Chương I
TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH
1.1. ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH
Xã hội càng phát triển thì nhu cầu của con người về mọi mặt của đời sống cũng
ngày càng cao. Để đáp ứng những mục đích chính đáng và thiết thực đó các công nghệ
mới trong nhiều lĩnh vực đã ra đời. Các loại thông tin trên sóng vệ tinh đã cũng từng
bước đi sâu vào đời sống của chúng ta, chúng ta có thể cảm nhận điều đó. Thông tin có
thể được chia ra làm hai loại như thông tin truyền qua cáp đồng trục hoặc cáp sợi
quang và thông tin Vệ tinh sử dụng sóng vô tuyến điện để nối nhiều nơi trên thế giới.
Mặc dù hai loại thông tin cáp và Vệ tinh có các tính năng đặc biệt khác nhau và phát
triển tách biệt nhau nhưng chúng cạnh tranh với nhau ở một mức độ nào đó.
Trọng tâm của đề tài mà em trình bày đó là về thông tin Vệ tinh mà đặc biệt đi
sâu về đặc điểm kênh truyền trong thông tin Vệ tinh.
Điều đáng chú ý là tuy thông tin Vệ tinh ra đời muộn so với các loại thông tin
khác nhưng cho tới nay nó đã phát triển nhanh chóng và đạt được những thành tựu lớn
trong việc giúp con người có cái nhìn sâu sắc hơn về thế giới xung quanh. Thực tế cho
thấy kể từ năm 1957 đến nay đã có hàng trăm Vệ tinh viễn thông trên bầu trời đã phục
vụ rất nhiều dịch vụ viễn thông khác nhau và hứa hẹn sẽ phát triển cung cấp thêm rất
nhiều tiện ích nữa cho các lĩnh vực trong cuộc sống. Để duy trì được vị trí của mình,
thông tin Vệ tinh sở hữu nhiều ưu thế như sau:

1.1.1. Ưu điểm của thông tin Vệ tinh
*Vùng phủ sóng của Vệ tinh khá rộng, chỉ cần ba Vệ tinh địa tĩnh có thể phủ
sóng toàn cầu. Sóng vô tuyến điện phát đi từ một Vệ tinh ở quỹ đạo địa tĩnh có thể bao
phủ 1/3 toàn bộ bề mặt trái đất. Bởi vậy, những trạm mặt đất trong vùng đó có thể
thông tin trực tiếp với bất kỳ một trạm mặt đất khác trong vùng qua một Vệ tinh thông
tin.

1



độ truyền rất cao là 300.000 km/s đối với Vệ tinh địa tĩnh, do đó trong quá trình xử lý
phải tính toán đến.
*Sóng vô tuyến điện sử dụng trong thông tin Vệ tinh cần phải xuyên qua tầng
điện ly và khí quyển bao quanh trái đất, nhưng sóng vô tuyến điện với các tần số cao
bị hấp thụ và bị các suy hao khác trong khí quyển. Nếu muốn dùng anten bé, trọng
lượng thiết bị nhẹ thì tổn hao vào giá thành sẽ tăng.
Qua nghiên cứu và tính toán, người ta đã đưa ra đặc tuyến biểu thị mối liên quan
giữa sự suy hao của sóng vô tuyến điện trong khí quyển với tần số như sau:
Hệ số suy hao (dB/Km)
O2

20

(b)

10
5,0

(a)

Cửa sổ vô tuyến

(c)

3,0

Thăng giáng điện ly
Suy hao do mưa
Các chất khí trong khí
quyển

thường xuyên sử dụng do thiếu băng tần sử dụng.
3


*Nhận xét: Nhìn vào đặc tuyến ta có thể rút ra kết luận như sau:
-Đường (a): Sự thăng giáng tín hiệu trong tầng điện ly càng lớn khi tần số càng
thấp, nhỏ nhất > 5 GHz.
-Đường (b): Sự suy hao của sóng do mưa càng cao khi tấn số càng cao, nhỏ nhất
< 10 GHz.
-Đường (c): Ảnh hưởng của các chất khí trong khí quyển phụ thuộc vào tần số
được dùng, ảnh hưởng nhỏ nhất khi tần số xấp xỉ 10 GHz.
-Đường (d): Thăng giáng tín hiệu ở tầng đối lưu càng tăng khi tấn số càng cao.

1.2. CẤU TRÚC TỔNG QUÁT MỘT HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ
TINH
Một hệ thống thông tin Vệ tinh bao gồm hai phân đoạn:
+Phân đoạn không gian (space segment).
+Phân đoạn mặt đất (ground segment).
Phân đoạn không gian
Vệ tinh
Trạm điều khiển

Tuyến lên

Tuyến xuống

Vệ tinh

Thiết bị phát


Bộ lọc Bộ khuếch đại
thông thấp tạp âm thấp
BPF
LNA

Anten thu
6GHz

LO

Bộ khuếch đại
Bộ lọc công suất đèn Tuyến
thông thấp sóng chạy
xuống
BPF
TWTA
Anten phát
4GHz

Bộ dao động
nội
Hình 1.3: Sơ đồ khối chức năng của một bộ phát đáp đơn giản.
-Nhiêm vụ: Bộ phát đáp không có nhiệm vụ giải điều chế và xử lý tín hiệu thu
được. Nó chỉ đóng vai trò như một bộ chuyển đổi xuống, có hệ số khuếch đại lớn.
-Cấu trúc: Bộ khuếch đại công suất thường dùng loại khuếch đại đèn sóng chạy
TWT (Travelling Wave Tube Amplifier) và khuếch đại dùng bán dẫn SSPA (Solid
State Power Amplifier). Vì đèn TWT cho công suất ra lớn, kích thước trung bình, gọn
và băng tần rộng vài trăm MHz có thể phủ sóng tất cả các băng tần phân định truyền
dẫn, điều đó có lợi cho việc sử dụng nhiều sóng mang hơn. Công suất bão hòa tại đầu
ra của TWTA thường từ 20W ÷ 40W. Trong các Vệ tinh loại mới được trang bị các bộ

b, Chức năng:
Vệ tinh đóng vai trò một trạm trung chuyển tín hiệu giữa các trạm mặt đất và
được xem như một điểm nút của mạng, nó có chức năng chính như sau:
+Khuếch đại các sóng mang thu được từ tuyến lên để sử dụng cho việc truyền lại
tuyến xuống. Công suất đầu vào của hệ thống Vệ tinh có yêu cầu từ 100 pW ÷ 1 nW,
còn công suất tại đầu ra của bộ khuếch đại công suất phát tuyến xuống có yêu cầu từ
6


10 W ÷ 100 W. Như vậy độ tăng ích của anten của bộ phát đáp Vệ tinh có yêu cầu từ
100 dB ÷ 130 dB. Năng lượng sóng mang trong băng tần được bức xạ đến các vùng
phủ sóng trên bề mặt trái đất.
+Thay đổi tần số sóng mang (giữa phát và thu ) nhằm tránh một phần công suất
phát tác động trở lại phía đầu vào của đầu thu. Khả năng lọc của các bộ lọc đầu vào
đối với tần số sóng mang tuyến xuống, có tính đến độ tăng ích thấp của anten, cần đảm
bảo sự cách biệt khoảng 150 dB.

1.2.2. Phân đoạn mặt đất
Phân đoạn mặt đất bao gồm tất cả các trạm mặt đất của hệ thống và chúng
thường được kết nối với các thiết bị của người sử dụng thông qua các mạng mặt đất
hoặc trong trường hợp sử dụng các trạm VSAT (Very Small Aperture Terminal: Thiết
bị đầu cuối có khẩu độ rất nhỏ), các hệ thống thông tin di động Vệ tinh S-PCN
(Satellite- Personal Communication Network: Mạng thông tin cá nhân Vệ tinh) thì Vệ
tinh có thể liên lạc trực tiếp với thiết bị đầu cuối của người sử dụng. Các trạm mặt đất
được phân loại tùy thuộc vào kích cỡ trạm và loại dịch vụ. Có thể có các trạm mặt đất
vừa thu vừa phát sóng nhưng cũng có loại trạm mặt đất chỉ làm nhiệm vụ thu sóng.
Nói chung một trạm mặt đất bao gồm: Thiết bị thông tin, thiết bị truyền dẫn mặt
đất, thiết bị cung cấp nguồn và nhà điều khiển. Thiết bị thông tin gồm có một anten,
một máy công suất cao, một máy thu tạp âm thấp cũng như thiết bị đa truy nhập/ điều
chế và giải điều chế.

Thiết bị đa
truy nhập
Bộ dao động

HPA

Bộ đổi tần
lên

Bộ khuếch
đại IF

Bộ điều
chế

Máy phát công suất lớn
Hình 1.4: Cấu hình của một trạm mặt đất.
Một tín hiệu gửi đi từ một thiết bị truyền dẫn trên mặt đất ( gồm một bộ ghép
kênh v,v…) được điều chế thông qua thiết bị đa truy nhập, điều chế và giải điều chế;
tần số của tín hiệu đầu ra (ở một tần số trung tần) được biến đổi ra sóng phát ở bộ đổi
tần đường lên. Công suất của tín hiệu này được khuếch đại đến mức yêu cầu nhờ bộ
khuếch đại công suất cao, tín hiệu đầu ra của nó sẽ được bức xạ đến Vệ tinh.
Trong trường hợp thu, anten trạm mặt đất thu tín hiệu từ Vệ tinh, sau đó được
máy thu tạp âm thấp khuếch đại đưa đến bộ đổi tần đường xuống và được biến đổi ra
tần số trung tần. Sau đó được đưa đến thiết bị thông tin trên mặt đất thông qua thiết bị
đa truy nhập điều chế và giải điều chế.

1.3. MỘT SỐ HỆ THỐNG THÔNG TIN VỆ TINH ĐIỂN HÌNH
1.3.1. Hệ thống thông tin Vệ tinh địa tĩnh
1.3.1.1. Đặc tính cơ bản của hệ thống thông tin Vệ tinh địa tĩnh

1.3.1.2. Hệ thống thông tin Vệ tinh INM
a, Giới thiệu chung:
Hệ thống thông tin Vệ tinh địa tĩnh INM, được xây dựng năm 1979 với mục đích
ban đầu là phục vụ cho công tác Hàng hải quốc tế (quản lý các con tàu trên biển và
cứu nạn). Năm 1982, hệ thống được mở rộng sang các dịch vụ thương mại mà tiếp sau
đó là cá dịch vụ truyền thông khác.
b, Hệ thống INM có ba lĩnh vực phân chia phục vụ cho các Vệ tinh địa tĩnh sau
đây:

9


-Các Vệ tinh phủ sóng phục vụ các vùng Đông Đại Tây Dương (AOR-E) và Tây
Đại Tây Dương (AOR-W), Thái Bình Dương (POR) và Ấn Độ Dương (IOR).
-Hệ thống các trạm mặt đất (LES) cung cấp kết nối với các mạng mặt đất. Hiện
INM có 40 trạm chủ mặt đất phân chia theo vùng địa lý kết nối với các mạng mặt đất.
-Các trạm mặt đất di động phục vụ người sử dụng có khả năng liên lạc thông qua
Vệ tinh.
c, Các giai đoạn phát triển và các dịch vụ mà INM cung cấp:
*INM-A: Được đưa vào sử dụng năm 1982. Các thiết bị đầu cuối của hệ thống
này không còn được sản xuất nữa.
*INM-B: Được đưa vào dịch vụ năm 1993, cung cấp các dịch vụ: thoại, fax,
truyền dữ liệu. Các kênh được phân định bằng cách sử dụng một kênh BPSK TDM.
Hệ thống INM-B hoạt động trong băng tần (1626,5-1646,5)MHz cho chế độ phát và
băng tần (1525-1545)MHz cho chế độ thu. Tín hiệu thoại được tạo ra ở khoảng 16
Kbit/s khi sử dụng mã hóa dự đoán thích nghi APC (Adaptive Predictive Coding) và
sau đó sử dụng mã chập tốc độ ¾ để tăng tốc độ kênh lên đến 24 Kbit/s. Tín hiệu được
điều chế dạng offset-QPSK (QPSK bù). Dữ liệu được truyền ở tốc độ nằm trong
khoảng 2,4 đến 9,6 Kbit/s và fax được truyền ở tốc độ lên đến 9,6 Kbit/s sử dụng điều
chế bù offset-QPSK. Các dịch vụ dữ liệu tốc độ cao (HSD) của INM-B cung cấp

(chuyên dụng) và EMSAT (thương mại).
*Hệ thống EUTELRACS:
Là một hệ thống thông tin quản lý hạm đội, được sử dụng để truyền tin, liên lạc
giữa các phương tiện tàu bè, xe cộ di động thông qua một Vệ tinh địa tĩnh. Đầu tiên hệ
thống là một mạng thông tin Vệ tinh di động thương mại sau đó phát triển thêm nhiệm
vụ truyền tin và theo dõi định vị các phương tiện vận chuyển di động. Hệ thống này
hoạt động trong băng tần Ku và tổ chức mạng theo kiểu cấu trúc tập trung quanh một
mạng chủ trung tâm được điều hành bởi tổ chức Vệ tinh viễn thông châu Âu.
Mạng này gồm có 5 phần: trạm chủ mặt đất trung tâm, phân đoạn không gian,
trung tâm quản lý mạng cung cấp dịch vụ (SNMC), thiết bị đầu cuối truyền thông cố
định và thiết bị đầu cuối di động.
+Trạm chủ mặt đất có chức năng điều khiển truy nhập Vệ tinh, quản lý mạng và
các khả năng tính cước dịch vụ. Những khách hàng gửi và nhận tin nhắn từ một thiết
bị đầu cuối gửi đi, được nối với trạm chủ mặt đất thông qua trung tâm quản lý mạng
cung cấp dịch vụ (SNMC: Service Provider Network Management center).
+Thiết bị đầu cuối cố định: là một máy tính PC có cài đặt phần mềm điều hành
hệ thống.
+Trung tâm quản lý SNMC: được nối trực tiếp với một trạm chủ mặt đất thông
qua đường thuê bao riêng hoặc qua mạng chuyển mạch số công cộng PSDN.
Hệ thống EUTELRACS là một dạng dịch vụ theo nhóm khép kín, hệ thống sử
dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia thời gian (TDM) cho tuyến phía trước từ trạm chủ
mặt đất đến thiết bị đầu cuối MCT, tín hiệu được trải trên độ rộng dải tần 2 MHz để

11


tránh sự gây nhiễu đến các Vệ tinh khác trong vùng lân cận và làm mất tác dụng pha
đinh đa đường.
EUTELRACS sử dụng dạng tải Vê tinh có nhớ và chuyển tiếp để đảm bảo dữ
liệu thu được chính xác.

12


THURAYA được thiết kế tương thích với mạng GSM. Tuyến di động hoạt động
trong băng tần L/S. Các tuyến cung cấp làm việc ở băng tần C/S. Đa truy nhập sử dụng
kỹ thuật FDMA/TDMA và QPSK được sử dụng để điều chế các tín hiệu. Mạng hỗ trợ
các dịch vụ thoại, fax và dữ liệu ở các tốc độ 4; 4,8; 9,6 Kbit/s.

1.3.2. Các hệ thống thông tin Vệ tinh không địa tĩnh tầm thấp loại nhỏ
Hệ thống thông tin Vệ tinh tầm thấp loại nhỏ (little LEO satellite) là các hệ thống
chỉ cung cấp các dịch vụ nhắn tin, tốc độ dữ liệu di động bit thấp ví dụ như: thư điện
tử, giám sát từ xa và ghi đọc các thông số đo lường từ xa trên phạm vi toàn cầu dựa
vào việc sử dụng các Vệ tinh hoạt động ở quỹ đạo thấp so với trái đất là trong khoảng
700-2000 Km. Các dịch vụ đó hoạt động theo thời gian thực hoặc là theo dạng có nhớ
và phụ thuộc vào khả năng vùng phủ sóng của mạng.
Sau đây sẽ giới thiệu một số hệ thống Vệ tinh tầm thấp loại nhỏ điển hình:

1.3.2.1. ORBCOMM
ORBCOMM là một hệ thống Vệ tinh tầm thấp loại nhỏ (của Mỹ) được bắt đầu
khai thác dịch vụ vào ngày 30 tháng 11 năm 1998, hiện tại hoạt động với một chùm 36
Vệ tinh và dự kiến phát triển lên 48 Vệ tinh trong tương lai.
Hệ thống ORBCOMM cung cấp tốc độ truyền dữ liệu cho người dùng là 2,4
Kbit/s cho tuyến lên và 4,8 Kbit/s cho tuyến xuống và khả năng tăng lên đến 9,6
Kbit/s. Cả tuyến lên và xuống đều dùng kỹ thuật khóa dịch pha vi phân đối xứng
(SDPSK) và bộ lọc cosin nâng.
Ngoại trừ các Vệ tinh, mạng ORBCOMM còn bao gồm: Thiết bị truyền thông
thuê bao (SC); một NCC và các cổng ra vào, NCC được đặt ở Mỹ.

1.3.2.2. E-SAT
E-SAT là một hệ thống Vệ tinh tầm thấp loại nhỏ gồm 6 Vệ tinh đặt trên các quỹ

trung (MEO). Các Vệ tinh quỹ đạo tầm trung MEO được đặt ở độ cao từ 10.00020.000 Km so với mặt đất với thời gian có chu kỳ quỹ đạo là 6 giờ. Các Vệ tinh trong
quỹ đạo thấp được gọi là (big LEO) và có chu kỳ quỹ đạo là 90 phút. Những Vệ tinh
này được triển khai ở độ cao 750-2000 Km.
Các Vệ tinh ở quỹ đạo tầm thấp LEO thường có thời gian sống khoảng 5-7 năm,
các Vệ tinh trên quỹ đạo tầm trung MEO có thời gian sống khoảng 10-12 năm.
Các mạng S-PCN hoạt động trong băng tần L và băng tần S. Những S-PCN cung
cấp vùng phủ sóng dịch vụ toàn cầu bằng cách sử dụng các chùm đa Vệ tinh. Hiện nay
đã có một số mạng S-PCN đã có thể cung cấp các dịch vụ thông tin di động đến các
máy di động cầm tay phạm vi toàn cầu và vừa có thể sử dụng di động Vệ tinh vừa sử
dụng di động mặt đất.
Sau đây sẽ giới thiệu một số mạng điển hình:

1.3.3.1. IRIDIUM
Hãng Motorola (Mỹ) đã phát triển hệ thống IRIDIUM vào năm 1990. Tháng 11
năm 1998 IRIDIUM trở thành S-PCN đầu tiên bước vào lĩnh vực dịch vụ. Hiện đã có
88 Vệ tinh được phóng thành công trên quỹ đạo tầm thấp.
14


Khởi đầu hệ S-PCN của IRIDIUM sử dụng 77 Vệ tinh. Quỹ đạo Vệ tinh có độ
cao so với mặt đất là 780 Km. Mỗi Vệ tinh có trọng lượng 689 kg và có thời gian sống
khoảng từ 5-8 năm.
Hệ thống IRIDIUM cung cấp các dịch vụ thoại song công, fax và dữ liệu tốc độ
thấp 2,4 Kbit/s. Tốc độ dữ liệu có thể đến 10 Kbit/s. Các tín hiệu được điều chế QPSK
và sử dụng đa truy nhập FDMA/TDMA.
IRIDIUM do không tìm được khách hàng cho mạng của mình cho nên đã ngừng
các dịch vụ vào tháng 3 năm 2000. Tuy vậy các chùm Vệ tinh vẫn hoạt động trên quỹ
đạo, các dịch vụ vẫn được cung cấp cho các khách hàng công nghiệp, hàng không,
hàng hải và dầu khí hướng thì trường Mỹ.


ELLIPSO


Độ cao quỹ
đạo ( km )

780

1414

10.390

2000

7650/8050

Loại quỹ đạo

LEO

MEO

LEO

Lai ghép

LEO/HEO

Trọng lượng
phóng ( kg )

6

5

11

5/7

ISL

Có

Không

Không

Không

Không

OBP

Có

Không

Không

Không



2000

2001
Tốc
truyền
liệu

Dịch vụ

Phủ sóng

độ 2.4 kbit/s
dữ

0.6-9.6
(thoại)

Thoại

Thoại

Thoại

Thoại

Thoại

Fax


9.6 kbit/s
(dữ liệu)

Toàn cầu giới Toàn cầu
16

e-mail
Toàn cầu

Toàn

cầu


hạn vĩ
±700

tuyến

trên
Nam

500

Bảng 1.2: Các đặc tính dịch vụ

Đặc
tính

IRIDIUM

động
(MHz)

2483-2500

2170-2200

1610-1625.5

2483.52500

Đa
truy
nhập

CDMA

FDMA/TDMA

CDMA

WCDMA

QPSK

GMSK(tuyến lên)

QPSK

BPSK/QPSK(tuyế

Chương II
ĐẶC ĐIỂM TRUYỀN SÓNG TRONG THÔNG TIN VỆ
TINH
2.1. CÁC LOẠI QUỸ ĐẠO VỆ TINH
Quỹ đạo Vệ tinh là hành trình của Vệ tinh trong không gian mà trong đó Vệ tinh
được cân bằng bởi hai lực đối nhau. Hai lực đó là lực hấp dẫn của trái đất và lực ly tâm
18


được hình thành do độ cong của hành trình Vệ tinh. Quỹ đạo của Vệ tinh nằm trên một
mặt phẳng có dạng hình tròn hoặc elip. Nếu quỹ đạo là tròn thì tâm của quỹ đạo trùng
với tâm của trái đất. Nếu quỹ đạo là elip thì có một đầu elip nằm xa trái đất nhất và
đầu kia nằm gần trái đất nhất. Điểm xa nhất trên quỹ đạo so với trái đất được gọi là
viễn điểm và điểm gần nhất được gọi là cận điểm.

Hình 2.1: Mô tả các lực tác động lên chuyển động của Vệ tinh trên quỹ đạo.
Các Vệ tinh được sử dụng trong viễn thông được phân thành bốn dạng quỹ đạo
theo độ cao của quỹ đạo Vệ tinh so với mặt đất như sau:
+Quỹ đạo địa tĩnh, GEO (Geostationary Orbit)(được sử dụng phổ biến nhất).
+Quỹ đạo elip tầm cao, HEO (Highly Eliptical Orbit): Là các quỹ đạo dạng elip
và có chiều cao so với mặt đất xấp xỉ và lớn hơn quỹ đạo địa tĩnh. Trong một số tài
liệu kỹ thuật, quỹ đạo địa tĩnh cũng được xếp vào loại quỹ đạo tròn tầm cao.
+Quỹ đạo mặt đất tầm trung, MEO (Medium Earth Orbit): Là các quỹ đạo có
chiều cao so với mặt đất nằm giữa quỹ đạo tầm cao (HEO) và quỹ đạo tầm thấp
(LEO).
+Quỹ đạo mặt đất tầm thấp, LEO (Low Earth Orbi): Là các quỹ đạo có chiều cao
so với mặt đất khoảng (700÷2000 ) km.
Các Vệ tinh truyền thông thường sử dụng quỹ đạo elip có góc nghiêng (so với
mặt phẳng xích đạo) lớn hoặc quỹ đạo tròn trên mặt phẳng xích đạo (Vệ tinh địa tĩnh).
Chu kỳ của các quỹ đạo thông thường là có quan hệ (bằng hoặc bội số) với chu kỳ


Bán kính Trái đất ở xích đạo

6.378,1 km

Bảng 2.1 : Các thông số Kepler của vệ tinh địa tĩnh
20


2.1.2. Quỹ đạo elip
a, Đặc điểm của quỹ đạo elip:
Đối với các quỹ đạo elip thì tốc độ của Vệ tinh không phải là hằng số. Tốc độ đó
có giá trị cực đại ở cận điểm và có giá trị cực tiểu ở viễn điểm. Do đó Vệ tinh ở vùng
viễn điểm có thời gian phủ sóng lớn hơn so với vùng cận điểm và hiệu ứng đó sẽ gia
tăng nếu như độ lệch tâm gia tăng. Vệ tinh ở vùng viễn điểm cũng nhìn thấy các trạm
mặt đất trong một phần lớn chu kỳ của quỹ đạo và điểm đó cho phép thiết lập tuyến
liên lạc trong một khoảng thời gian lớn.
Với nột quỹ đạo có góc nghiêng khác 0 thì Vệ tinh đi qua những vùng về hai phía
xích đạo và có khả năng phủ sóng các vùng cực nếu góc nghiêng của quỹ đạo gần 90 0.
b, Một số quỹ đạo Vệ tinh dạng elip tiêu biểu:
+Quỹ đạo Vệ tinh MOLYA: Là Vệ tinh truyền thông của Liên Xô (cũ) và nằm ở
các vĩ tuyến cao của Bắc bán cầu, có quỹ đạo được thể hiện như sau:

Hình 2.3 : Quỹ đạo elip của vệ tinh MOLNYA và các viễn điểm
cận điểm của quỹ đạo
*Nhận xét: Các phần của hành trình Vệ tinh di chuyển về hướng Đông (so với
mặt phẳng trái đất) có tốc độ góc của Vệ tinh chiếu trên mặt phẳng xích đạo là lớn hơn
tốc độ của trái đất. Sau khi giao nhau với mặt phẳng xích đạo, tốc độ của Vệ tinh lại
21


Chu kù quỹ đạo

24h

( bằng ngày thiên văn

23h56m4s )

Bán kính trục lớn

42.164 km

Độ cao của cận điểm

25.231 km

Độn cao của viễn điểm

46.340 km

Bảng 2.3: Một số thông số của quỹ đạo vệ tinh TULDRA
c, Ưu- nhược điểm của các quỹ đạo Vệ tinh dạng elip và có góc nghiêng lớn:
*Ưu điểm:
Ứng dụng chủ yếu của các quỹ đạo Vệ tinh dạng elip, có góc nghiêng lớn là để
đảm bảo những vùng phủ sóng ở các vĩ tuyến cao với một góc ngẩng lớn và sự chuyển
động biểu kiến của Vệ tinh so với trái đất là rất nhỏ. Góc ngẩng lớn không những có
lợi đối với thông tin cố định trong thu phát sóng mà đối với thông tin di động nó còn
giảm thiểu hiệu ứng che khuất (nhà cửa, cây, núi…) cũng như hiệu ứng đa đường so
với góc ngẩng bé.
22

Vì các đường thông tin Vệ tinh chịu một tiêu hao rất lớn như trên ở trên nên cần
sử dụng các máy phát công suất lớn và máy thu độ nhạy cao cũng như anten thu, phát
có hệ số tăng ích lớn.
Công suất tín hiệu thu được và tổn hao sóng truyền trong không tin tự do:
Giả sử: Một anten thu đặt cách xa anten phát một khoảng R, sẽ thu được một
cống suất PR là:
23


PR = ø.AReff (W)
Trong đó:
+ø: -Là mật độ thông lướng (lưu thông) công suất phát và:
ø=

PT GT
4π R 2

+AReff:- Là diện tích hiệu dụng của anten thu và:
AReff =

GR λ 2
4π

Nên, công suất thu được là:
PR = ø. AReff = PT.GT.GR.(
Đặt: LLS = (

λ 2
)
4π R

thống thông tin Vệ tinh cũng khá lớn.
+Từ biểu thức (2):
Tổn hao càng lớn khi tần số càng cao. Tổn hao càng lớn thì công suất thu được ở
trạm mặt đất càng nhỏ.
24


2.3. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC TẤNG KHÍ QUYỂN ĐẾN KÊNH
TRUYỀN TRONG THÔNG TIN VỆ TINH
Tầng khí quyển là môi trường truyền sóng có ảnh hưởng trực tiếp đến sóng
truyền trong hệ thống thông tin Vệ tinh. Trong tầng khí quyển thì các tác động rõ nét
nhất đến kênh truyền là các ảnh hưởng của tầng đối lưu và của tầng điện li.

2.3.1. Ảnh hưởng của tầng đối lưu
a, Đặc điểm của tầng đối lưu:
Lớp không khí trên mặt đất ở dưới cùng của tầng khí quyển được gọi là tầng đối
lưu. Tính từ mặt đất lên, tầng đối lưu có độ cao (8 ÷ 10) km ở các vĩ tuyến gần Bắc và
Nam cực; (10 ÷ 12) km ở các vĩ tuyến trung bình và (16 ÷ 18) km ở các vĩ tuyến gần
xích đạo.
Các thành phần khí trong tầng đối lưu chủ yếu là oxy không biến đổi theo chiều
cao, nó cũng giống như trên mặt đất ngoại trừ chỉ có hơi nước là phụ thuộc nhiều vào
các điều kiện khí tượng thủy văn và giảm mạnh theo chiều cao.
Tính chất quan trọng của tầng đối lưu là sự giảm nhiệt độ theo chiều cao.
Gradient trung bình của nhiệt độ theo chiều cao của tầng đối lưu là 6 0/ km (ở nửa phần
dưới của tầng đối lưu là 50/ km và ở nửa phần trên của tầng đối lưu là 7 0/ km). Giới
hạn trên của tầng đối lưu được xác định khi không còn sự giảm nhiệt độ theo chiều
cao.
Tầng đối lưu, đứng về góc độ xem xét truyền sóng thì có thể xem chúng như một
hỗn hợp gồm hai chất khí: không khí khô (ôxy) và hơi nước. Sóng vô tuyến truyền
trong đó bị tổn hao và hấp thụ. Có thể có nhiều nguyên nhân dẫn đến hấp thụ đối với