卫星通信系统链路传输工程学习教案

1、卫星通信卫星通信(wixng tngxn)系统链路传输工系统链路传输工程程第一页，共70页。链路传播特性链路传播特性(txng) 在卫星通信系统中，信号的传在卫星通信系统中，信号的传播路径主要是在星际之间、星播路径主要是在星际之间、星-地地之间。之间。星际链路：只考虑自由空间传播星际链路：只考虑自由空间传播损耗损耗星星-地链路：由自由空间传播损耗地链路：由自由空间传播损耗和和 近地大气的各种近地大气的各种影响所确定影响所确定第1页/共70页第二页，共70页。 卫星通信的电波要经过对流层（含云层和雨层）、平流层、电离层和外层空间，跨越距离(jl)大，影响电波传播的因素很多。热层（热电离层）（Th

2、ermosphere） 80 - 500 km中间层（Mesosphere）50 - 80 km 平流层（Stratosphere） 16 - 50 km对流层（Troposphere） 7- 16 km 外逸层（外逸层（ExosphereExosphere） 500 - 64,374 km500 - 64,374 km第2页/共70页第三页，共70页。第3页/共70页第四页，共70页。一、星-地链路传播(chunb)特性 卫星通信的电波在传播中要受到损耗，其中最主要的是自由空间传播损耗，它占总损耗的大部分。其它损耗还有大气、雨、云、雪、雾等造成的吸收和散射损耗等。卫星移动通信系统还会因为受到

3、某种阴影遮蔽(例如树木、建筑物的遮挡等)而增加额外的损耗，固定业务卫星通信系统则可通过适当选址避免(bmin)这一额外的损耗。 自由空间传播损耗 链路附加损耗第4页/共70页第五页，共70页。 1。功率通量密计算公式： 2。接收(jishu)信号功率计算公式： 3。自由空间传播损耗计算公式： 自由空间传播损耗 自由空间电波传播是无线电波最基本、最简单的传播方式。自由空间是一个(y )理想化的概念，为人们研究电波传播提供了一个(y )简化的计算环境。第5页/共70页第六页，共70页。第6页/共70页第七页，共70页。图2-1 以确定的天线面积在不同(b tn)距离上接收辐射能量各向同性( xin

4、 tn xn)辐射源的通量密度 各向同性辐射源：能量(nngling)是向周围均匀扩散，是一种理想化的辐射源；各方向辐射的总功率PT .在半径为d（卫星离地面的距离）的球面上（其面积4d2)的功率通量密度，即单位面积上的功率Pr：理想接收天线面积A) 12(42dPPTr第7页/共70页第八页，共70页。（2-2）式中，PT为天线的发射功率（W)， GT为发射天线的增益， d为自由空间传播(chunb)距离。)22()/(42mWdPGPTTr第8页/共70页第九页，共70页。发射端采用定向天线的通量密度(2)- (2-2)乘积项PT GT 通常称为等效全向辐射功率或EIRP- 等效全向辐射功

5、率（EIRP） 定义：地球站或卫星的天线发射的功率P与该天线增益G的乘积。 表明了定向天线 在最大辐射方向实际所辐射的功率。 EIRP=PG,或 EIRP (dBW)= 10log(PG)=P (dBW) + G (dB)l 例1:卫星的EIRP值为49.4dBW，计算卫星离地面距离为40000km时，地面站的功率密度。解：根据式（2-2），地面站的功率密度为4.94222104.33 (pW/m )44 3.141640000 1000TTrG PPd第9页/共70页第十页，共70页。NoImageerRAPP- Ae: - Ae: 接收天线的有效接收面积接收天线的有效接收面积=A=A（实际

6、物理面积与天线效率的乘积）（实际物理面积与天线效率的乘积）- - 为何不用理想接收天线面积为何不用理想接收天线面积A A来计算接收功率？来计算接收功率？ 因为入射到天线孔径上的能量中，一部分能量会被反射到自由因为入射到天线孔径上的能量中，一部分能量会被反射到自由 空间中，一部分能量会空间中，一部分能量会被有损元件被有损元件(yunjin)(yunjin)吸收。利用吸收。利用AeAe可以说明效率降低的程度可以说明效率降低的程度. .2 4TTRrG PPPAAd 若用接收天线增益若用接收天线增益(2-3)(2-3)式来表示，上式可以改写为：式来表示，上式可以改写为： - GR: 接收天线增益。

7、是工作波长（m），其中=c/f，c为光速，取值为3*108(m/s)2 (2 -4 )4RTTRPGPGd2244 (2-3)ReAGA第10页/共70页第十一页，共70页。l 例2：计算频率为6GHz时，口径3m的抛物面天线的增益。（天线效率为0.55）解：根据29228461030.55231010 lg42.9 (dB)GGG22244 AfGAC2rA第11页/共70页第十二页，共70页。3. 3.自由空间传播自由空间传播(chunb)(chunb)损耗计算公式损耗计算公式电波从点源全向天线发出后在自由空间传播，能量将扩散到一个球面上。如用定向天线，电波将向某一方向会聚，在此方向上获得

8、(hud)增益，那么到达接收点的信号功率为： 其中：PT为发射功率;GT为发射天线增益;GR为接收天线增益； Lf 为自由空间传播(chunb)损耗。 TTRRfP GGPL2244 (2-5)fddfLcd为传播距离，为工作波长，C为光速，f为工作频率。 Lf 通常用分贝表示，当d用km、f用GHz表示时，又可以表示为：)82()(lg20lg2044.92lg10dBfdLLff第12页/共70页第十三页，共70页。l例3: 卫星和地面站之间的距离为42,000km。 计算6GHz时的自由空间损耗。解：根据公式 Lf = 92.44+20lg42000+20lg6=200.46 (dB)9

9、2.4420lg20lg (dB) (2-8)fLdf第13页/共70页第十四页，共70页。图图2-2 自由空间损耗自由空间损耗(snho)与传播路径长度的关系与传播路径长度的关系第14页/共70页第十五页，共70页。图图2-4 静止卫星与地球站的通信距离静止卫星与地球站的通信距离(jl)关系曲线关系曲线422381.0230.302coscosd第15页/共70页第十六页，共70页。 链路附加(fji)损耗l 大气(dq)吸收损耗l 雨衰l 大气(dq)折射的影响l 电离层闪烁和多径第16页/共70页第十七页，共70页。1. 大气吸收损耗 在大气各种气体中，水蒸汽、氧气对电波的吸收衰减起主要

10、作用，水蒸汽的第一吸收峰在22GHz，氧气在60GHz(3580GHz间)。对非常低的水蒸汽密度，衰减可假定与水蒸汽密度成正比。由于在22GHz和60GHz处有较大(jio d)的损耗峰存在，这些频率不宜用于星-地链路，但可用于星间链路。 总体上，大气吸收损耗随频率的增加而增大。在0.3-l0GHz的频段，大气损耗小，适合于电波传播，这一频段是当前应用最多的频段。30GHz附近也有一个低损耗区。第17页/共70页第十八页，共70页。大气吸收附加损耗大气吸收附加损耗(snho)与频率的关系与频率的关系第18页/共70页第十九页，共70页。2、雨衰 在雨天或有雾的气象条件下，雨滴和雾对于较高频率（

11、10GHz以上）的电波会产生散射和吸收作用，从而引入较大的附加损耗，称为雨衰。仰角为的传播路径上的降雨衰减(shui jin)量为： LR=RlR() R是降雨衰减(shui jin)系数，定义为由雨滴引起的单位长度上的衰减(shui jin)，单位dBkm；lR()是降雨地区的等效路径长度，定义为当仰角为时传播路径上产生的总降雨衰减(shui jin)(dB)与对应于地球站所在地降雨强度的降雨衰减(shui jin)系数比(dBkm)，单位为km。第19页/共70页第二十页，共70页。图图2-6 不同不同(b tn)仰角时的雨衰频率特性仰角时的雨衰频率特性第20页/共70页第二十一页，共70

12、页。降雨降雨(jin y)衰减系数的频率特性衰减系数的频率特性第21页/共70页第二十二页，共70页。降雨地区的等效降雨地区的等效(dn xio)路径长度路径长度第22页/共70页第二十三页，共70页。3、大气折射的影响 大气折射率随着高度的增加、大气密度的减小而减小，电波射线因折射率随高度变化而产生弯曲，波束上翘一个角度增量。 大气折射率的变动(bindng)对穿越大气的电波起到一个凹透镜的作用，使电波产生微小的散焦衰减，衰减量与频率无关。在仰角大于5度时，散焦衰减小于0.2dB。此外，因大气湍流引起的大气指数的变化，使电波向各个方向上散射，导致电波到达大口面天线时振幅和相位不均匀分布，引起

13、散射衰落，这类损耗较小。第23页/共70页第二十四页，共70页。图图2-7 微波信号通过微波信号通过(tnggu)大气层时产生折射大气层时产生折射第24页/共70页第二十五页，共70页。4、电离层闪烁和多径 电离层内存在电子密度的随机不均匀性而引起闪烁，可使信号产生折射。 电离层中不均匀体的发生和发展，造成了穿越其中的电波的散射，使得电磁(dinc)能量在时空中重新分布，造成电波信号的幅度、相位、到达角、极化状态等发生短期不规则变化。 对闪烁深度大的地区，用编码、交织、重发等技术，来克服衰落，减少电离层闪烁的影响；其它地区可用适当增加储备余量的方法克服电离层闪烁的影响。 第25页/共70页第二

14、十六页，共70页。电离层闪烁形成电离层闪烁形成(xngchng)(xngchng)多径传播多径传播第26页/共70页第二十七页，共70页。图图2-8 2-8 地面反射形成地面反射形成(xngchng)(xngchng)的多径传播的多径传播第27页/共70页第二十八页，共70页。传播问题物理原因主要影响衰减和天空噪声增加大气气体、云、雨大约10GHz以上频率信号去极化雨、冰结晶体C和Ku频段的双极化系统（取决于系统结构）折射和大气多径大气气体低仰角跟踪和通信信号闪烁对流层和电离层折射扰动对流层：低仰角和10GHz以上频率电离层：10GHz以下频率反射多径和阻塞地球表面及表面上物体卫星移动业务卫星

15、移动业务传播延迟、变化对流层和电离层精确的定时、定位、TDMA系统总结：卫星通信系统(xtng)的传播问题第28页/共70页第二十九页，共70页。第29页/共70页第三十页，共70页。Rician概率密度函数由建筑物、树木或其它反射物造成的反射波形成的多径信号，与直射波信号合成，其信号包络r(t)服从Rician分布，相位服从0,2的均匀分布，r(t)可以表示为： 22 (2-11)csr tatKat其中 和 为相互正交的高斯过程，而参数K称为莱斯因子，它是直射分量的功率与其他多径分量功率之和的比值。 cat sat r(t)的概率密度函数为 220222( )exp 2rrrZrZf rI

16、 是电压的标准差， 2是平均多径功率，I0()是第一类零阶修正贝塞尔函数。Z为直射波分量。定义Rice因子K为直射波功率与平均多径功率的比值，K值反映了多径散射对信号分布的影响。第30页/共70页第三十一页，共70页。 当信号的直射波分量被树木、输电线或高的地面障碍物所遮蔽时，接收信号的强度r1(t)服从对数高斯条件下的Rician分布，相位服从0,2的均匀分布，r1(t)可以表示为 221( )( ) (2-12)ccssr ty taty tat其中，yc(t)和ys(t)是互为正交的对数高斯过程，其特性由均值 和方差2确定。 莱斯信道的莱斯因子K和对数正态莱斯信道的均值和方差2都与用户对

17、卫星的仰角 有关。在农村树木遮蔽条件下，K、 和2可用下面的经验公式进行计算: 201223012301 (2-13)KKKK 第31页/共70页第三十二页，共70页。(2-13)式中的参数(cnsh)K0，K1,由表2.1给出。表表2.1 经验经验(jngyn)公式（公式（2-13）中的参数值）中的参数值KK0=2.731K1=-0.1074K2=0.002774 0=2.3311=0.11422=-0.0019393=1.04910-5 0=4.51=-0.05 第32页/共70页第三十三页，共70页。图图2-9 不同仰角时接收电平累积不同仰角时接收电平累积(lij)分布分布 第33页/共

18、70页第三十四页，共70页。表表2-2 接收信号有效性分别接收信号有效性分别(fnbi)为为90，95和和99%时的余量时的余量第34页/共70页第三十五页，共70页。Rayleigh概率密度函数Rayleigh概率密度函数是Rician分布的特殊情况，即当没有直射波分量(Z=0)时，接收信号全部由多径信号组成(z chn)，其信号包络r的概率密度函数为： 222exp 2rrrfr第35页/共70页第三十六页，共70页。Lognormal概率密度函数卫星与地面站之间的直射(zh sh)波被路边的树木或其它障碍物吸收或散射掉时，要出现阴影衰落。此时的电压变量是由于阴影而成为Lognormal的

19、。随机变量Z的概率密度函数为：200ln1( )exp 22zZfZdZd 和d0分别(fnbi)是lnZ的均值和方差。第36页/共70页第三十七页，共70页。多普勒频移l 在卫星移动通信系统中，卫星与地面移动终端之间存在相对运动，因而它们作为发射机或接收(jishu)机的载体，接收(jishu)信号相对于发送信号将产生多普勒频移。分析表明，多普勒频移fD可由下式表示cos (2-14)cDVffC其中，V为卫星与用户的相对运动(xin du yn dn)速度，fc为射频频率，C为光速，为卫星与用户之间的连线与速度V方向的夹角。第37页/共70页第三十八页，共70页。三、天线(tinxin)的

20、方向性和电极化问题l 天线(tinxin)增益和方向图l 天线(tinxin)增益通常是指最大辐射方向上信号功率增加的倍数，天线(tinxin)方向图可以描述天线(tinxin)在整个空间内辐射功率的分布情况。方向图的主要参数是主瓣的半功率角0.5（单位为度），常称为波束宽度，对于抛物面天线(tinxin)，其近似估算公式为：0.5 ND 其中，D为抛物面天线的口面直径，单位为m；N是一个(y )与场分布图在天线口面上的分布规律有关的常数。当场在天线口面上呈均匀分布时，N=58；当场在天线口面上呈锥形分布时，N=70。 锥形分布是指场分布图在天线口面上从中心向四周逐渐减弱的分布，即口面中心的场

21、强最强，而边缘的场强最弱。第38页/共70页第三十九页，共70页。第39页/共70页第四十页，共70页。又称为半功率波束宽度，是一种波束角度，其中相对功率为最高功率的50%。天线方向图有2个或多个瓣，辐射角最强的称为主瓣。在主瓣最大辐射方向两侧，辐射强度降低3dB（功率密度降低一半(ybn)）的两点间的夹角定义为波瓣宽度（波束宽度/半功率角），波瓣宽度越窄，方向性越好。第40页/共70页第四十一页，共70页。第41页/共70页第四十二页，共70页。第42页/共70页第四十三页，共70页。 1sin (2-20)sinDJG 为以主瓣中心(zhngxn)轴线为参考的方向角；而J1( )为第一类一

22、阶贝塞尔函数。 对于同相均匀激励的圆口径(kujng)天线来说，方向图可用下式表示第43页/共70页第四十四页，共70页。图图2-12 泄漏泄漏(xilu)对地面微波系统产生干扰对地面微波系统产生干扰第44页/共70页第四十五页，共70页。l天线的极化隔离l 一般情况下，在一个周期内电场矢量的顶点在垂直于传播方向的平面上的投影为一个椭圆，称为椭圆极化。从天线顺着电波传播方向看，若电场矢量顺时针旋转，称为右旋，若逆时针旋转，称为左旋。l 对于一个椭圆极化波，可以用三个参数来描述(mio sh)它：(1)旋转方向，（2）轴比，（3）倾角（长轴相对于基轴的倾角）。l 圆极化和线极化是椭圆极化的两种特

23、例：轴比为1的极化为圆极化，而轴比为无限大的极化为线极化。任何一种极化方式，极化波矢量都可以分解为相互正交的两个分量。对于圆极化波，分解为左旋和右旋两个极化波矢量；对于线极化波，分解为水平极化和垂直极化两个分量。 第45页/共70页第四十六页，共70页。 理论上两个正交极化波是完全隔离的，一个天线可以配置两个接收或发送端口。每个端口只与一个极化波匹配，而与另一个极化波正交。 在卫星通信系统中，由于实际收、发设备的误差以及电波传播过程中降雨的去极化作用等因素的影响，发送波的极化方向与接收端所要求的极化方向有误差，这将引起两个结果：首先，接收的正交分量将有泄漏、并对匹配接收的有用信号形成干扰(gn

24、ro)；其次，匹配接收信号将因误差而有所减小，称为极化损耗。第46页/共70页第四十七页，共70页。图图2-13 由馈源喇叭由馈源喇叭(l b)形成的垂直和水平极化形成的垂直和水平极化波波电波(din b)传播方向电波(din b)传播方向第47页/共70页第四十八页，共70页。四、噪声(zoshng)与干扰噪声: 对于卫星通信链路来说，有几个源可能引入噪声。 1. 系统热噪声：由接收(jishu)机的第一级引入； 2. 接收(jishu)机内部噪声：由系统内部器件的非线性产生的； 3. 天线噪声：自然和人为噪声被天线接收(jishu)产生；其他干扰： 系统间干扰、共道干扰、互调干扰（也称互调

25、噪声）、交叉极化干扰等。接收接收(jishu)系统的等效噪声系统的等效噪声温度温度第48页/共70页第四十九页，共70页。（一）接收(jishu)系统的等效噪声温度 T图图2-16 接收系统接收系统(xtng)噪声温度计算图噪声温度计算图接收系统的等效(dn xio)噪声温度：包括天线、馈线和接收机在内的所有噪声的等效(dn xio)噪声温度。以接收机输入端为参考点，将天线、馈线的噪声温度折算到接收机输入端，并与接收机的等效(dn xio)噪声温度相加。接收机是由级联电路网络组成:放大器、变频器.第49页/共70页第五十页，共70页。1. 接收机等效噪声温度 Trel 系统热噪声 - 热噪声：

26、只要传导媒质不处于绝对温度的零度，其中的带电粒子就存在 随机运动，产生对信号形成干扰的噪声，称为热噪声。 - 有源器件会产生热噪声。一个有源器件产生的噪声用噪声系数来表示。 而在卫星网络中，由于所有器件或多或少会产生噪声，这些内部噪声 可能是热的也可能不是，为了分析设计方便，把它们全部等效成热噪 声来处理，从而引入等效噪声温度的概念。l 等效噪声温度与噪声系数0 (2-21)nKT其中，k为波耳兹曼常数，1.3810-23J/K；T为噪声源的噪声温度，单位为K。噪声的功率谱密度与频率无关，为白噪声。000 (2-22)ieNNNKT BAKT BA T0是输入匹配电阻的噪声温度 ，Te称为网络

27、的等效噪声温度 ，A为网络增益，B为网络的带宽。Ni0: 网络输入端的匹配电阻产生的噪声而输出的噪声功率；N: 网络内部噪声对输出噪声的贡献。 1)- 噪声功率谱密度n0：2)- 网络输出噪声功率N0：第50页/共70页第五十一页，共70页。3) 噪声系数NF：定义为输入(shr)信噪比与输出信噪比的比值 。000/1 (2-23)/()iiieFooieSNSKBTTNSNSKB TTT (1) (2-24)eFoTNT 网络的等效(dn xio)噪声温度Te可以表示为：第51页/共70页第五十二页，共70页。l级联网络(wnglu)的等效噪声温度 1)n个级联网络的输出噪声功率分别为：11

28、11222112223eeeenennenkB TTAkB TTA AkBT AkB TTA AAkBT A AAkBA T12nenkB TTA AA其中，T为输入端噪声温度 。 和 级联的n个网络的增益和等效噪声温度 。12,nA AA12,eeenTTTn级网络输出噪声功率为：A1A2An输出输入第52页/共70页第五十三页，共70页。n级网络(wnglu)的输出噪声功率也可以表示为：1212101 neknonkkKBTA AANKBT A AAAA 其中(qzhng)，A0=1。第53页/共70页第五十四页，共70页。2)n级网络(wnglu)总的等效噪声温度为：111121nnei

29、jijineniineieiijjTATATTA 各级网络的内部噪声对总的等效噪声温度的贡献均要折算到系统(xtng)的输入端，第k级网络内部噪声对总的等效噪声温度的贡献为：121ekkTA AATre=第54页/共70页第五十五页，共70页。一个由n级放大器级联而成的网络(wnglu),其等效噪声温度也可以表示为：121312121/()/() eeeeennTTTATA ATA AA121312121(1)/(1)/()(1)/() nnFFFAFA AFA AAn级级联网络(wnglu)的噪声系数为：其中(qzhng)，Fn是第n级放大器的噪声系数。Tre=第55页/共70页第五十六页，

30、共70页。例4 两个放大器级联，每个有10dB的增益(zngy)，噪声温度200K，计算总增益(zngy)和相对输入的等效噪声温度。解：总增益为：G=G1+G2= 20 (dB)， 而相对输入(shr)的等效噪声温度为：121/200200/10220 (K)ieeeTTTG第56页/共70页第五十七页，共70页。2.有耗无源网络（馈线(ku xin)等）的等效噪声温度TFe 实际系统中，天线接收到的信号都需要经过波导或同轴电缆和开关等有耗元件耦合到接收机的第一级，这些有耗元件会引入噪声。 假定环境温度为T0（通常为290K），在输入、输出(shch)端匹配的情况下，输出(shch)端负载得到

31、的噪声功率No为：00 NkBT00/ FeFNkBTLkBTL01 (2-25)FFTLT 同时输出噪声功率还可以表示为输入噪声功率对输出的贡献，加上网络(wnglu)内部噪声对输出的贡献。假设无源网络(wnglu)的损耗为LF，增益为A=1/LF。则网络(wnglu)输出噪声功率为： 馈线输入端的噪声温度（特指损耗LF的温度，Te改用TF表示 )为： 在幻灯片47页，馈线的噪声温度折算到接收机输入端，因此馈线的等效噪声温度：TFe=TF/LF=（1-1/LF）T0 (2-26)第57页/共70页第五十八页，共70页。l天线噪声温度：天线噪声温度是衡量通过天线进入接收机的噪声量的一个指标，通

32、过对所有来自外部噪声源的噪声分量进行积分求得。l天线噪声主要包括了由天线主瓣进入天线的宇宙(yzhu)噪声、大气噪声，和由天线旁瓣进入的地面噪声、大气噪声和太阳噪声。同时，下雨时还有雨的吸收噪声。一般来说，晴天条件下天线噪声温度大约在30-50K的范围，然而它与下列因素有关：仰角（仰角越大，噪声越小）；天线直径（直径越大，噪声越小）；天气条件（雨天噪声剧增，特别是10GHz以上的频段)。l天线的噪声温度用Ta表示，它是在馈线的输入端的数值。假设馈线损耗为LF，则将其折算到馈线输出端，即接收机输入端时，其等效值Tae为：3. 天线(tinxin)的等效噪声温度Tae/ (2-33)aeaFTT

33、L第58页/共70页第五十九页，共70页。011 -35aeFereareFFTTTTTTTLL（2）第59页/共70页第六十页，共70页。（二）其他(qt)干扰 卫星通信系统内的其他噪声干扰主要包括系统间干扰、共道干扰、互调干扰（也称互调噪声）、交叉极化干扰等。系统间干扰：如卫星通信系统与地面微波通信系统之间的干扰共道干扰：为了充分利用频率资源，常采用空间频率复用技术，相同频道可能分配在指向不同地区的两个波束覆盖区，但波束间的隔离往往并不十分理想，从而产生共信道干扰。交叉极化干扰：为了充分利用频率资源，卫星通信系统常采用极化隔离频率复用技术，即两个波束的指向区域可能是重叠的并且使用相同的频率

34、，通过使用不同的极化方式来实现信号(xnho)间的隔离。由于极化的不完全正交可能造成干扰，即能量从一种极化状态耦合到另一种极化状态引起的干扰。这也是一种共道干扰。互调干扰：当转发器用于转发多载波信号(xnho)时，总是希望转发器有较高的功率效率，但高效率的功放可能产生较明显的非线性，使各载波信号(xnho)之间形成互调干扰。 第60页/共70页第六十一页，共70页。五、卫星通信(wixng tngxn)的全链路质量l 链路预算(y sun)分析l 全链路传输质量第61页/共70页第六十二页，共70页。卫星通信(wixng tngxn)系统的主要技术参数等效(dn xio)全向辐射功率（EIRP

35、） 定义：地球站或卫星的天线发射的功率P与该天线增益G的乘积。 表明了定向天线 在最大辐射方向实际所辐射的功率。 EIRP=PG，或 EIRP(dBW)= P(dBW)+G(dB)噪声温度（Te） 定义：将噪声系数折合为电阻元件在相当于某温度下的热噪声，温度以绝对温度K计。噪声温度（Te）与噪声系数(NF）的关系为：NF=10lg(1+Te/290)dB品质因素（G/Te） 定义：天线增益与噪声温度的比值。 G/Te=G(dB)-10lgTe(dB/K)第62页/共70页第六十三页，共70页。（一）链路预算分析 链路预算的任务有两类：在选定空间转发器和地球站设备的情况下，验证系统能否满足用户的

36、使用要求；或者，在已知空间站或地球站部分参数的条件下，根据实际应用的技术要求，确定对设备另一部分指标的要求，如地球站天线尺寸、接收机噪声(zoshng)性能等。图图2-15 链路单元与功率链路单元与功率(gngl)平衡方程平衡方程第63页/共70页第六十四页，共70页。 在幻灯片11页（2-4）式，电波经自由空间传播后的接收(jishu)信号功率Pr: ttrrftrP G GPLL L2 4rrttPG G Pd若考虑发射机到发射天线(tinxin)的波导传播损耗（馈线）Lt和接收天线(tinxin)到接收机的波导传播损耗Lr，则接收信号功率为：上式称为功率平衡(pnghng)方程。第64页/共70页第六十五页，共70页。T为接收系统的等效(dn xio)噪声温度，它包括从天线进入接收机的噪声的等效(dn xio)噪声温度和接收机内部噪声折算至其输入端的等效(dn xio)噪声温度；k为波耳兹曼常数， ；B为系统的带宽。/ (2-30)ftrEIRP GC NL L L kBT (2-28)iNKTB231.38 10/kJ K卫星通信中用C、G、N表示接收信号的载波功率、接收天线(tinxin)增益和接收端的噪声功率。接收机的输入噪声功率(gngl)可以表示为：接收信号的载噪比C/N为：TTrtfPGEIRPLLLGEIRPC第65页/共70页第六十六页，