EIRP指標(biāo)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、EIRP指標(biāo)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1、EIRP定義EIRP是描述系統(tǒng)發(fā)射能力的指標(biāo)，EIRP=G+-L,G是天線增益，P是功放輸出功率，L是饋線損耗。2、地面站EIRP指標(biāo)設(shè)計(jì)思路在地面站系統(tǒng)存在上行業(yè)務(wù)時(shí)，需對(duì)EIRP進(jìn)行設(shè)計(jì)。包括如下情況：a. 衛(wèi)星測(cè)控地面站，上行信號(hào)為衛(wèi)星控制信號(hào)；b. 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)地面終端，上行信號(hào)為采集數(shù)據(jù)；c. 衛(wèi)通地面站，存在端到端的雙向數(shù)據(jù)傳輸。對(duì)于a，b兩種情況，衛(wèi)星上都有解調(diào)器，地面站EIRP設(shè)計(jì)時(shí)，只考慮上行鏈路，保證衛(wèi)星接收C/No。EIRPC/Noth+Loss-G/T。對(duì)于衛(wèi)通地面站的EIRP設(shè)計(jì)，由于衛(wèi)星不設(shè)終端，只具備轉(zhuǎn)發(fā)功能，終端位于對(duì)端地面站，因此須考

2、慮上行鏈路和下行鏈路，保證對(duì)端地面站的C/No。這里的設(shè)計(jì)稍微復(fù)雜，敘述如下：設(shè)計(jì)公式如下：C/No=EIRP地-Loss+G/T衛(wèi)+;AC/Not=EIRPe-Loss+G/T地+;BC/No=1（1/（C/No上）+1/（C/No下）。C上述公式聯(lián)立，可看出C/No與EIRP地的關(guān)系。但值得注意的是，公式中EIRP衛(wèi)和G/T衛(wèi)都與衛(wèi)星參數(shù)有關(guān)，特別是EIRP衛(wèi)，無(wú)法從衛(wèi)星參數(shù)中一眼看出，須通過(guò)計(jì)算。下面，對(duì)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器參數(shù)和EIRP衛(wèi)的計(jì)算方法進(jìn)行介紹。與鏈路計(jì)算有關(guān)的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器參數(shù)有且只有5個(gè)：G/T衛(wèi)、飽和通量密度、輸入回退、輸出回退、最大輸出EIRP衛(wèi)max。1）G/T衛(wèi)：衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器接

3、收系統(tǒng)G/T。與公式A有關(guān)。以下2）3）的參數(shù)，與公式B中的EIRP衛(wèi)有關(guān)。2）飽和通量密度：通量密度（W）反映衛(wèi)星天線單位有效面積上的接收功率。不科學(xué)的說(shuō)，該量的目的就在于反映衛(wèi)星的接收功率，只是考慮到天線的原因，才炮制出通量密度這一物理量。4WEIRF地Loss10lg（p），可見(jiàn)，W決定于EIRP地。飽和通量密度（Ws）是衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的參數(shù)之一，指衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器輸入壓縮時(shí)，衛(wèi)星天線單位有效面積上的接收功率。這一物理量反映的是衛(wèi)星的靈敏度，當(dāng)通量密度達(dá)到Ws時(shí)，即可判斷衛(wèi)星輸入已壓縮。顯然，這種情況在實(shí)際中很少出現(xiàn)，因?yàn)檩斎雺嚎s時(shí)，衛(wèi)星輸出已超過(guò)輸出壓縮點(diǎn)，功放深度壓縮，比較危險(xiǎn)。一般，衛(wèi)星方允

4、許衛(wèi)星接收通量密度達(dá)到的值是Ws-Bo。關(guān)于輸入、輸出壓縮和Bo,，詳見(jiàn)第3）點(diǎn)。3）輸入回退（Bo）和輸出回退（Boo）:先說(shuō)明輸入壓縮和輸出壓縮。輸入壓縮是指轉(zhuǎn)發(fā)器功放輸入口前置放大器壓縮，輸出壓縮是指轉(zhuǎn)發(fā)器功放壓縮。在轉(zhuǎn)發(fā)器使用時(shí)，為了保證線性，衛(wèi)星方一般規(guī)定轉(zhuǎn)發(fā)器前放的額定輸出功率比壓縮點(diǎn)小310dB,這就是輸入回退（Boi）,規(guī)定轉(zhuǎn)發(fā)器功放的額定輸出功率比壓縮點(diǎn)也小36dB，這就是輸出回退（Boo）。對(duì)于鏈路設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，除了Bo比較重要外，Boo與Boi的差值也相當(dāng)關(guān)鍵。4）最大輸出EIRP衛(wèi)max：工程上，最大輸出EIRP衛(wèi)max指的就是衛(wèi)星功放輸出達(dá)到壓縮點(diǎn)時(shí)，衛(wèi)星的EIRP值。（

5、對(duì)于衛(wèi)星，一般資料中好像并不區(qū)分飽和點(diǎn)和壓縮點(diǎn)）。通過(guò)上述介紹，需搞清楚如下關(guān)系：當(dāng)?shù)孛嬲綞IRP地達(dá)到一定水平，使衛(wèi)星的接收通量密度W達(dá)到Ws-Bo,衛(wèi)星功放輸出在輸出壓縮點(diǎn)的基礎(chǔ)上回退Bo。，此時(shí)，EIRPs=EIRP&max-Boo。進(jìn)一步，當(dāng)?shù)孛嬲綞IRP地較小時(shí)，衛(wèi)星的接收通量密度距Ws-Boi差-個(gè)量值Bo，貝UEIRP衛(wèi)=EIRP衛(wèi)max-Boo-Boo至此，公式A、B、C中的所有參數(shù)都已確定，建立Excel表格，可以方便的得C/No與EIRP地的變化關(guān)系。一般設(shè)計(jì)時(shí)，在Excel表格中不斷調(diào)整EIRF地,C/No自動(dòng)計(jì)算得到結(jié)果，直到滿足門限要求為止。在調(diào)整EIRP地的過(guò)程中，

6、還要注意時(shí)刻注意中間量W。如下：1）W不能超過(guò)Ws-Bc10lg（N）,其中，N為單個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器中的載波數(shù)量。若W超過(guò)Ws-Bo-10lg（N），則無(wú)論C/No計(jì)算結(jié)果如何，都要降低EIRP地；（對(duì)于實(shí)際運(yùn)營(yíng)的通信衛(wèi)星，這一條也可以適當(dāng)放寬：Ws-Bci-10lg（N）WWs-Bo,此時(shí)，你在占用其他用戶的信道功率，影響轉(zhuǎn)發(fā)器線性，很不厚道）2）對(duì)于傳輸速率要求非常高的情況，設(shè)計(jì)EIRP地，使W=Ws-Bo-10lg（N）o即以衛(wèi)星下行EIRP衛(wèi)最大化為原則。這種情況特別適用于星狀網(wǎng)的主站以及傳輸速率要求極高的情況。3）對(duì)于傳輸速率不高的情況（一般，地面EIRP地較小，W也很?。?，不必考慮W,設(shè)計(jì)

7、原則就是保證C/No大于C/Noth。這種設(shè)計(jì)的例子包括：星狀網(wǎng)的小站、低速率傳輸?shù)膱?chǎng)合。3、EIRP指標(biāo)實(shí)現(xiàn)思路確定地面站EIRP旨標(biāo)后，根據(jù)公式EIRP=G+P-L,只需對(duì)天線增益G、功放最大輸出P和饋線損耗L進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)建議如下：1) 對(duì)于第2章中的a,b兩種應(yīng)用情況，完全根據(jù)天線的接收指標(biāo)(G/T值)來(lái)確定天線口徑，從而得到發(fā)射增益G。功放的輸出P=EIRF地G+L2) 對(duì)于第2章中c應(yīng)用情況，地面站天線、功放指標(biāo)需與對(duì)端的指標(biāo)一起考慮，同時(shí)也要結(jié)合G/T值設(shè)計(jì)。比較簡(jiǎn)單的做法是，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定天線口徑和功放大小，然后根據(jù)Excel鏈路計(jì)算表進(jìn)行微調(diào)。常見(jiàn)的設(shè)計(jì)原則是：車載站天線設(shè)計(jì)考

8、慮運(yùn)輸性，盡量采用小天線、大功放；星狀網(wǎng)中主站采用大天線；網(wǎng)狀網(wǎng)中，兩端天線、功放指標(biāo)盡量一致。3) 饋線一般如下設(shè)計(jì)：S頻段以下均可采用低損電纜，功率較大時(shí)，須采用大功率低損電纜。S頻段電纜損耗一般是m,低頻情況，損耗更小。C、Ku、Ka等一律采用波導(dǎo)饋電，損耗一般按m設(shè)計(jì)。值得注意的是，在地面站系統(tǒng)中，功放和天線之間往往會(huì)接入測(cè)試耦合器、多工器、開(kāi)關(guān)、環(huán)行器等微波器件，設(shè)計(jì)時(shí)，在饋線損耗上要留有1dB左右的余量。4、工程建議對(duì)于典型的衛(wèi)通系統(tǒng)，市面上的天線、功放都有一定的規(guī)格，在設(shè)計(jì)時(shí)，天線、功放盡量滿足規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。比如，天線口徑：13m，7.3m，6m，3.7m，2.4m，1.8m，1.5m，1.2m，0.9m;功放輸出：8W，16W，25W，40W，60W，80W等。1) 饋線盡量短，功放靠