C/I = P
R
-I

Ta nhận thấy rằng, tạp âm nhiễu l đ-ợc tính giống nh-
cách tính EIRP. Nếu nh- ta biết các đặc tính búp phụ antenna
và các thông số nh- khoảng cách đ-ờng truyền đối với trạm gây
nhiễu. Nhiễu có thể đ-ợc xác định bằng phép đo thực tế theo
nhiều cách. Ví dụ, trong thành phố nơi có nhiều vật cản phản
xạ, nh- các tòa nhà gần trạm , th-ờng nhiễu không thể đánh giá
đ-ợc bằng cách tính toán, vì thế ph-ơng pháp đo thực tế là
không thể thiếu đ-ợc. Khi đó, thực hiện kết hợp C/I và C/N để
tìm ra C/N+I bằng ph-ơng trình sau:
(C/N+I) = -10log
10
(10
-1/10.C/N
+ 10
-1/10.C/I
) Nhieóu phaõn cửùc .


Sóng phân cực
đứng
ễ
ễ
ễ
Tần
Tần
®-êng trun lan, v× thÕ kh«ng cÇn xÐt ®Õn lo¹i t¹p ©m nµy.
Tuy nhiªn, ta cÇn xÐt ®Õn lo¹i t¹p ©m bªn trong vµ bªn ngoµi. a.T¹p ©m bªn ngoµi.
T¹p ©m bªn ngoµi bao gåm t¹p ©m kh«ng gian, t¹p ©m bỊ
mỈt mỈt ®Êt, t¹p ©m khÝ qun vµ t¹p ©m m-a. T¹p ©m hiƯu dơng
t¹i tr¹m mỈt ®Êt chđ u lµ t¹p ©m m-a, vµ ph¶i coi lµ nguyªn
nh©n chÝnh g©y suy hao tÝn hiƯu. Khi trêi quang t¹p ©m g©y ra
lµ do khÝ qun vµ kh«ng gian.Tuy nhiªn, ta thÊy r»ng t¹p ©m
g©y ra bëi khÝ qun cã nhiƯt ®é ®o ®-ỵc nhá h¬n 10
0
K, v× thÕ
ta cã thĨ bá qua nã trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ tun s¬ bé. T¹p

bªn
M¸y
Mức côn
g
suấ
t

Mức tín hie
ä
u
Ta
p
âm anten
Ta
p
âm he
ä
thốn
g

p
hiđơ
Ta
ïp
âm má
y
thu
Tổn hao hệ
tho
á


T
A
+ T
O
(L
F
1)
T
IN
= + T
R

L
FT
IN
: Tạp âm tổng bên trong.
T
A
: Nhiệt tạp âm antenna.
T
R
: Nhiệt tạp âm máy thu.
T
O
(L
F

trạm VSAT, ở đó có nhiệt tạp âm máy thu cao, có thể bỏ qua tạp
âm antenna, nh-ng trong một trạm mặt đất lớn, ng-ời ta sử dụng
các máy thu chất l-ợng cao, vì thế ảnh h-ởng do tạp âm antenna
là lớn trong toàn bộ hệ thống.
Nhiệt tạp âm đối với một máy thu bằng tổng nhiệt tạp âm
gây ra trong mỗi phần. Đối với các bộ khuếch đại nối tiếp, có
thể biểu diễn tạp âm máy thu (TR) bằng ph-ơng trình :

T
R
= T
1
+ (T
2
/G
1
) + (T
3
/G
1
.G
2
) + + (T
K
/G
1
.G
2
.G
3

tạp âm thấp (LNA), với nhiệt tạp âm đầu vào tầng đầu tiên là
70-300
0
K.
Taùp aõm
nhieọt T
1

Taùp aõm
nhieọt T
2

Taùp aõm
nhieọt T
3

Taùp aõm
nhieọt T
K

Tớn hie
ọ
u
c. Tạp âm hệ thống.

: Nhiệt tạp âm antenna.
-T
R
: Nhiệt tạp âm máy thu.
-T
O
: Nhiệt độ môi tr-ờng.
-L
F
: Suy hao hệ thống fiđơ (số thực).
Ph-ơng trình đ-ợc sử dụng tr-ớc hết là để tìm ra nhiệt
tạp âm của trạm mặt đất ở đ-ờng xuống từ vệ tinh thông tin.
Đối với đ-ờng lên từ một trạm mặt đất tới vệ tinh, các nguyên
nhân gây tạp âm chính là tạp âm máy thu và tạp âm ngoài ( tạp
âm bề mặt mặt đất ). Vì thế, ta có thể bỏ qua tạp âm hệ thống
fiđơ và antenna. Nh- vậy, khi bỏ qua suy hao hệ thống fiđơ,
thì có thể biểu diễn nhiệt tạp âm đối với đ-ờng lên bằng
ph-ơng trình:

T
SYS
= T
S
+ T
RVì thế, có thể sử dụng nhiệt tạp âm (T
SYS
) để tính công

+G
T
-L
P
+G
R
-L
R
-N
SYS

Trong đó:
P
T
: Công suất máy phát.
L
T
: Suy hao hệ thống fiđơ phát.
G
T
: Hệ số tăng ích antenna phát.
L
P
: Suy hao truyền sóng.
G
R
: Hệ số antenna thu.
L
R
: Suy hao hệ thống fiđơ máy thu.

G/T = G
R
- 10log(Tsys) - L
R

1.4 TRẠM MẶT ĐẤT
1.4.1 Cấu Hình Của Một Trạm Mặt Đất
1.4.1.1 Cấu hình và nguyên lý họat động.
a. Cấu hình.
Nói chung một trạm mặt đất bao gồm: thiết bò thông tin thiết bò truyền dẫn mặt
đất, thiết bò cung cấp nguồn và nhà điều khiển.
Thiết bò thông tin gồm có một anten, một máy công suất cao, một máy thu tạp
âm thấp cũng như thiết bò đa truy nhập, điều chế và giải điều chế. Như hình sau :
Hệ thống
fiđơ
HPA
Bộ đổi tần
le
â
n
Bộ khuếch đại
IF
Bộ
đie
à
u chế
Thiết bò đa
truy nhập
Bộ dao động
Bộ dao động
Thiết bò anten bám
Má
y
thu ta
ïp
âm thấ
p
Thiết bò đa truy nhập
điều chế và
g
iải điều che
á
Má

Giám sát tiếng dội.
Hiệu quả truyền dẫn.
Điều khiển lỗi.
1.4.2 Công nghệ máy phát.
1.4.2.1 Máy phát công suất cao.
Để bù vào suy hao truyền lớn trong thông tin vệ tinh, đầu ra máy phát cần phải có
công sụất càng lớn càng tốt, do vậy trạm mặt đất phải sử dụng bộ khuếch đại công suất
cao HPA (Hight Power Amplifier).
Trong các hệ thống vô tuyến mặt đất khoảng cách giữa các trạm chuyển tiếp chỉ
khoảng vài chục km nên công suất ra của máy phát khoảng 10W là đủ. So với hệ thống
thông tin vệ tinh có khoảng cách lớn (36.000 Km) nên một trạm mặt đất phải phát với
công suất cao khoảng từ vài trăm đến vài chục KW.
1.4.2.2 Phân lọai các bộ khuếch đại công suất cao.
Các lọai đèn sóng chạy (TWT), Klytron (KLY), hay transistor hiệu ứng trường
(FET) hiện có trên thò trường đều có thể dùng trong bộ khuếcjh đại công suất cao tùy theo
yêu cầu công suất ra của máy phát và băng tần.
Bảng sau cho thấy sự khác biệt của các lọai này :

Lọai HPA
Tham số
Lọai Klytron Lọai TWT Lọai FET
Thiết bò sử dụng để
khuếch đại
Klytron TWT FET
Công suất ra Lớn Lớn Nhỏ
Kích thước Lớn Trung bình Nhỏ
Băng tần Vài chục MHz Vài trăm MHz Vài trăm MHz
Trọng lượng Lớn Trung bình Nhỏ
Làm lạnh Làm lạnh bằng
không khí, khi công
Máy phát công suất cao gồm có một bộ khuếch đại trung tần, một bộ biến đổi
tần số phát và một bộ khuếch đại công suất cao.
Bộ khuếch đại trung tần khuếch đại tín hiệu từ bộ điều chế đưa tới, tần số sóng
sau đó được biến đổi thành tần số sóng cực ngắn nhờ bộ đổi tần. Sau đó tín hiệu được bộ
khuếch đại công suất cao khuếch đại lên đến mức yêu cầu để phát đến vệ tinh.
Có hai lọai máy phát công suất cao như sau:
a. Máy phát khuếch đại đồng thời nhiều sóng mang:
Cấu hình như sau.

Thiết bò
ba
ù
m
HPA
Bộ đổi tần
Le
â
n
Bộ khuếch đại
IF
Bộ
đie

Độ rộng băng thông đủ rộng để khuếch đại một sóng mang với bất kỳ tần số
nào và công suất ra có độ dự trữ đủ sao cho méo điều chế phát sinh từ sự khuếch đại đồng
thời nhiều tín hiệu ở dưới mức quy đònh Cấu hình này thường mắc khi số sóng mang nhỏ,
nhưng thường thuận lợi cho khai thác.
b.Mỗi sóng mang được khuếch đại riêng bằng một bộ khuếch đại công suất cao
HPA.

Cấu hình như sau:

Trong đó:
HPA : Bộ khuếch đại công suất cao.
U/C : Bộ đổi tần lên.
MOD : Bộ điều chế.
Trong trường này mỗi bộ khuếch đại không yêu cầu phải có băng tần rộng, chi cần
đủ rộng để khuếch đại đối với mỗi sóng mang cho trưóc. Cấu hình này chỉ thích hợp khi số
sóng mang ít.
1.4.2.4 Đặc trưng khả năng phát EIRP
(Equivalent Isotropic Radiated Power- Công suất phát xạ vô hướng tương đương)
Tích số giữa hệ số tăng ích của anten và công suất máy phát cung cấp cho anten gọi là
(EIRP). Đây là một thông số cơ bản biểu thò khả năng của một trạm phát.
Ví dụ: Với anten có đường kính gương phản xạ 30 m, làm việc ở tần số 6 GHz, có

n
g
nhiều bo
ä
HPA
Tạp âm sinh ra trong một máy thu thường được biểu thò bằng hệ số nhiệt tạp âm,
được đònh nghóa như sau: S
1
/N
1
S
0
/N
0Tuy nhiên khi làm việc với các tín hiệu yếu như trong trường hợp thông tin vệ
tinh, thì nhiệt tạp âm được sử dụng thay thế cho hệ số tạp âm F
Nhiệt tạp âm là nhiệt của một điện trở gây ra tạp âm tương đương, sinh ra do bộ
khuếch đại. Nói cách khác công suất tạp âm (Pn) sinh ra do một điện trở được biểu thò
bằng công thức sau:

F (dB)
Nhiệt tạp âm
Te (
o
K)
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
6,8
14,8
21,0
28,0
35,8
44,2
S/N ở đầu vào bộ khuếch đại S
1
/
N
1

S/N ở đầu ra bộ khuếch đại S
0
/
N
0

F =

633
879
1.172
1.553
2.030
2.673
1.4.3.3 Các lọai khuếch đại tạp âm.
Có ba lọai khuếch đại tạp âm như sau:
a. Khuếch đại thông số.
Khuếch đại thông số họat động như sau: Khi một tín hiệu kích thích đặt lên một
diode biến dung thì các thông số mạch điện của nó thay đổi và tạo ra điện trở âm, do đó
khuếch đại tín hiệu ngõ vào. Vì vậy từ một sự biến đổi điện dung của diode biến dung do
tín hiệu kích thích được dùng cho khuếch đại, việc giảm điện trở nội của diode biến dung,
mắc nối tiếp với điện dung sẽ tạo ra đặc tính tạp âm thấp. Máy khuếch đại thông số so với
máy khuếch đại GaAs-FET có các hạn chế sau:
* Cần có mạch tạo tín hiệu kích thích.
* Khó điều chỉnh và không phù hợp với việc sản xuất hàng lọat vì mạch sử
dụng ống dẫn sóng.
* Băng tần hẹp.
* Bất lợi về độ tin cậy và bảo dưỡng.
Do đó lọai này ngày nay ít được sử dụng.
b. Khuếch đại GaAs-FET.
( Transistor hiệu ứng trường dùng lọai bán dẫn hỗn hợp giữa Gali và Arsenic)
Khuếch đại GaAs-FET được sử dụng rộng rãi ở vùng tần số cao với đặc tính
băng tần rộng, hệ số khuếch đ cao và độ tin cậy cao. Chúng được sử dụng rộng rãi cho
các bộ khuếch đại tạp âm thấp trong thông tin vệ tinh vì đặc tính tạp âm thấp đã được cải
tiến như hình sau:

Gần đây HEMT đã được đưa vào sử dụng thực tế, lợi dụng hiệu ứng chất khí
điện tử hai chiều với độ linh động cao và phù hợp đối với khuếch đại tạp âm thấp tín hiệu
tần số cao.
Cơ cấu này sử dụng tiếp giáp pha trộn giữa GaAs và AlGaAs như hình sau:

As(AlGa) lọai n Không pha GaAs
⊕ ⊕
⊕
⊕
⊕
⊕ ⊕
(a) ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕
(b)
Cấu tạo của HEMT


)
As
Cực nguồn

Cực máng
Cực cổng
Màng
ba
û
o vệ
Lớp điện tử
có độ linh
động cao
Dải dẫn
Dải hóa trò

Phần tử cho
i
o
n h
o
ù
a

(S
i
)

Điều kiện làm việc Làm lạnh
bằng khí

120K
Xấp xỉ 120K
Băng
tần
Băng 20GHZ 220K
hoặc thấp
hơn
300K
hoặc thấp
hơn
200K
hoặc thấp
hơn
Xấp xỉ 160K
Bảo dưỡng Khó Vừa Dễ Vừa Dễ
Tính năng Tạp âm thấp
Băng tần rộng
Chất lượng gần bằng
khuếch đại thông số
Kích thước nhỏ, trọng
lượng nhẹ, giá thành
thấp
Tạp âm thấp
Kích thước vô cùng
nhỏ
Gía thành thấp

1.4.3.4 Đặc trưng khả năng thu.
a. Nhiệt tạp âm của máy thu.
-Ta biết tạp âm trong thông tin vệ tinh do nhiều nguồn sinh ra, nhưng công suất
300 100
1 2 5 10 20 f(Hz) • Tạp âm máy thu
-Tạp âm từ vũ trụ hầu như không đáng kể (vài độ K)
-Tạp âm từ khí quyển là nguyên nhân chủ yếu sinh ra tạp âm vũ trụ trong
thời tiết tốt.
-Tạp âm do mưa phụ thuộc vào cường độ mưa.
-Tạp âm từ búp phụ phụ thuộc vào góc ngẩng và tần số.
-Tạp âm từ fidơ vừa làm suy giảm tần hiệu vừa sinh ra tạp âm (
máy thu đặt càng gần anten càng tốt).
b. Tỷ số G/T
Tỷ số hệ số tăng ích (G) về phía trước anten trên nhiệt tạp âm tổng (T): biểu
thò cho chất lượng độ nhạy của trạm mặt đất.
G/T: Được dùng như một hệ số chất lượng cho toàn bộ hệ thống thu bao gồm
cả anten của nó.
Đơn vò sử dụng cho G/T là dB/
0
K
G/T: chỉ phản ánh được khi ứng với góc ngẩng Anten trong thời tiết tốt . Ngoài
ra cần phải tính riêng các tạp âm khác như can nhiễu với các hệ thống vệ tinh khác. Gương chính
Đây là Anten có cấu trúc đơn giản và giá thành thấp nhất. Nó được dùng chủ
yếu ở các trạm chỉ thu và các trạm nhỏ đặc biệt với dung lượng thấp . Tuy nhiên các đặc
tính của nó như hệ số tăng ích, búp sóng phụ không được tốt. Một nhược điểm khác nữa
là cáp nối từ loa thu phát đến máy phát thu thường dài bởi vậy nó không được sử dụng ở
các trạm mặt đất thông thường.
b. Anten cassegrain.
Minh họa như sau:

Là lọai anten có thêm một gương phản xạ phụ vào gương phản xạ chính, do đó
hệ số tăng ích của anten được nâng cao và đặc tính búp phụ cũng được cải thiện chút ít.
Anten được sử dụng cho các trạm bình thường có quy mô trung bình. Cải tiến quan trọng
nhất của anten Cassegrain so với anten parapol là khoảng cách giữa máy phát và anten có
thể được rút ngắn vì vậy cho phép khai thác dễ dàng.
c. Anten lệch .
Anten lệch có bộ phận fiđơ, gương phản xạ phụ đặt lệch một ít so với hướng
trục của gương phản xạ chính để các bộ fiđơ và gương phản xạ không chặn đường đi của