Расчет шумовой добротности станций космической связи

Подробное видео с объяснением:

Шумовая добротность приёмной антенны является ключевым параметром эффективности системы приёма данных с космических аппаратов, непосредственно определяющим чувствительность, отношение сигнал/шум, предельную скорость передачи данных и энергетический запас радиолинии. Данный материал представляет комплексный подход к оценке добротности приёмных антенных систем спутниковой связи.

Рассматриваются два метода определения шумовой добротности:

1. Теоретический расчёт — вычисление добротности на основе конструктивных параметров антенны (диаметр апертуры, коэффициент использования поверхности) и характеристик приёмного тракта (шумовая температура МШУ, потери в АФУ). Для автоматизации расчётов разработана программа на языке Julia в среде Engee, обеспечивающая:

• Расчёт коэффициента усиления антенны

• Вычисление шумовой температуры системы с учётом угла места, частоты и параметров оборудования

• Интерактивный ввод исходных данных и наглядное представление результатов

• Параметрический анализ влияния различных факторов на добротность

Теоретический метод обеспечивает быструю предварительную оценку и позволяет выявить критические отклонения, однако имеет ограничения, связанные с упрощёнными моделями и невозможностью учёта деградации оборудования.

2. Метод измерения по солнечному потоку — практическая методика определения фактической добротности антенной системы с использованием Солнца в качестве калиброванного источника радиоизлучения. Метод основан на сравнении уровней сигнала при наведении антенны на Солнце, мимо Солнца и на заданный угол места с последующей обработкой данных по разработанной формуле, учитывающей плотность солнечного потока на рабочей частоте и геометрические параметры системы.

Преимущества метода солнечного потока:

• Не требует дорогостоящего измерительного оборудования (достаточно анализатора спектра)

• Измерения проводятся в реальных эксплуатационных условиях

• Позволяет выявить скрытые дефекты (окисление разъёмов, деформация рефлектора, деградация МШУ)

• Возможность оперативного регулярного контроля технического состояния

Материал содержит подробные методические указания по настройке измерительной аппаратуры, процедуре проведения измерений, формулам расчёта и интерпретации результатов. Рассмотрены типичные причины отклонений измеренной добротности от расчётной и даны рекомендации по периодичности контроля.

Внедрение представленных методик в практику эксплуатации станций спутниковой связи способствует повышению надёжности приёма данных с космических аппаратов, позволяет планировать профилактические мероприятия и предотвращать критические отказы оборудования.