .
- Khi sản xuất vệ tinh, người ta thường haychú trọng việc việc giảm khối lượng.Theo như ước tính việc giảmđi 1kg tải trọng thì sẽ tiết kiệm được 30000USD.Do đó việc chọnlựa vật liệu luôn được coi trọng và được nghiên cứu bởi nhiều nhàkhoa học,kỹ sư tạo nêncấu trúc chính của vệ tinh.Khung vệ tinhhiện nay chủ yếu được ghép lại từ các tấm hợp kim nhẹ và bề mặtđược làm từ nhiều tấm mỏng nhiều lớp.2.
- Năng lượng được dự trữ trong các pin và ắc quy đảm bảo cho vệ tinh hoạt động được.3.Hệ thống điều khiển quỹ đạo : Giúp cho vệ tinh phủ sóng đúng vùng phủ và được điềukhiển bởi các trạm điều khiển đưới mặt đất.4.Hệ thống điều chỉnh nhiệt : Có tác dụng làm mát để đảm bảo các phần tử hoạt động bình thường.5.Hệ thống đo đạc và bám sát : Trung tâm điều khiển dưới mặt đất cần phải thực hiện điều chỉnh và bám sát vệ tinh để đưa ra lệnh cung cấp cho mặt đất các đường truyền liên lạc với vệ tinh.III.Tổng quan về bộ phát đáp vệ tinh(Transponder): A.Bộ phát đáp vệ tinh (transponder.
- Bộ phát đáp bao gồm tập hợp các khối nối với nhau đểtạo lên một kênh thông tin duy nhất giữa anten phát vàanten thu trên vệ tinh thông tin.- Bộ phát đáp là thiết bị quan trọng nhất trong 1 hệ thốngvệ tinh- Chức năng chính của bộ phát đáp là thu sóng vô tuyến từ trạm mặt đất ,sau đó khuếch đại và biến đổi tần số của chúng rồi truyền chúng lại các trạm mặt đất.- Hoạt động:- Tín hiệu từ trạm mặt đất truyền tới đi qua anten vào bộ thu băng rộng gồm 1 bộ KĐ tạp âm thấp LNA, bộ dao động nội LO, bộ KĐCS tới bộ phân kênh đầu vào IMUX, qua bộ tiền KĐ để đến bộ KĐCS cao HPA rồi đến bộ ghép kênh đầu ra OMUX và ra anten xuống trở lại mặt đất.1.Thành phần của bộ phát đáp:- Anten thu: thu nhận tín hiệu tuyến lên trong vùng phủ sóng - Bộ lọc ( Presenlect filter) ngăn chặn sự pha trộn, giao thoacủa tuyến lên - LNA (low noise amplifier)_ Bộ khuếch đại tạp âm thấp :làm tăng tín hiêu nhận được lên 1 mức mà những tạp âm thêmbởi phần còn lại của payload sẽ không gây ảnh hưởng bằngcách thêm 1 ít tạp âm.
- Preamp : KĐ tín hiệu đến 1 tấn số mà bộ KĐ tín hiệu caomong muốn.( TH cao tần)- HPA( high power amplifier) bộ KĐCS cao cónhiện vụ tăng tín hiệu đến mức anten phát cần đểkết thúc 1 kênh truyền .
- Anten phát: truyền tín hiệu đến tuyến xuốngtrong vùng phủ song yêu cầu trên mặt đất.2.
- Phân bổ băng tần công tác cho bộ phát đáp: (băng tần C) Băng tần phân bố cho bộ phát đáp thường từvài trăm MHz đến vài GHz=> chia thành các băngtần con.
- Hầu hết bộ phát đáp thường được thiết kế với dảithông 36 MHz, 54 MHz, 72 MHz, trong đó dảithông 36 Mhz là chuẩn được dử dụng phổ biến với 1đoạn băng tần bảo vệ.
- 10% độ rộng dải thôngđược phân bố cho 1 bộ phát đáp ) giữa 2 bộ phát đápliên tiếp .
- Trong quỹ đạo địa tĩnh, vệ tinh được đặt ở1 tọa độ xác định và làm việc với 1 số bang tần xácđịnh .VD: Băng tần C (4/6 GHz) được phép sử dụng phổrộng 500MHz, băng tần sử dụng cho một bộ phát đápđiển hình là 36MHz và với một đoạn băng tần bảo vệ4MHz giữa hai bộ phát đáp liên tiếp .3.Phân loại : a.bộ phát đáp đơn búp sóng: Bộ phát đáp đơn búp sóng là bộ phát đáp làm việc với antenđơn búp sóng và đồng thời cũng là mạng đơn búp sóng.- Nhiệm vụ : Thu tín hiệu sóng mang từ tuyến lên, khuyếch đại tạp âm thấp(LNA), chuyển đổi tần số (một hoặc hai lần chuyển đổi), khuyếchđại công suất đưa ra anten phát để truyền theo tuyến xuống.
- *)Cấu trúc bộ phát đáp đơn búp sóng.
- Bộ lọc giới hạn băng thông (BPF – BandPass Filter) ở đầuvào - Bộ khuyếch đại tạp âm thấp LNA (Low Noise Complifier.
- Bộ chuyển đổi tần số bao gồm cả lọc thông dải BPF và bộkhuyếch đại công suất ra.
- Bộ phát đáp này thực chất là một bộ lặp chuyển đổi từ tầnsố sóng mang vô tuyến RF này (tuyến lên) sang tần số sóngmang vô tuyến RF khác (tuyến xuống).
- Cũng có một số bộphát đáp có chuyển đổi tần số trung gian giống như các bộlặp trong các đường truyền viba.
- Biến đổi thành tần số trunggian (IF) đó có thể một lần hoặc hai lần (giống trộn tần 1 vàtrộn tần 2.
- Bộ lọc BPF ở đầu vào có nhiệm vụ giới hạn tạp âm vàcan nhiễu ở đầu vào bộ khuyếch đại tạp âm thấp LNA.- Bộ khuyếch đại LNA thường sử dụng loại diodeđường hầm (tunnel diode) để khuyếch đại tín hiệuvới hệ số tạp âm bé.
- Bộ chuyển đổi tần số làm nhiệm vụ chuyển đổitần số sóng mang tuyến lên băng tần cao thành tầnsố sóng mang tuyến xuống băng tần thấp hơn.
- Bộ khuyếch đại công suất, thường dùng đèn sóngchạy TWT (Traveling Wave Tube) có nhiệm vụkhuyếch đại công suất tín hiệu RF để truyền theotuyến xuống đến các trạm mặt đất thu.
- Mỗi một kênh vệ tinh yêu cầu một bộ phát đápriêng.b,Bộ phát đáp tái sinh (RegenerativeTransponder): Sử dụng lại các băng tần giống nhau để truyền các sóngmang khác nhau thông qua hai phân cực (phân cực tuyếntính và phân cực tròn) hoặc cách ly không gian.Thực hiện giải điều chế sóng mang thu được từ tuyến lên vàđiều chế các băng tần cơ sở trước khi đưa xuống tuyến dưới.
- Sơ đồ bộ phát đáp tái sinh:4.Tổ chức tần số cho thông tin vệ tinh băng C: Băng thông ấn định cho dịch vụ băng C là 500 MHz vàbăng thông này được chia thành các băng con, mỗi băngcon dành cho một bộ phát đáp.
- Độ rộng băng tần thôngthường của bộ phát đáp là 36 MHz với đoạn băng bảo vệgiữa các bộ phát đáp là 4MHz.
- Vì thế băng tần 500 MHzcó thể đảm bảo cho 12 bộ phát đáp.
- Bằng cách ly phân cực, ta có thể tăng số bộ phát đáp lên 2lần.
- Cách ly phân cực cho phép sd cùng một tần số nhưngvới phân cực ngược chiều nhau cho 2 bộ phát đáp.- Biện pháp cách ly phân cực: Đối với phân cực tuyếntính, ta có thể cách ly phân cực bằng phân cực đứngvà phân cực ngang.
- Đối với phân cực tròn, cách lýphân cực nhận được bằng cách sử dụng phân cựctròn tay phải và phân cực tròn tay trái.- quy hoạch tần số và phân cực (tần số đo bằng MHz.
- C-band (6/4 Ghz) có băng thông 500Mhz dải thôngcủa 1 bộ phát đáp chuẩn dùng phổ biến là 36Mhz vớikhoảng bảo vệ 4Mhz thì sẽ có 12 bộ phát đáp nếukhông có phân cực, khi có phân cực số lượng bộphát đáp sẽ là 24.
- Tái sd tần số bằng các anten bup hẹp, kết hợp vs tái sdtheo phân cực để cung cấp độ rộng băng tần hiệu dụng2000 MHz trên cơ sở độ rộng thực tế 500 MHz.4.Các kênh của bộ phát đáp vệ tinh.
- Các kênh của bộ phát đáp vệ tinh:4.Các kênh của bộ phát đáp (băng tần C): Dải tần thu hay dải tần đường lên là 5,925 đến 6,425GHz.
- Các sóng mang có thể được thu trên một hay nhiềuanten đồng phân cực.Bộ lọc vào cho qua toàn bộ băng tần 500 MHz đến máy thuchung và loại bỏ tạp âm cùng với nhiễu ngoài băng (nhiễunày có thể gây ra do các tín hiệu ảnh).
- Trong dải thông 500 MHz này có thể có rất nhiều sóngmang được điều chế và tất cảc các sóng mang này đềuđược khuyếch đại, biến đổi tần số trong máy thu chung.
- Biến đổi tần số chuyển các sóng mang này vào băngtần số đường xuống 3,7 đến 4,2 MHz với độ rộng 500MHz.Sau đó các tín hiệu được phân kênh vào các độ rộng băngtần của từng bộ phát đáp .5.Các bộ phận chính của bộ phát đáp:- Máy thu băng rộng LNA.- Bộ phân kênh vào.- Bộ khuếch đại công suất.5.1.
- Máy thu băng rộng: Máy thu băng rộng làm nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu và đổitần số tuyến lên thành tần số tuyến xuống.
- LNA(Low noise amplifier) –khuếch đại tạp âm thấp .Frequency converter - Bộ chuyển đổi tần số (hay bộ trộn) thay đổitần số sóng mang của tín hiệu từ tần số tuyến lên sáng tuyếnxuống.
- Đối với bộ phát đáp đơn búp sóng cấu trúc phổ biến nhất là 1bộ chuyển đổi tần số D/C(downconverter.
- Tuy nhiên nếu tần số tuyến lên và tuyến xuống cao hơn băngKu, có thể có cả D/C và U/C(Upconverter) đối với bộ phát đáp táisinh ,baseband bao gồm cả D/C và U/C.
- Tín hiệu thu từ an ten qua bộ lọc (Preselect filter) trước khi đếnbộ khuếch đại tạp âm thấp LNA.Các bộ lọc đầu vào giảm bớtcác tín hiệu gây nhiễu có thể lẫn vào băng rộng và tín hiệu gâynhiễu có thể mạnh hơn tín hiệu quan tâm để bảo vệ hoạt độngcủa bộ khuếch đại tạp âm thấp LNA và các bộ khác.
- Tầng 1 là bộ khuếch đại tạp âm nhỏ (LNA.
- Tầng 1 bộ khuếch đại tạp âm nhỏ (LNA): Tầng đầu của máy thu là bộ khuyếch đại tạp âm nhỏ(LNA.
- LNA có hệ số tạp âm thấp.
- Hệ số KĐ cao để hạn chế tạp âm ở tầng 2 - Bộ khuyếch đại này quyết định đến hệ số phẩm chất củabộ phát đáp G/T nó chỉ gây thêm một ít tạp âm cho sóngmang được khuyếch đại nhưng vẫn đảm bảo đủ khuyếch đạisóng mang để nó có thể vượt qua được mức tạp âm caohơn trong tầng trộn tiếp sau.
- Tổng nhiệt độ tạp âm phải bao gồm: tạp âmtừ anten.
- Nhiệt độ tạp âm tương đương cuả anten có thể lênđến vài trăm K.• LNA làm việc ở các băng tần C, Ku, Ka.5.1.2.Tầng 2 bộ trộn:- Tầng trộn: Tầng này cần có tín hiệu giao động nội để biếnđổi tần số.
- Công suất tín hiệu cấp từ bộ giao động nội chođầu vào bộ trộn khoảng 10dBm.
- Tần số của bộ giao độngnội phải rất ổn định và có ít tạp âm.5.1.3.Tầng 3 là bộ khuếch đại.
- Có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu để đưa ra các phần sau.
- Sự phân chia khuyếch đạitại 6 GHz và 4 GHz để tránh giao động xảy ra nếu khuếch đạiquá lớn trên cùng một tần số.
- Máy thu băng rộng chỉ sử dụng các thiết bị tích cực bán dẫn.Các bộ khuyếch đại diode tunnel : sử dụng cho tiền khuyếch đạitại 6GHz trong các bộ phát đáp 6/4-GHz và cho các bộ khuyếchđại thông số tại 14 GHz trong các bộ phát đáp 14/12-GHz.
- Các bộ khuyếch đại FET đảm bảo hiệu năng ngang bằng hoặctốt hơn hiện đã được sử dụng trong cả hai băng tần.
- Bộ khuyếch đại sau bộ trộn : sử dụng các transistor tiếp giáplưỡng cực (BJT) tại 4GHz và FET tại 12 GHz hay FET cho cảhai băng.5.2.Bộ phân kênh đầu vào: *)Vì sao phải sử dụng bộ phân kênh vào : Do đầu vào của bộ phát đáp làm việc với toàn bộbăng tần của hệ thống và có độ rộng vài trămMHz.Như vậy băng tần rộng có thể có vài chục sóngmang xuất hiện việc này có thể gây một số lớn tíchxuyên điều chế do các sóng mang đi qua các tầng cóđặc tuyến nói chung là không tuyến tính .Để giảm cáctích này cần thiết kế bộ phân kênh đầu vào.Mô tả ảnh hưởng của tích xuyên điều chế và giải pháp :5.2.1.Chức năng bộ phân kênh đầu vào: Bộ phân kênh vào phân chia đầu vào băng rộng (3,7-4,2 MHz) thành các kênh tần số của bộ phát đáp.
- Mục đích: tăng thêm phân cách kênh và giảm nhiễugiữa các kênh lân cận trong một nhóm.*)Sự phân kênh như vậy sẽ có ưu tiên là:1- Cho phép thực hiện khuyếch đại công suất với một sựgia tăng có giới hạn nhiễuxuyên điều chế do số sóng mang qua mỗi bộ khuyếch đạigiảm:2- Tăng cường tổng công suất phát của bộ phát đáp do cóthể chọn lựa công nghệ thích hợp cho mỗi kênh .5.2.2.Nguyên lý hoạt động: Đầu ra của máy thu được đưa đến một bộ chiacông suất, bộ chia công suất lại tiếp sóng cho haidãy circulator riêng biệt.
- Toàn bộ tín hiệu độ băng rộng được truyền theotừng dẫy và phân kênh đạt được nhờ các bộ lọckênh nối đến từ circulator.
- Mỗi bộ lọc có độ rộng băng 36 MHz và được điềuchỉnh đến tần số trung tâm của băng Mặc dù tổn haotrong bộ phân kênh khá lớn, các tổn hao này dễ ràngđược bù trừ trong tổng khuyếch đại cho các kênhphát đáp.5.3.Bộ khuếch đại công suất:5.3.1.Nhiệm vụ:- Tầng khuyếch đại công suất ra đảm bảo công suấtđầu ra cho mỗi kênh và chính công suất đó xác địnhgiá trị của công suất bức xạ đẳng hướng tương đươngEIRP của kênh.- Có hai bộ khuyếch đại công suất ra thường được sửdụng ở các bộ phát đáp vệ tinh, đó là bộ khuyếch đạidùng đèn sóng chạy TWT và bộ khuyếch đại dùngtransistor SSPA (Transistor Solid State PowerAmplifier).5.3.2.Sơ đồ bộ đèn sóng chạy TWT:- Ưu điểm: nó có thể đảm bảo khuyếch đại trên mộtđộ rộng băng tần khá rộng.- Nhược điểm: Đặc tính truyền đạt bị méo nên cầnđiều chỉnh cẩn thận mức vào TWT để giảm thiểu méo.*)Các giá trị tiêu biểu về đặc tính của đèn TWT là.
- IV) Phân hệ anten: Phân hệ anten trên vệ tinh đóng một vai trò quan trọng trong chức năng của vệ tinh.1.Khái quát chung:- Anten trên vệ tinh thực hiện chức năng kép: Thu đường lên và phát đường xuống.Chúng có nhiều loại: từ các anten dipole có đặc tính vô hướng tới các anten có tính định hướng cao phục vụ cho viễn thông,chuyển tiếp truyền hình và phát quảng bá.
- 2.Đặc tính quan trọng của anten vệ tinh là.
- Tùy theo chức năng vệ tinh mà có các loại anten sau: +Anten dùng để đo xa và điều khiển từ xa ở băng VHF.
- Anten siêu cao tần dùng cho hệ thống thông tin vệ tinh.
- Thu can nhiễu càng nhỏ càng tốt + Phát công suất nhỏ nhất ra ngoài vùng quy định- Ứng dụng: Viễn thông, vô tuyến truyền hình, vô tuyến chuyển tiếp.a.Các thông số đặc trưng:1.Vùng phủ sóng: Anten trên vệ tinh phải phủ sóng một khu vực gọi làvùng phục vụ với công suất yêu cầu nó được đặc trưngbởi các đường đẳng mức về độ tăng ích của anten và hệsố phẩm chất thu đẳng mức.
- Vùng phủ sóng địa lý: Được nhìn từ vệ tinh dưới một góc đầy,phụ thuộc vào các vị trítương đối của vệ tinh và các cùng liên quan.
- Vùng phủ sóng hình học: Là một cùng được gán một cách không chắc chắn ,tiêubiểu cho sự chuyển động biểu kiến của điểm xem xét trênkhung tham chiếu kết hợp với anten đến mỗi một điểm củavùng phủ sóng địa lý được nhìn từ vệ tinh.
- Vùng phủ sónghình học bao gồm các hiệu ứng dịch chuyển đường bao do sựchuyển động của vệ tinh và sự biến dạng của vùng phủ sóngđịa lý do sự dịch chuyển vệ tinh của vệ tinh so với vùng địalý.
- Vùng phủ sóng tổng thể: Là vùng bề mặt quả đất được nhìn từ vệ tinh khi được yêucầu thiết lập các tuyến liên lạc giữa các trạm mặt đất vàchúng có thể được đặt đâu đó trên mặt đất.Vùng phủ sóng dịch vụ: Các giới thiệu về vùng phủ sóng như ở trên chỉ là tínhtoán lý thuyết và phục vụ cho việc định hướng anten.Trong thực tế phụ thuộc vào các yêu cầu dịch vụ và cácđặc tính kỹ thuật công nghệ và vùng phủ sóng có thể cónhững hình dạng đặc biệt, cắt gọt hoặc bố trí phù hợp vớicác yêu cầu dịch vụ.
- Giản đồ bức xạ.- Mức búp sóng phụ.- Đặc tính phân cực.b.Anten vệ tinh : Tổng quan: Nguyên lý hoạt động của anten trong các hệ thống viễn thông nóichung không có gì khác nhau.
- Phụ thuộc vào các yêu cầu phát vàthu sóng cụ thể mà có sự lựa chọn thiết kế thích hợp.Dải tần côngtác cua thông tin vệ tinh thuộc dải sóng siêu cao tần.Các loạianten thường được sử dụng trong thông tin vệ tinh là dạng khebức xạ ( loa ),anten có mặt phát xạ,anten thấu kính và anten dàn.1.Anten loa : Là loại anten có tính hướng đơn giản nhất,nóthường sử dụng cho vùng phủ sóng rộng.Độ rộngbúp sóng của anten là 17,50 ở tần số công tác là4GHz và đường kính khe hở là 30cm.Nếu có yêucầu độ rộng búp sóng nhỏ hơn thì độ rộng khe hởloa phải lớn hơn và việc lớn hơn đó sẽ gây ra khókhan cho việc lắp đặt anten trên vệ tinh.Aantenloa có đặc tính búp sóng phụ nhỏ.Anten loa trênvệ tinh thích hợp nhất là dung làm bộ chiếu xạ (nguốn sơ cấp ) cho anten có mặt phản xạAnten loa2.Anten phản xạ: Anten thường gặp nhất là anten parabol ,gồm có 1gương phản xạ parabol được chiếu bởi một hoặc nhiềuphần tử bức xạ đặt tại tiêu điểm của parabol.3.Anten dàn : Sử dụng dàn các phần tử cơ sở để tạo hình búp sóngmong muốn.
- V) Kết nối giữa trạm điều khiển mặt đất với trạm không gian: Trạm điều khiển vệ tinh:a)Vị trí:• Phân hệ không gian của một hệ thống vệ tinh bao gồm vệ tinh cùng các thiết bị đặt trong vệ tinh và hệ thống các trang thiết bị đặt trên mặt đất để kiểm tra theo dõi hành trình của vệ tinh (cả hệ thống bám và điều khiển.
- Trạm điều khiển vệ tinh đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc đảm bảo sự hoạt động của cả hệ thống thông tin vệ tinh• Bao gồm nhiều các phân hệ phụ trợ.mỗi phân hệ lại có những chức năng khác nhau.được tóm tắt trong bảng sau:• Phân hệ đo bám và điều khiển từ xa:• Phân hệ TT&C (Telemetry,tracking and command:đo từ xa bám và điều khiển)• Thực hiện 1 số chức năng thường xuyên trên vệ tinh.chức năng đo từ xa có thể hiểu như là đo trên 1 cự ly xa.chẳng hạn tạo ra 1 tín hiệu điện tỷ lệ với chất lượng đo mã hóa nó và phát nó đến 1 trạm mặt đất.dữ liệu trong tín hiệu đo từ xa có cả thông tin độ cao nhận được từ các bộ cảm biến mặt trời và trái đất,thông tin môi trường như cường độ từ trường và phương ,tần suất ảnh hưởng của thiên thạch….và các thông tin về tàu vũ trụ như nhiệt độ ,điện áp nguồn,áp suất nhiên liệu..
- Một số tần số được quốc tế quy định để phát tín hiệu đo từ xa cho vệ tinh.Trong giai đoạn phóng vệ tinh.một kênh đặc biệt được sử dụng cùng với anten vô hướng.Khi vệ tinh đã vào quỹ đạo ổn định,một số bộ phát áp thường được sử dụng cùng với anten có hướng khi xảy ra tình trạng khẩn cấp kênh này sẽ được chuyển mạch trở về kênh đặc biệt khi phóng vệ tinh.• Có thể coi đo từ xa và điều khiển là chức năng bù lẫn nhau.
- Phân hệ đo từ xa phát thông tin từ vệ tinh về trạm mặt đất còn phân hệ điều khiển thì thu các tín hiệu.Thường là trả lời cho thông tin đo từ xa.• Phân hệ điều khiển giải điều chế và khi cần thiết giải mã các tín hiệu điều khiển rồi chuyển chúng đến thiết bị thích hợp để thực hiện hành động cần thiết.Vì thế có thể thay đồi độ cao,đấu thêm or cắt bớt đi các kênh định hướng lại anten và duy trì quỹ đạo theo lệnh từ mặt đất.Để tránh thu và giải mã các tín hiệu giả..các tín hiệu điều khiển được mật mã hóa.• Bám vệ tinh được thực hiện bằng các tín hiệu hải đăng được phát đi từ vệ tinh..Tín hiệu này được TT&C trạm mặt đất thu.Bám đặc biệt quan trọng trong các giai đoạn chuyển và dịch quỹ đạo của quá trình phóng vệ tinh.Khi vệ tinh đã ổn định, vị trí của vệ tinh địa tĩnh có xu thế bị dịch do các lực nhiễu khác nhau.
- Vì thế phải có khả năng bám theo các xê dịch của vệ tinh vàphát đi các tín hiệu điều chỉnh tương ứng..Các hải đăng bám cóthể được phát đi trong kênh đo từ xa hay bằng các sóng mang hoatiêu tại các tần số là 1 trong số kênh thông tin chính hay bởi cácanten bám đặc biệt.Định kỳ cũng cần những thông tin về khoảngcách từ vệ tinh đến trạm mặt đất.Thông tin này được xác địnhbằng đo trễ các tín hiệu phát riêng cho mục đích đo cự ly.
- Các chức năng đo từ xa,bám và điều khiển là các khai thácphức tạp đòi hỏi các phương tiện đặc biệt dưới đất ngoài phân hệTT&C trên vệ tinh.
- VI) Các vệ tinh tiêu biểu của Việt Nam: Vinasat-1.
- Là vệ tinh viễn thông địa tĩnh đầu tiên của Việt Nam được phóng vào vũ trụ lúc 22 giờ 17 phút ngày 18 tháng 4 năm 2008 (giờ UTC)• Dự án vệ tinh Vinasat-1 đã khởi động từ năm 1998 với tổng mức đầu tư là khoảng hơn 300 triệu USD.• Việt Nam đã tiến hành đàm phán với 27 quốc gia và vùng lãnh thổ để có được vị trí 132 độ Đông trên quỹ đạo địa tĩnh.*)Các thông số kỹ thuật cơ bản:• Cao 4 mét, trọng lượng khô khoảng hơn 2,7 tấn.• Dung lượng 20 bộ phát đáp (8 bộ băng C, 12 bộ băng Ku.
- Vị trí quỹ đạo: quỹ đạo địa tĩnh 132°E (cách trái đất 35.768 Km)• Tuổi thọ theo thiết kế: tối thiểu 15 năm và có thể kéo dài thêm một vài năm tùy thuộc vào mức độ tiêu hao nhiên liệu.• Độ ổn định vị trí kinh độ và vĩ độ: +/-0,05 độ• Chu kỳ quỹ đạo 23.93 giờ VINASAT-1*)Cấu trúc của vinasat-1: Vệ tinh A2100 dựa trên nền tảng A2100 để điềuchỉnh phù hợp với những yêu cầu phần tải thông tin liênlạc A2100.
- Vệ tinh A2100 là một băng điều khiển với 3trục cố định cho cả quỹ đạo truyền và trên quỹ đạo vậnhành.
- Điều chỉnh nhiệt độ.Thông tin dịch vụ vệ tinh Vinasat-1• Cho thuê băng tần vệt tinh• Truyền hình quốc tế• Truyền hình lưu động• Truyền hình vệ tinh DTH(direct-to-home)• Truyền hình cáp• Kênh thuê bao riêng• GSM trunking• Đào tạo từ xa• internet Vinasat 2 : Là vệ tinh viễn thông địa tĩnh của Việt Nam donhà thầu lockHen Martin - đối tác cungcấp VINASAT -1, sản xuất trên nền tảng khungA2100.*)Thông số cơ bản: Các thông số cơ bản của vệ tinh VINASAT-2nhưsau:- Nền tảng khung: A2100- Tuổi thọ vệ tinh: 15 năm- Vị trí quỹ đạo: 131,8°E Vinasat-2• Manufacturer: Lockheed Martin• Launch date Launcher: Ariane 5• Orbit location: 131,8°E• Launch mas: 2.8 tons• Life time: 15 years• Transponders: Ku band Xây dựng trạm điều khiển mặt đất chính củaVinasat-1 (TT&C) sẽ đặt tại Quế Dương, HàTây và trạm dự phòng đặt tại Bình Dương cùngTrung tâm Khai thác mạng (NOC).
- Vùng phủ sóng cơ bản bao gồm: Việt Nam, khu vực ĐôngNam Á, một số quốc gia lân cận.Băng tần phát sóng: Băng tần hoạt động: KuSố bộ phát đáp: 30 (36 MHz/bộ) gồm 24 bộ khai thácthương mại và 6 bộ dự phòng.
- Khả năng truyền dẫn: tương đương 13.000 kênhthoại/Internet/truyền số liệu hoặc khoảng 150 kênh truyềnhình.Nhà thầu Tập đoàn Lockheed Martin của Mỹ chịu trách nhiệm sảnxuất và thực hiện công tác phóng Vệ Tinh VINASAT-2.
- Vệ tinh VINASAT-2 đã được phóng thành công vàoquỹ đạo vào lúc 5 giờ 46 phút cùng ngày tại phòngđiều khiển Trung tâm vũ trụ Châu Âu.Cảm ơn thầy và mọi ngườiđã lắng nghe Cảm ơn sự tư vấn của thầyTrần Văn Khẩn đã giúp chúng em hoàn thành bài thuyết trình này! CHÀO THÂN ÁI!!!

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt