A földi vevőállomás felépítése, feladatai

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "A földi vevőállomás felépítése, feladatai"

Ida Horváthné
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 A földi vevőállomás felépítése, feladatai Rieger István BME-SRG 1

2 Műholdas kommunikáció Artur C. Clark, Wireless World BME-SRG 2

3 Műholdas rendszerek Meteorológia (NOAA, METEOSAT, GOES MetOp, MSG) Távérzékelés (SPOT, LANDSAT, IKONOS ENVISAT, ERS) Navigáció (Transit, GPS, GLONAS, GALILLEO) Űrtávközlés (EUTELSAT, IRIDIUM) Kísérleti, katonai Amatőr (AMSAT-OSCAR, CubeSat) BME-SRG 3

(Transit, GPS, GLONAS, GALILLEO) Űrtávközlés (EUTELSAT, IRIDIUM)

4 Meteorológia MSG (Meteosat-8), 2002 MetOp-A, 2006 Első európai polár pályás meteorológia műhold BME-SRG 4

185km Envisat, ESA, 2002, Napszinkron, 800km, 35 nap, 10 optikai és

5 Távérzékelés Landsat 5 7, NASA, 1984-, Napszinkron, 705km, Felbontás: pancromatic:15m, multi spektrális:30m Ismétlődési idő: 16 nap Söprés: 185km Envisat, ESA, 2002, Napszinkron, 800km, 35 nap, 10 optikai és radar szenzor Légkör, Föld felszín, óceán, hó/jég, BME-SRG 5

6 Navigáció NAVSTAR GPS , 31 műhold, 20180km, 11h58m, 55, 6 pályasík Transit US Navy,1958 Glonas , 24 műhold (most 18db) 19130km, 11h15m, 64.8, 3 pályasík Galileo 30 műhold, 3 pálya sík, MEO pályán, 23222km, inkl.:56 Legalább 4 (6, 8) látható, pontosság: néhány cm 90 % rendelkezésre állás, még a poláris részeken is. Beidou-1, , 35 műhold, 5 GEO, 3 IGSO, 27 MEO 21000km, 12h, BME-SRG 6

8, 3 pályasík Galileo 30 műhold, 3 pálya sík, MEO pályán, 23222km, inkl.

7 Távközlés EUROBIRD, ESA Iridium, 2000, Motorola 66 db LEO,781km, 86.4, meshed network W5A, ESA, 2012 EUTELSAT s, ESA, 26 GEO, 15 W-75 E, Euteltracs, 1992, Flottakövető/kommunikációs Két GEO műhold, SESAT 1, Eutelsat W1, BME-SRG 7

8 Amatőr Masat-1 SwissCube , 725km, 98, 99 perc, OSCAR , 2002-, 1450km, perc, BME-SRG 8

9 A vevőállomás elemei Antenna, forgató egység Kis zajú előerősítő (LNA) Vevő - RF szűrő/erősítő - oszcillátor - keverő - KF szűrő/erősítő - demodulátor Kijelző egység Tároló eszköz Képfeldolgozó szoftver Előrejelző szoftver Antenna vezérlő egység RF szűrő/erősítő Keverő Helyi oszcillátor KF szűrő/erősítő Szuperheterodin vevő blokkvázlata Demodulátor BME-SRG 9

eszköz Képfeldolgozó szoftver Előrejelző szoftver Antenna vezérlő egység RF szűrő/erősítő

HRPT vevőállomás Meteorológia műholdak vételére High Rate Picture Transmission, Res.: 1km, 10bit felbontás, 665.

10 HRPT vevőállomás Meteorológia műholdak vételére High Rate Picture Transmission, Res.: 1km, 10bit felbontás, kb/s, S-sáv, 1698, MHz, Digitális fázismoduláció Δf=1radián, NOAA BME-SRG 10

: 1km, 10bit felbontás, 665.4 kb/s, S-sáv, 1698, 1707.

11 APT vevő állomás Automatic Picture Transmission 137 MHz VHF, 2.4kHz segédvivő amplitúdó moduláció, Mod.: 87%, Képek felbontása: 4km Szükséges sávszélesség: 34kHz NOAA-18, BME-SRG 11

12 Egyszerű APT vevők R139 Hamtronics APT vevő - 0.2µV érzékenység, - széles KF szűrő (doppler), - Kvarc oszcillátoros R2FX APT vevő - 6 Csatornás szkennelő, - AFC (Automatic Freq. Contr,), - Diversity - PC controll BME-SRG 12

oszcillátoros R2FX APT vevő - 6 Csatornás szkennelő, - AFC

13 VHF/UHF Antennák Helikális Qadrifilar helix Kereszt Yagi BME-SRG 13

14 VHF/UHF sávú műholdvevő antennarendszer Swiss Cube Japan Cubesat BME-SRG 14

15 VHF/UHF sávú műholdvevő antennarendszer MASAT vevőállomás antennája BME E épület Yagi/ helix antennarendszer 1970 BME V2 épület BME-SRG 15

16 Mikrohullámú műholdvevő antennák Multifókuszos offset parabola Lapantenna (mikrostrip antenna) Primfókuszú parabola forgatóval Dartcom BME-SRG 16

17 Antenna/forgató követelmények Nyereség/ Iránykarakterisztika Csoport antennák Polarizáció V, H, RHC, LHC A forgásparaboloid-antenna 3 db-es irányélességi szög: Θ= 58,5 λ/d, Nyeresége: G=(D/λ) 2 Ø1,8m parabola esetén (Dartcom) Nyereség G= 27.5dBi (F/D= 0.42) AZ/EL sebesség = 10 /sec) Követési hiba = +/-0,5 Mech. Tűrés = +/-0,1 Túlélési szélsebesség = 210km/h BME-SRG 17

2 Ø1,8m parabola esetén (Dartcom) Nyereség G= 27.5dBi (F/D= 0.

18 Iránykarakterisztika Parabola Tölcsér antenna BME-SRG 18

19 LNA, LNC követelmények Zajtényező Erősítés Intermodulációs jellemzők OMSZ v. Vodafone BME-SRG 19

20 A vevő jellemzői Érzékenység, zajtényező Szelektivitás Vételi frekvencia állítása Doppler követés biztosítása KF sávszélesség Demodulátor BME-SRG 20

21 Műhold előrejelzés/követés Műhold pályaelemek Kepler elemek Step Tracking Zárt hurkos követés Monopulse BME-SRG 21

22 Telepítés szempontjai Zajmentes környezet Taliándörögd, Interszputnyik , Ø12m Cassegrain, 60t OMSZ Gilice tér (1984 BME-MHT) BME-SRG 22

23 A vevő G/T számítása A G/T a vevő rendszer jósági tényezője. Mennél nagyobb egy vevő rendszer G/T-je annál érzékenyebb a rendszer, annál kisebb jelek vételére alkalmas. A G az antenna nyeresége, a T a vevő rendszer bemenetre vonatkoztatott zajhőmérséklete. A rendszer zajhőmérséklete T Sys [K] a rendszer elemeinek és a vételt befolyásoló tényezők zajhozzájárulása az antenna bemenetére vonatkoztatva azaz: T Sys T Ant T Rain T LNA T Rec' BME-SRG 23

24 A vevő G/T számítása T ant Antenna zajhőmérséklete : az antennára jutó zajok összege. Az antenna zajhőmérséklete az eleváció növekedésével csökken. T rain Az antenna zajhőmérsékletének növekedése az eső hatására T LNA Az LNA zajhőmérséklete T LNA 290 (10 ( F LNA /10) 1) ahol F LNA a kis zajú előerősítő zajtényezője db-ben T rec A vevő zajhozzájárulása A vevő zajtényezőjének hozzájárulása a rendszer zajhőmérsékletéhez az LNA erősítésével csökken ( FRe c /10) TRec' TRec / GLNA (290 (10 1)) / ahol F Rec a vevőrendszer zajtényezője db-ben és a G LNA a kiszajú előerősítése erősítése viszonyszámmal G LNA BME-SRG 24

25 Példa a vevő G/T számítására T Ant = 25 K, T Rain = 0 K, T LNA = 50 K, G LNA = 20dB, T Rec =100 K A rendszer zajhőmérséklete: T Sys = /100 = 76 K Mivel a G LNA = 20dB viszonyszámban 100 A vevő rendszer jóságának jellemzője: G/T [db/k] Ahol a vevőantenna nyeresége G [db] G/T = G - 10logT Sys [db/k] Az antenna nyeresége: G =41,33 db G/T = 41,33 10 log76 = 22,52 db/k BME-SRG 25

htm Műsorsugárzás az O7-en http://www.dl0bn.de/archiv/1978/drs2978.

26 Műholdak vétele a BME-HVT-n Meteor/Tiros vétel FM műsorszóró zavar OSCAR műholdak O6 vezérlése Műsorsugárzás az O7-en Tiros Oscar 6 Meteor IK20/21 műhold ( , , SSPI kísérlet) IK20/21 Kosmos-3M BME-SRG 26

27 Alphasat vétel Műholdak vétele a BME-HVT-n Aldo Paraboni Q/V-band communication and propagation experiments to assess the feasibility of these bands for future commercial applications BME-SRG 27

28 Műholdak vétele a BME-HVT-n Alphasat vevőantennák és kültéri egységek BME-SRG 28

29 Műholdak vétele a BME-HVT-n Alphasat vevöantenna adatai BME-SRG 29

30 Műholdak vétele a BME-HVT-n Alphasat vevö kültéri egység blokkvázlata BME-SRG 30

31 Műholdak vétele a BME-HVT-n Alphasat vevö antenna pozicionálása BME-SRG 31

32 Műholdak vétele a BME-HVT-n Alphasat adatgyűjtő BME-SRG 32

33 Műholdak vétele a BME-HVT-n Alphasat meteorológiai adatgyűjtő

34 Műholdak vétele a BME-HVT-n Alphasat Ka sávú adatok

35 Link-Budget számítás Az átviteli lánc összes paraméterének figyelembe vételével meghatározni az átvitel megbízhatóságát. Jan A. King, W3GEY/VK4GEY ver programjával BME-SRG 35

36 Link-Budget számítás BME-SRG 36

37 Előrejelzés Pl. ORBITRON ( ) BME-SRG 37

38 A témához kapcsolódó internet oldalak BME-SRG 38

39 Az anyaghoz kapcsolódó kérdések: Milyen célú műholdas rendszereket ismer? Melyek egy műholdvevő állomás főbb egységei? Rajzolja le egy szuperheterodin vevő blokkvázlatát! Rajzolja le egy geostacionárius pályán lévő meteorológiai műhold HRPT adatainak vételére szolgáló vevő állomás blokkvázlatát! Rajzolja le egy napszinkron pályán lévő meteorológiai műhold HRPT adatainak vételére szolgáló vevő állomás blokkvázlatát! Ismertesse egy műholdvevő főbb jellemzőit! Ismertesse egy antennarendszer főbb jellemzőit! Hogyan határozzuk meg egy vevőállomás bemeneti zajhőmérsékletét (T Sys )? Hogyan határozzuk meg egy vevőállomás G/T paraméterét? Ha egy vevő állomás egységei az alábbi paraméterekkel rendelkeznek T Ant = 30 K, G Ant = 30,7 db F LNA = 1 db, G LNA = 20 db T Rec = 200 K és az eső okozta zajnövekmény 10 K mennyi a vevőállomás G/T-je? BME-SRG 39

Hasonló dokumentumok

Rádiótelemetria rendszerek alacsonypályás és geoszinkron műholdakon. Dr. Ijjas Gábor, Rieger István BME, 2014. február 25.

Rádiótelemetria rendszerek alacsonypályás és geoszinkron műholdakon Dr. Ijjas Gábor, Rieger István BME, 2014. február 25. Telemetria - távmérés Direkt, közvetlen mérés Távmérés: a szenzor és a megjelenítés