STK基础教程(5)

2018-12-01 16:11

3 利用Comm Constraints设计通信链路

在Rain Model选项,选择Use Rain Model,将Outage Percent设为0.01,该数字表示一年当中由降雨造成通信中断时间的百分比,或者反过来说,也可以表示尽管存在降雨但通信链路仍然畅通的百分比。此处将链路畅通时间占一年时间的99.99%,其它参数(例如功率、频率)必须调整来满足该要求。

选中System Temperature区域的Calculate选项,点击Details…按钮打开System Temperature窗口:

将Receiver Noise Figure设为1.2dB,选择Calculated Antenna Noise,选中Sun,

Atmosphere,Rain天线噪声源选项,点击OK回到Medium Receiver Model窗口。

打开接收机的Refraction页面,从Refraction Model中选择ITU-R P.834-4。根据ITU834.4标准的建议,当输入非折射高程角(non-refracted elevation angle)和接收机的平均海拔高度时,该模型便计算处折射高程(refracted elevation)。点击OK,这样就配置好了接收机的参数。

为卫星传感器安装一个发射机,打开发射机的Basic-Definition页面,将Model Type设置为Complex Source Transmitter:

将Frequency设为4.5GHz,Powe设置为5dBW。点击Antenna…按钮,会出现一个Single Beam Antenna窗口如下:

3 利用Comm Constraints设计通信链路

点击Details按钮,打开Antenna Parameters窗口:

Diameter设置为1m,Antenna Efficiency设置为55%。关闭Antenna Parameters和Single Beam Antenna窗口。

关闭Complex Source Transmitter Model窗口前,点击Post-Transmit按钮(在Additional Gains and Losses页面),会打开Post-Transmit Gains & Losses窗口:

点击Add按钮,在新出现的行左边小格内输入Pointing Loss,右边小格输入-1dB。

这是接收机和发射机的典型增益损失。点击OK,关闭Post-Transmit Gains & Losses窗口。再次点击OK,关闭Basic-Definition窗口。这样就完成了发射机的设置。

在Object Browser里选中发射机,打开Access工具,将接收机设为Associated Object,点击Compute。2D图形窗口中高亮显示的卫星地面投影曲线表示存在发射机和接收机之间的通道,放大该区域观察。

在给定的RF准则的前提下,Comm Constraints影响了访问时间,保持Access窗口打开状态,观察访问情况的变化。

3.3 设置COMM CONSTRAINTS

在Access窗口,点击Reports-Custom…按钮,显示STK Report工具栏,选择Styles-Link Budge-Detailed-Create…,于是得到含有大量链路性能数据的报表。

例如要查看接收各向同性功率(Received Isotropic Power,RIP),该数据是发射机有效各向同性辐射功率(Effective Isotropic Radiated Power,EIRP)与接收机接收到的传播信号(大气、雨水、自由空间会造成传播损失)的乘积。根据Link Budget Report,该数据大致在-156到-135dBW范围内。

保持报表窗口打开。

打开接收机的Constraints-Comm页面。

3 利用Comm Constraints设计通信链路

3.3.1 接收各向同性功率约束

假设不考虑RIP值低于-140dBW的链路。选中Rcvd Isotropic Power-Min,输入-140,点击Apply。在2D图形窗口中,会看到刚才设置的约束对访问时间有很大的影响。回到Link Budget报表,点击Report-Refresh,观察RIP值的变化,发现小于-140dBW的条目消失了。

在关闭最小RIP、设置其它约束之前,考虑在保持该最小约束的前提下如何提高链路性能。一种方法是通过增大高斯天线的直径来提高发射机增益,EIRP(发射机增益与功率的乘积)也会增大。前面提到,天线数据是在Single Beam Antenna-Details…-Antenna Parameters里设置。将Diamter设置为1.5m,点击OK关闭Antenna Parameters和Single Beam Antenna窗口,在Complex Source Transmitter Model窗口里点击Apply。此时2D图形窗口会有明显的变化,刷新Link Budget报表,会发现有新的时间条目出现。

注意:在接下来的操作前,将Diameter更改回1.0m,并取消RIP约束。 不幸的是,如果卫星已经发射出去,此时没有办法改善RIP值。如果想通过提高接收机增益来改善RIP值是不可行的,因为RIP值与发射机没有联系。因此在发射昂贵的硬件之前先要进行各项分析。


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