rrcs_cap 1

7/21/2019 RRCS_cap 1

http://slidepdf.com/reader/full/rrcscap-1 1/32

1

capitolul 1

ASPECTE GENERALE PRIVIND SISTEMELE DE

COMUNICATIE PRIN RADIORELEE ŞI PRIN SATELIŢI

1.1. Generalităţi privin raioreleele şi !ateliţii e co"unicaţii1.1.1. Ter"inolo#ie

Radioreleele (RR) sunt sisteme de radiocomunicaţii dirijate în domeniile FIF, UIF şiEIF (30 – 60MH !!! "#$30%H), const&nd din staţii terminale ('inale) şi o succesiune destaţii intermediare în iiilitate directă – 'i*! 1!1!a!

Sistemele de comunicaţ ii spaţ iale, +rin sateliţi, (-) sunt de asemnea sisteme de radio$

comunicaţii dirijate, lucr&nd în domeniile UIF şi EIF, 'ormate din staţii 'inale şi o sin*ur ă staţie

intermediar ă am+lasată +e satelit – 'i*! 1!1!! -taţiile 'inale sunt am+lasate +e .ăm&nt şi se

numesc staţ ii de sol , re+reent&nd segmentul de sol / satelitul re+reintă segmentul spaţ ial !

-I$satelit

r

-I$1 " -I$" -I$3r2

1 -$" --$--$3

--$"

-$1 -I$ -I$# -I$6 --$1

a

Fi*! 1!1! Re+reentare sc4ematică a unui sistem de radiorelee (a) şi de comunicaţii s+aţiale ()! - – staţiiterminale/ -I – staţii intermediare/ -- – staţii de sol/ $ tronson/ r , r 2 – traiect ascendent şi descendent

In cadrul radioreleelor, interalul dintre două staţii se nume şte tronson! -taţiileinter$mediare +ot asi*ura numai retransmisia de la o staţie la alta sau +ot aea şi alte 'uncţii(trans$misii radio şi 5 +entru +ulic, colectare de mesaje, !!!) şi în acest ca se numesc staţ ii (inter-mediare) principale!

In caul comunicaţiilor s+aţiale, interalul dintre o staţie de sol şi satelit se numeşte

traiect (link ) – eistă un traiect ascendent (uplink ) +entru transmisii de la sol la satelit şi un

traiect descendent (downlink ) +entru transmisiile de la satelit la sol!

1.1.$. Principiile raioco"unicaţiilor prin RR şi CS

-istemele RR şi - realieaă le*ătura între staţii în radio'recenţă (RF) +rin unde

electroma*netice (UEM) de înaltă 'recenţă, de re*ulă microunde, cu 'recenţe +este 0,%H!

Staţ iile terminale din sistemele RR şi staţ iile de sol din sistemele - realieaă +atru 'uncţii +rinci+ale7 1) +rimirea, +relucrarea semnalelor utile şi su+ra+unerea lor +e unsemnal de RF +urtător/ ") emisia semnalului de RF su 'ormă de UEM/ 3) rece+ţia UEMde RF/ ) etra*erea semnalelor utile din semnalul RF şi trimiterea lor s+re utiliatori!

-emnalele utile sunt ariate7 tele'onice (ocale), de radiodi'uiune, de teleiiune,

di*itale etc!, cu ariate surse şi destinaţii! -emnalul cel mai e4iculat în sistemele RR şi -

7/21/2019 RRCS_cap 1


este (încă) cel tele'onic, cu anda limitată la a+roimati 8H (rotunjit)/ +entru 'iecare

7/21/2019 RRCS_cap 1


"

semnal tele'onic se alocă un interal de 'recenţe numit canal , cu lăr*imea de cca! 8H!&nd treuie e4iculate semnale cu s+ectru mai lar* (date, 5), se alocă mai multe canale!a urmare, capacitatea de transmisie a unui sistem se e+rimă în număr de canale!

9a emisie, semnalele cu andă în*ustă (tele'onic, tele*ra'ic, de radiodi'uiune, unele

semnale de date) sunt multi+leate în 'recenţă sau în tim+, 'orm&nd semnalul în banda de

baz ă/ semnalul 5 cu com+onenta de sunet 'ormeaă sin*ur semnalul în anda de aă!-emnalul în anda de aă modulea ă un semnal de 'recenţă intermediar ă FI, (ti+ic

:0MH, mai rar 100MH sau 10MH) care a+oi este translat în RF, am+li'icat şi emis cu o

antenă directiă! 9a rece+ţ ia 'inală, semnalul RF este translat la 'recen ţa intermediar ă (de

re*ulă se 'olosesc două FI) şi du+ă demodulare se oţine semnalul în anda de aă/ din acest

semnal se se+ar ă semnalele utile +rin demulti+leare (dacă este caul)!

st'el, sc4ema loc +rinci+ială, 'oarte sim+li'icată, a susistemului de radiocomuni$

caţii dintr$o staţie terminală a unui sistem de RR sau dintr$o staţie de sol a unui sistem de

- arată ca în 'i*! 1!"/ +e l&n*ă acest susistem, staţiile includ şi multe alte ansamluri (de

alimentare, de urmărire, de control, !!!)!

c a n a l e t e l e ' o n i c e , 0

5 , d a

t e , t e

l e * r a '

M u l t i + l e 6 o r

;;

:0MH

6%H

M

od

ul

at

or

<s

c!

're

c!

F

I

one

rtor

R

F.

inte

rm

edi

ar ă

<scilator RF

$ idirecţional7

7/21/2019 RRCS_cap 1


E M I - I

E

c a n a l e t e l e ' o n i c e , 0

5 , d

a t e , t e

l e * r a '

:0MH

2emodulator %

H

R

F

R E , E . Ţ I

E

Fi*! 1!"! -c4ema locsim+li'icată asusistemuluideradiocomunicaţii al unei staţiiterminale în RR sau de sol în- (;; –am+li'icator în

anda de aă,FI –am+li'icator

'recenţă intermediar ă,

RF. –

am+li'i

cator de

RF de

+utere)

Staţ iileintermediare dinsistemele de RR au ca'uncţie +rinci+alărece+ţionarea sem$nalelor în RF de la ostaţie (- sau -I),sc4imarea (translarea) +e o altă 'recenţă +urtătoare,am+li'icarea şi emisia!-taţiile intermediaresunt de două ti+uri7

1. -taţii intermediare(sim+le), asi*ur ănumai rece+ţiaemisiilor de la ostaţie +recedentă,

translarea +e o nouă +urtătoare de RF,am+li'icarea şiemisia în direcţiastaţiei următoare!2in acest moti,aceste staţii se mainumesc translatorisau repetori! =urareori, aceste staţii

'uncţioneaă' ăr ă +

er sonal +er manent/într eţiner eaşire +ar aţiile

suntasi*ur atedeec

4

2. -

t

e

r m

ed

ia

r

e

+r i

n

c

i +

al

e,

la

c

ar

e

du

+ă

r

e

ce

+ţi

e

7/21/2019 RRCS_cap 1


3

In 'i*! 1!3 a+ar sc4emele loc +entru o linie de RR cu un 'ascicul idirec ţional ('i*!1!3!a) şi cu trei 'ascicule idirecţionale ('i*! 1!3!)/ se oseră şi di'erenţele dintre staţiileintermediare sim+le şi cele +rinci+ale!

In orice staţie, 'recenţele (de +urtătoare) de emisie şi rece+ţie di'er ă, iar în caulstaţiilor intermediare, 'recenţele de emisie (şi rece+ţie) +e direcţii di'erite di'er ă între ele,

toate acestea +entru eitarea inter'erenţelor!In sistemele RR cu mai multe 'ascicule, într$o staţie (terminală sau intermediar ă),

'iecărui 'ascicul i se alocă o 'recenţă +urtătoare +entru emisie şi alta +entru rece+ţie! Unele

locuri dintr$o staţie sunt comune tuturor 'aciculelor/ de re*ulă antenele, uneori şi am+li'ica$

toarele de RF de +utere (RF.) sunt comune, ca şi sistemele de alimentare, comandă şi control

etc! In asemenea cauri, +entru se+ararea 'asciculelor se 'olosesc 'iltre ('i*! 1!3!)!

9iniile de RR multi'ascicul sunt cele mai utiliate, 'iind mai 'iaile! 2e re*ulă, cel

+uţin un 'ascicul este >de reeră? în sco+ul asi*ur ării le*ăturii în ca de aarie sau de

tra'ic 'oarte intens/ unul dintre 'ascicule este >de sericiu?, reerat sc4imului de

in'ormaţii între staţii, +entru telecomanda staţiilor intermediare ' ăr ă +ersonal etc!

- e m n a l e u t i l e

2 e m u 6 @ M u 6

;

l

o

c

e

m

i

s

i

e

;

l

r e c e + ţ i e

e m i s i e

r e c e + ţ i e

7/21/2019 RRCS_cap 1


- e m n a l e u t i l e

semnale utile

-taţie terminală$1 -taţie

intermediar ă$1 -taţie

intermediar ă$", +rinci+ală -taţie

terminală$"a

7/21/2019 RRCS_cap 1


Fascicul "Fascicul 3

7/21/2019 RRCS_cap 1


; l o c ' i l t r e r e c e + ţ i e R E

' i l t r e

; l o c ' i l t r e r e c e + ţ i e E Fascicul 1

Fascicul "R E E e m i s i e

Fascicul 3R E ; l o

c E

Fascicul 1AR

;

l o c ' i l t r e r e c e + ţ i e

Fascicul "A

R

Fascicul 3A

R

-taţie terminală$1

e m i s i e

i l t r e

E R

; l o c ' i l t r e r e c e + ţ i e

E R

E R

-taţie intermediar ă

e m i s i e

i l t r e

R Fascicul 1A

R Fascicul "A

R Fascicul 3A

-taţie terminală$"

Fi*! 1!3! -c4emele loc ale unor

linii de

un

sin*ur

'asciculonal/ $

cu trei

n

a

le () n d

7/21/2019 RRCS_cap 1


6 %H %H

antena rece+ţie antena emisieconertor 'rec!

F;in 9= F;o RF RF.

<9

TRANSPONDER 1

TRANSPONDER $

TRANSPONDER ...

Fi*! 1!! -usistemul de radiocomunicaţii de +e satelit şi structura unui trans+onder

-e menţioneaă că unele sisteme realieaă translarea cu o sin*ur ă sc4imare de'rec$enţă (ca în 'i*! 1!) dar altele, care lucreaă la +este 10%H, utilieaă două

sc4imări de 'recenţă!oţi sateliţii sunt ec4i+aţi cu încă un sistem de radiocomunicaţii, cu antenă (antene)

se+arată +entru urmărire, telemetrie şi comand ă (B $ ra8in*, elemetrC B ommand)/ în

+reent, de re*ulă, aceste o+eraţii se realieaă cu staţii de sol anume destinate!

2iscuţ iile de mai sus releă multe asemănări, mai ales de ordin calitati, între sisteme$

le de RR şi de -/ deoseirile sunt însă im+ortante şi or a+are mai clar în continuare!

1.1.%. Tipuri e co"unicaţii prin RR şi CS

2e re*ulă, sistemele de RR sunt >cu iiilitate directă între staţii?, cu toate staţiile

actie, inclu&nd am+li'icatoare/ +rinci+iile acestor sisteme au 'ost +reentate mai sus!!4iar şi atunci c&nd unele staţii de RR cu+rind şi emiţătoare de radiodi'uiune (emisiuni +entru +ulic, omnidirecţionale) sonor ă sau@şi 5, le*ătura între staţii se 'ace cu antenedirectie, în sistemul cu iiilitate directă!

In tim+, s $au utiliat şi se mai utilieaă +e scar ă redusă, radiorelee ' ăr ă iiilitatedirectă, aate +e difuzia troposferică şi +e difracţ ia pe obstacole! .rimul +rocedeu se aeaă +e +ro+rietatea unor one din ionos'er ă de a di'ua (îm+r ăştia) UEM – 'i*! 1!#!a/eident, ona de di'uie este >iluminată? cu o +utere mare în UIF sau EIF iar la rece+tor ajun*e o +utere 'oarte mică! l doilea +rocedeu, încă 'olosit în Rusia, se aeaă +edi'racţia (ocolirea a+arentă a ostacolelor) UEM +e ostacole naturale (munţi, dealuri) – 'i*!1!#!/ şi în acest ca sunt necesare +uteri de emisie mari!

onă de di'uietro+os'erică

7/21/2019 RRCS_cap 1


a

Fi*! 1!#! Radiocomunicaţii +rin di'uie tro+os'erică (a) şi +rin di'racţie +e ostacole ()

7/21/2019 RRCS_cap 1


#

omunicaţiile s+aţiale au înce+ut cu sateliţ i activi (-<RE, 1D#), inclu&nd untrans+onder alimentat de la aterii c4imice! .uţin mai t&riu s$au încercat şi comunicaţii cu sateliţ i pasivi, sim+li re'lectori de UEM (EH< I 1D60, EH< II 1D6), const&nd din aloane metaliate/ +rocedeul nu a dat reultate une (+uteri mari la emisie, semnalerece+ţionate slae, de'ormări ale s'erei, corodarea metaliării, !!!)! a urmare, în +reent se

'olosesc numai sateliţi actii cu ec4i+amentele alimentate de la aterii solare!2in alt +unct de edere, sateliţii +entru radiocomunicaţii +ot 'i cu transmisie în timpreal sau cu memorie!

-1-ateliţii cu lucru în tim+ real 'uncţioneaă c&t

-"F %

tim+ sunt în iiilitatea amelor staţii de sol, ceea ceintroduce restricţii +riind altitudinea de am+lasare – <3

'i*! 1!6! -taţiile de sol 'iind cu +oiţii determinate (--$

1, --$"), numai sateliţii de +e orita <3 +ot 'uncţiona

2 Eîn tim+ real, 'iind oseraili simultan de amele sta ţii<"în tim+ul de+lasării +e arcul F%! .entru continuitatea

le*ăturii, +e orită treuie să se a'le mai mulţi sateliţi,;ast'el ca la ieşirea din iiilitate a unuia (-1 în %), <1

următorul să intre în ona iiilă (-" în F)!--$1 --$"-ateliţii am+lasaţi +e orite ca <1, treuie să

<lucree cu memorie – c&t tim+ sunt iiili din --$1 Fi*! 1!6! Funcţionarea sateliţilor la

+rimesc şi memoreaă datele (+&nă în 2) iar c&nd intr ă di'erite altitudini

în ona iiilă din --$" (din E), le emit! -ateliţii cu

memorie sunt 'oarte rar 'olosiţi în +reent!

In concluie, în +reent, sistemele de RR 'olosesc staţii intermediare actie, cu 'oarte

rare ece+ţii în RR/ sistemele de - utilieaă numai sateliţi actii, cu lucru în tim+ real!

1.1.&. Or'itele !ateliţilor1.1.&.1. Tipuri e or'ite. Arii e vi(i'ilitate

2e orice 'ormă ar 'i, +lanul oritei unui satelit trece

+rin centrul .ăm&ntului! <ritele

('i*! 1!:) se caracterieaă +rin mulţi +arametri, +rintrecare7

$ înclinarea, adică un*4iul dintre +lanul oritei şi +la$

nul ecuatorial $ eistă sateliţi cu orite ecuatoriale,

înclinate şi +olare (înclinate la D0)/$ forma orbitei, care +oate 'i circular ă (a+roimati),eli+tică sau eli+să alun*ită cu centrul .ăm&ntului într$

unul din 'ocare/$ altitudinea orbitei, adică distanţa 'aţă de sol – dinacest +unct de edere eistă sateliţi de joasă, medie şi

înaltă altitudine!!< cate*orie a+arte o re+reintă sateliţ ii geostaţ ionari!

onsider&nd cu a+roimaţ ie . ăm&ntul s'eric

şi oritele de asemenea s'erice – 'i*! 1!, mişcarea

unui satelit cu masa ms se 'ace cu o iteă un*4iular ă Ω s determinată de ec4ilirul 'or ţelor

5

<! circular ă +olar ă

-

Fi*! 1!:! <ritele sateliţilor

ecuator

E

<! circular ă ecuatorială

= <! eli+tică înclinată

7/21/2019 RRCS_cap 1


de atracţie *raitaţională (G s) şi centri'u*ă (F c)7

F m$

) R h* G K ms M P g ms (1!1)

R h+ 1 h , R $cs s s $

7/21/2019 RRCS_cap 1


6

K - /0$1+211

N"$,3#

$ $ constanta uniersală de atracţie/

M P - 4/50&1+$&

3# – masa .ăm&ntului/ R – raa .ăm&ntului (la ecuator Req - %06 3")/

g + – acceleraţia *raitaţională la nielul solului (h - +)!

Reultă itea un*4iular ă şi +erioada de rotaţie7

s

R g + 7 T

s

$ $ R h % (1!")

R h%

R g +s

2ac ă se im+une ca itea un*4iular ă a satelitului să 'ie e*ală cu a .ă m&ntului (T s - 1

(i !ierală "eie - 61&!ec), consider&nd raa .ăm&ntului la ecuator Req, din (1!") reultăcă aceasta se realieaă +entru o raă a oritei R 8 h - &$1&3", la F c

altitudinea h - %4063"!G s-ateliţii cu +erioada de rotaţie e*ală cu a .ăm&ntului, a'laţi

+e orite circulare la h - %4063", se numesc ( geo) sincroni iar

horita geosincronă!In 'uncţie de altitudine, oritele şi sateliţii +ot 'i7 R

$ de joasă altitudine (9E<1

), h G #00 – #0008m (T s G 1 – ore)/$ de medie altitudine (ME<

1), h G #000 – "00008m (T s G – 1"ore)/

$ de înalt ă altitudine, h G "0000 – 3#:68m (T s G 1" – "ore)/

$ geosincroni, h G 3#:68m (T s G "ore)!Fi*! 1!! -atelit +e orită-ateliţii cu +erioada de rotaţie sumulti+lu al +erioadei de sincro$

circular ănism se numesc subsincroni.

.lasarea sateliţilor la +este 3#:68m nu aduce nici un aantaj!

.ăm&ntul este înconjurat de două centuri (5an llen, 1!"!) cu concentraţie 'oarte

mare de +articule cu sarcină, cu mare ener*ie7 una la 1D00 $ #008m altitudine şi a doua la

1300 $ 1D008m! 2eoarece ec4i+amentele electronice sunt +uternic a'ectate de omarda$

mentul cu +articule încărcate, aceste one sunt eitate cu mare *rijă!

-ateliţii care r ăm&n la erticala locului de +lasare se numesc geostaţ ionari, iar orita

este geostaţ ionar ă (%E<") <rice satelit *eostaţionar este şi sincron/ reci+roca nu este adeă$

rată! Un satelit este geostaţ ionar dacă7 1) este sincron (T s G 1 i siderală)/ ") are orita în +lanecuatorial/ 3) se roteşte +e orită în acelaşi sens cu care se roteşte .ăm&ntul în jurul aei!

ltitudinea determină ona de +e .ăm&nt aria de iiilitate re*iune umrită

din care satelitul +oate 'i oserat, numită arie devizibilitate – 'i*! 1!D! ceastă arie se +oate deter$mina consider&nd situaţia sc4ematiată în 'i*! 1!10!

S 'iind satelitul şi staţia de sol am+lasată înA, un*4iul ε dintre tan*enta în A şi drea+ta AS

(oriontala în A) se numeşte elevaţ ie! .unctul S+ laintersecţia erticalei satelitului OS cu su+ra'aţa.ăm&ntului (ideal s'erică) se numeşte subsatelit

(c&nd satelitul este nestaţionar, S+ descrie o cură +e su+ra'aţa +ăm&ntului)! 2uc&nd O9 +er+endicu$ Fi*! 1!D! ria de iiilitate a satelitului

lar ă +e SA, în triun*4iul dre+un*4ic SO9, cu R -

OS+ – raa .ăm&ntului şi h altitudinea satelitului, reultă7

co! OB OS R co! R h

1 9E< – 9o Eart4 <rit/

7/21/2019 RRCS_cap 1


ME< – Medium Eart4 <rit

2 %E< – %eostationarC <rit

7/21/2019 RRCS_cap 1


:

-emiun*4iul sectorului s'eric Φ de iiilitate (în caul satelitului *eostaţionar a'latîn +lan ecuatorial, Φ este latitudinea) este7

arcco! R co!

(OS+ - R/ S+S - h)(1!3);

R h ε ε

-emiun*4iul sectorului s'eric ăut de satelit δ 7 Φ δ

arc!in R co!(1!) < -0 -

R h R h

.entru o altitudine h dată, un*4iurile ε şi Φ sau ε şi δ , sunt în relaţiile (1!3) res+ecti (1!)! Eident,

locul *eometric al +unctelor cu aceeaşi eleaţie (h dat)

este un cerc – intersecţia conului cu &t'ul în - şi un*4iul din &r' $δ cu .ăm&ntul)!Ideal, eleaţia minimă este ε min - + (satelitul iiil +&nă la linia oriontului), aria de

iiilitate este maimă, cores+unătoare un*4iurilor Φ max - arcco!: R,) R+h*; şi δ max -arc!in: R,) R+h*;!

.entru un satelit geostaţ ionar , cu h G 3#:68m, R G 63:8m, se oţin alorile Φ max -

6+<4+= şi $δ max - 16<$+=!

2in motie de +rotecţie la +erturaţii, staţiile de sol sunt am+lasate în de+resiuni,

între dealuri şi munţi! a urmare, eleaţia minimă realiailă nu este ero7 ε min - 4< ... 1+<!

1.1.&.$. Or'ita #eo!taţionară

Intr $un articol din 1D#, celerul autor ritanic de literatur ă ş tiiţi'ico 'antasticărt4ur ! lar8 a demonstrat eistenţa oritei *eostaţionare şi +osiilitatea ca, 'olosind 3sateliţi de comunicaţii +lasaţi +e %E<, alimentaţi cu aterii solare, să se aco+ere +racticîntrea*a su+ra$'aţă locuită a *loului terestru! .rimele realiări +ractice au 'ost în 1D63(-Cncom I şi II, Hu*4es ircra't or+oration) iar +rimul sericiu comercial a 'ost asi*uratde I=E9- I (EarlC ;ird, Hu*4es, 38*, +utere 6J, "0 canale tele'onice sau 1 canal

5, ) lansat în a+rilie 1D6# deasu+ra oceanului tlantic! .roiectat +entru 1,# ani,I=E9- I a 'uncţionat +er'ect 6 ani, du+ă care a 'ost scos din sericiu! In +reent sunt însericiu a+roa+e 300 de sateliţi +e %E< şi numărul lor creşte în 'iecare an!

onsider&nd eleaţia minimă realiailă +entru un satelit +e %E< ε min - 4< ... 1+<, seoţin ('i*! 1!10)7 Φ max - 0<$1= ... 01<$0= şi $δ max - 10<15= ... 10<+0= iar lun*imea arculuiAS+ este L#)arc AS+*"a> - RΦ KradL - RπΦ KL,16+ - 64++ ... 054+3"! ceasta înseamnă că cu3 sateliţi *eostaţionari am+lasaţi la 1"0 în +lan ecuatorial (deasu+ra oceanelor tlantic,

.aci'ic şi Indian) se aco+er ă +ractic întrea*a su+ra'aţă dens +o+ulată a .ăm&ntului!9un*imea ecuatorului 'iind 00008m, la eleaţii de # !!! 10, su+ra'eţele de iiilitate înre*iunile ecuatoriale se su+ra+un +ar ţ ial7 3N"N(#00 !!! :D#0) G #1000 !!! ::00 O 00008m!Ponele neaco+erite sunt în re*iunile +olare (Φ este latitudinea), la latitudini +este :1, cunecesităţi reduse de radiocomunicaţii!

< staţ ie de sol dintr$o onă de su+ra+unere +oate lucra simultan cu " sateliţi şi caurmare +oate seri +entru le*ătura între " staţii aco+erite de sateliţi di'eriţi – +rocedeul senumeş te dublu salt ! Mai clar ('i*! 1!11) le*ătura dintre staţiile --$ şi --$; se +oate 'ace +rin --$, cu " salturi7 --$ – -1 – --$ şi a+oi --$ – -" – --$;!

reuie remarcat că în +rocedeul descris mai sus, staţiile a'late la limita deiiilitate (cu eleaţie mică) rece+ţ ioneaă semnale sensiil mai slae dec&t cele dinre*iunea susatelit, în +rimul r&nd din caua distan ţei mari la satelit! In adeăr du+ă 'i*!1!10, distanţa staţie satelit (-) este7

AS ) R h*!in)* R !in (1!#)

Fi*! 1!10! alculul ariei de iiilitate

7/21/2019 RRCS_cap 1


-3

o

su

--$;

--$

--$

-

1

<rită

*eostaţionar ă h G

3#:68m

Fi*! 1!1"! .rinci+iul +lasării unui satelit +eorită *eostaţionar ă

<rită de trans'er

R1

Fi*! 1!11! -istem de 3 sateliţi *eostaţionari în +lanecuatorial şi onele de aco+erire

7/21/2019 RRCS_cap 1


<rită de +arcare

h G 3008m R

R$

7/21/2019 RRCS_cap 1


D

a. Or'ite e ?oa!ă altituine )LEO*<ritele de joasă altitudine treuie să 'ie deasu+ra ionos'erei dar su +rima centur ă

5an llen/ oişnuit, altitudinea acestor orite este h LEO - :#0 – 1#008m!<ritele de joasă altitudine au aantaje im+ortante, +rintre care7 +utere mică necesar ă

+e satelit +entru emisie, antene cu dimensiuni mai mici, tim+i de +ro+a*are a semnalelor mici,

+osiilitatea utiliării e'ectului 2o++ler +entru determinarea +oiţiei satelitului, costuri reduse +entru lansare şi +entru staţiile de sol! .rimii şi următorii sateliţi lansaţi în sco+uri ştiinţi'ice şi

militare (din 1D#: şi în +reent), utilieaă 9E<! Utiliarea 9E< +entru comunicaţii ciile a

înce+ut mult mai t&riu $ +rimele +roiecte au a+ărut +rin 1DD0!

.entru asi*urarea continuităţii le*ăturii, în caul utiliării 9E< sunt necesari maimulţi sateliţi +e orită iar +entru aco+erirea unor su+ra'eţe întinse, treuie 'olosite maimulte orite! nsamlul sateliţilor – +e mai multe 9E<, cu mai mul ţi sateliţi +e 'iecare9E<, 'ormeaă o constelaţ ie!

In +reent eistă în 'uncţie trei constelaţii (încă incom+lete) de sateliţi +e 9E<7<R;<MM, %9<;9-R şi IRI2IUM/ alte sisteme sunt în stadiu de +roiect!

<R;<M (cu +rima lansare în 1DD#) a +reăut 'olosirea a "0 !!! " sateliţi +e orite

circulare la D:08m altitudine! onstelaţia include7 3 orite înclinate la 0 cu c&te 6

sateliţi@orită şi " orite +olare (înclinate la D0) cu c&te 1 satelit@orită! In +reent se +reedeca sistemul să includă 36 de sateliţi +entru aco+erirea +ractic a între*ii su+ra'eţe locuite!

%9<;9-R, cu de sateliţi în orite cu 6 sateliţi@orită (orite la 1008m,înclinate la #") este destinat în +rinci+al comunicaţiilor moile, urm&nd să aco+ere.ăm&ntul +&nă la 6D latitudine nord şi sud!

IRI2IUM1 , unul dintre cele mai amiţioase +roiecte de sisteme s+aţiale +entru

comu$nicaţii moile, a include 66 de sateliţi +e 11 orite +olare la :#08m, cu 6sateliţi@orit ă, aco+erind între*ul .ăm&nt! -ateliţii +ot comunica şi unii cu alţii, +ermiţ&ndconectarea a oricăror +uncte de +e *lo!

'. Or'ite e "eie altituine )MEO*

<ritele de medie altitudine circulare sunt situate între centurile 5an llen/ oi şnuit,

altitudinea acestor orite este h MEO - 10000 – "00008m!Eistă mai multe +roiecte de sisteme cu sateliţi +e ME<!In +reent, este acti sistemul %.-

(%loal .ositionin* -Cstem), deoltat de 2e$ +artamentul +ăr ării al -U +entru localiarea

naelor, în *eneral a oricăror unităţi de sol

dotate cu ec4i+ament adecat! -istemul 'oloseş$

te sateliţi +e orite circulare la h - "01"8m,înclinate la ##! -ateliţii au +erioada de rotaţiede 1" ore şi ca urmare traiectoria +e sol (curadescrisă +e sol de susatelit) este cură înc4isă

' ăr ă intersecţii – 'i*! 1!13! In 'inal, constelaţiaa aea "1 de sateliţi o+eraţionali +lus 3 re$

ere, re+artiaţi c&te +e 6 orite! Rece+ţia si$

multană a semnalelor de *omot +seudo$aleator

1 IRI2IUM – constelaţie realiat ă de Motorola înce+&nd din 1DD6! =umele +roine de la elementul Iridium cu

:: electroni, e*al cu numărul iniţial +ro+us de sateliţi în constelaţie/ ulterior numărul sateliţilor s$a redus la 66dar numele s$a +ăstrat! 2u+ă lansarea a circa "0 de sateliţi, sistemul s $a doedit nerentail 'inanciar şi în "000Motorola a încercat să &ndă sistemul/ în +reent (ianuarie "001) se duc tratatie cu dierse com+anii +entrusalarea inestiţiei (circa 3,# miliarde U-2) dar mare lucru nu se ştie, iitorul este incert!

Fi*! 1!13! raiectoria +e sol a unui satelit %.- +e

ME< (## înclinare, h G "018m, T s G1"ore)

7/21/2019 RRCS_cap 1


10

de la sateliţi +ermite determinarea +oiţiei rece+torului în s+aţiul tridimensional! .entrua+licaţii militare reoluţia este mai ună de 10m iar +entru utiliări ciile se asi*ur ă oreoluţie de 100 – 300m! .e 'iecare satelit eistă ceasuri cu ruidiu şi cesiu care asi*ur ă ae de tim+ şi 'recenţe de re'erinţă de 'oarte mare +reciie şi stailitate!

Un sistem similar este deoltat de Rusia (%9<=--), cu " de sateliţi +e 3 orite!

.entru comunicaţii moile se a'lă în stadiu de +roiect sistemul <2Q--EQ cu 1"sateliţi la 103##8m altitudine!

c. Or'ite eliptice @oarte alun#ite<rite eli+tice 'oarte alun*ite (HE< – Hi*4lC Elli+tical <rit) se 'olosesc c&nd se

doreşte ca satelitul să 'ie iiil mult tim+ numai dintr$o anumităonă! .e asemenea orite itea liniar ă a satelitului ariaă7 estemaimă la +eri*eu şi minimă la a+o*eu ( perigeu – +unctul celmai a+ro+iat de centrul .ăm&ntului, apogeu $ +unctul cel maide+ărtat de centru)!

2e interes deoseit

este orita ti+ Molnia,utiliată +rima

63,

dată de sateliţii +entru comunicaţii lansaţi de UR-- +rin 1D:#!<rita Molnia are a+o*eul la 3D3608m, +eri*eul la 10008m şi o

înclinare de 63,/ aceast ă înclinare asi*ur ă o +oiţie 'iă +entru aa +eri*eu -mare a eli+sei (la alte înclinări, aa mare se roteşte – rotaţie 10008m

apsidal ă)! In +reent eistă mai multe sisteme care utilieaă orite Fi*! 1!1! <rita Molnia

Molnia şi similare!

1.1.4. recvenţele e lucru ale !i!te"elor e RR şi CS

Utiliarea 'recenţelor din s+ectrul RF este strict re*lementată, dis+oniilităţile 'iindlimitate şi consecinţele inter'erenţelor deoseit de dăunătoare! Re+artiţia 'recenţelor +eone şi domenii o realieaă Uniunea Internaţională a elecomunicaţiilor +rinRe*ulamentul Radiocomunicaţiior/ 'iecare ţ ar ă dis+une de or*anisme s+ecialiate +entrure*lementări interne (re+artiţii de 'recenţe, eni, calitate a emisiilor etc!)!

-istemele de RR şi - 'olosesc +urtătoare cu 'recenţe din enile FIF, UIF şi -IF

– taelul 1!1 şi taelul 1!", deoarece la aceste 'recenţe se +ot realia antene directie cu

dimensiuni reonail de mici/ cu c&t este mai mare 'recenţa, cu at&t dimensiunile antenelor

sunt mai mici şi directiitatea +oate 'i mai ună!

ael 1!1! ;enile de 'recenţe din *ama RF utiliate în sistemele de RR şi - =r!

Frecenţe2enumire du+ă 'recenţă 9un*ime 2enumire du+ă

andă en*leă rom&nă de undă lun*ime de undă

30–300 MH5HF FIF

10–1 munde

5erC Hi*4 FreuencC 'oarte înaltă 'rec! metrice

D 300–3000 MHUHF UIF

10–1 dmunde

Ultra4i*4 FreuencC ultraînaltă 'rec decimetrice

10 3–30 %H-HF -IF

10–1 cmunde

-u+ra4i*4 FreuencC su+raînaltă 'rec centimetrice

11 30–300 %HEIF EIF

10–1 mmunde

EtremelC Hi*4 FreuencC etrem de înaltă 'r! milimetrice

SRe*ulamentul radiocomunicaţiilor, UI, ed! 1D#D, 1D", 1D#

a+o*eu3D3608m

=

7/21/2019 RRCS_cap 1


%ama 'recenţelor radio nu este clar

delimitată/ şi mai neclare sunt limitele şi

denumirile (su)enilor de RF/ dier şi autori

'olosesc dierse nume şi limite!

7/21/2019 RRCS_cap 1


11

Fi*ura 1!1# cu+rinde unele 300 %H

% H

% H

%H

;enile undelor

dintre denumirile 'olosite +entru milimetrice

diersele enir de 'recenţă! EI0 0

2enumire Frec!

In continuare/ !e vor utili(a andă (%H)Ba

30%H B 30enu"irile 'en(ilor upă UIT "6,# 33$#0

şi upă IEEE )'en(ile raar*. B "0 Ba U 0$60

ă

U I 0

1 1V #0$:#

In +reent, în sistemele de Bu Bu E 60$D01",RR şi - se 'olosesc 'recenţe din 10 10 :#$110

D 110$1:0toate enile de la circa 30MH la du+SI F

F G 10$""0

30%H/ unele eni sunt 'oarte uti$ R F

G :H ""0$3"#

liate, altele sunt alocate altor sis$

; e n i l e

C 6teme (radiodi'uiune terestr ă, nai$

C

2enumiri uulale

*aţie etc!)! 2in caua a*lomer ării ale *amelor de

s+ectrului, se încearcă comunicaţii 'recenţă

3 %H S 3 3 O 300 %H – unde +e 'recenţe mai înalte, +&nă laSE60%H!

" " "milimetrice

300–30 %H –

<+erarea la 'recenţe mai UI L D 1,#L

(300$0,3 %H) – mari are aantaje esenţiale7 1 1 microunde

C$ se +ot aloca eni mai lar*i, ;eni 0,# 2enumiri T 30 %H – unde

+entru transmisia unor cantităţi 300MH radar 2enumiri du+ă unii de RFde in'ormaţie mai mari/ I (IEEE) noi autori

$ dimensiuni mai mici ale enu"iri utili(ateantenelor, ale ec4i+amentelor

în

*ener

al,anten

ele +ot 'i

mai

Fi*!1!1#!Re+

artiţii şidenumiride

enide'recenţă înRF

directieladimensiuni maimici/

1- inter'erenţe mai reduse între sisteme ecine/

2- iteă de transmisie mai mare în sistemele de transmisie a datelor/

7/21/2019 RRCS_cap 1


3- s+ectru mai +uţin încărcat!2eaantajele mai im+ortante ale lucrului la 'recenţe mai mari sunt7

1- com+onente mai scum+e/

2- +ierderi de +utere în atmos'er ă (şi ionos'er ă în caul -) mai mari/

3- necesitatea utiliării com+onentelor actie cu %as şi a tuurilor cu id la +uteri maimari +entru lucrul la 'recenţe în +artea de sus a -IF şi în EIF/

4- dis+oitiele actie realieaă +uteri de emisie şi randamente +e com+onentă mai reduse/

5- +rocedee de +roiectare şi simulare încă ne+use la +unct, te4nolo*ii încă e+erimentale!

In +reent, în sistemele de RR de de+arte cele mai 'olosite 'recen ţe de +urtătoare sunt

în enile L, S şi C (în jurul 'recenţelor de ", , 6 şi %H)/ mai +uţin 'olosită este anda F!

In sistemele de - se 'olosesc cu +recădere enile L, C, F şi Bu! Frecenţele +etraiecte di'er ă/ ca re*ulă, 'recenţa +e traiectul ascendent (u+lin8) este cea mai maredeoarece +ierderile de +utere sunt mai mici la 'recen ţe mai mici şi conteaă cel mai mult +e traiectul descendent (donlin8), +uterea dis+oniilă +e satelit 'iind drastic limitată! .&nă +rin 1D0 cele mai utiliate 'recenţe erau în jurul a 6@ %H, deoarece aici se realieaă celmai un com+romis între dimensiunile *enerale mici ale ec4i+amentelor, directiitatea marea antene$lor şi in'luenţa redusă a atmos'erei şi ionos'erei! =ecesităţile de comunicaţii auim+us creşterea 'recenţelor şi în +reent se 'olosesc mult 'recenţe în jurul a 1@11 %H/eistă +roiecte +entru enile B şi Ba (+este 1 %H)! .entru sco+uri ine delimitate se

'olosesc şi alte 'recenţe, de eem+lu 13: şi 1:00 MH +entru sateliţii meteorolo*ici!

7/21/2019 RRCS_cap 1


1"

1.1.. Conectivitate. Co"paraţie ntre teJnolo#iile e teleco"unicaţii

In +reent, +ractic >toată lumea? rea şi treuie să comunice cu >toată lumea?! a ur$

mare, sistemele de telecomunicaţ ii, cu rare ece+ţii, indi'erent de ti+, sunt structurate în reţele!

Modul în care un sistem, o reţea de telecomunicaţii, asi*ur ă le*ă turile între dier şi utiliatori

se numeşte conectivitate! Formele +rimare de conectiitate sunt7 1) +unct cu +unct/ ") +unct cumulti+unct/ 3) multi+unct cu +unct/ ) multi+unct cu multi+unct! Eident, le*ăturile treuie

să 'ie idirecţionale! .entru detaliere se a considera sistemul de comunicaţii s+aţiale!

1! onectiitatea punct cu punct , asi*ur ă le*ătura între

două +uncte 'ie – 'i*! 1!16/ a 'ost +rimul sistem utiliat în -

şi în +reent nu se mai 'oloseşte!"! onectiitatea punct cu multipunct , ti+radiodifuziu-

ne +ermite transmisii unidirecţionale, dintr$o sin*ur ă staţie lanumeroase altele care +ot numai să rece+ţionee – 'i*! 1!1:!-istemele de teleiiune +rin satelit sunt un eem+lu ti+ic!

3! onectiitatea multipunct cu punct +ermite conecta$rea idirecţională din mai multe staţii la o sin*ur ă staţie +rinci+ală – 'i*! 1!1! 2e la satelit se transmite către

numeroşi utiliatori în sistem de radiodi'uiune/ de

la staţii se transmite

s+re satelit +rintr$o te4nică de acces multi+lu 2eoicei +rocedeul asi*ur ă conectarea multor staţiide ca+acitate mică la o staţie de mare ca+acitate!

! onectiitatea multipunct cu multipunct este realiată atunci c&nd mai multe staţii 'olosescîn comun resursele satelitului, at&t +entru transmi$sii c&t şi +entru rece+ţii (această te4nică se numeşte

acces multiplu, 3!!!!!!)!

In +reent se 'olosesc +e scar ă lar*ă maimulte te4nolo*ii +entru reţele de telecomunicaţii7

1) +rin +erec4i de cale torsadate (tele'onie)/ ") +rin calu coaial şi 'ir ă o+tică/ 3) +rin reţeleradio locale/ ) +rin radiorelee/ #) +rin sateliţi!ceste te4nolo*ii sunt mai mult com+lementaredec&t concurente, 'iecare satis' ăc&nd, cu aantajemai mari, necesităţi s+eci'ice!

.rimele +atru te4nolo*ii sunt aantajoase +entru comunicaţii locale şi re*ionale, cu conecti$itate +unct cu +unct (se +ot realia şi conectiităţi multi+unct cu multi+unct dar numai +rin >interconectarea? +unctelor, +rin comutare)! -istemele de - +rin însăşi natura lor,aco+er ă arii imense şi asi*ur ă orice ti+ de conectiitate ' ăr ă comutare – din acest +unct deedere, aantajul este 'ormidail! In sc4im, sistemele cu calu coaial şi 'ir ă o+tică +otasi*ura itee de transmisie mult mai mari iar sistemele cu caluri torsadate eistă deja!-istemele de RR sunt ie'tine şi de asemena, de multă reme în 'uncţie! Reţelele radio localesunt ie'tine şi mai uşor ada+taile necesităţilor locale!

Fi*! 1!1! onectiitate multi+unct cu +unct

--$.

Fi*! 1!1:! onectiitate +unct cu multi+unct

--$.

-atelit

-atelit

Fi*! 1!16! onectiitate +unct cu +unct

--$1

traiect7ascendentdescendent

-atelit

--$"

7/21/2019 RRCS_cap 1


Intr $un 'el, sistemele RR şi - sunt asemănătoare, 'olosind aceleaşi +rinci+ii de

transmisie, cam aceleaşi eni de 'recenţă şi în consecinţă ec4i+amente construite +e

aceleaşi +rinci+ii! 2eoseirile majore +roin din modul de lucru (+unct cu +unct în RR,

multi+unct cu multi+unct în -) şi distanţele +arcurse de unde între staţii!

7/21/2019 RRCS_cap 1


13

1!$. Meiul a"'iant

Mediul amiant in'luenţeaa 'uncţionarea a+araturii electronice din sistemele de RR şi

- +recum şi +ro+a*area undelor electroma*netice! Mediul amiant îşi eercită in'luenţa +rintr$un mare număr de 'actori, cum sunt7 tem+eratura, umiditatea, +resiunea, con ţinutul în

micro+articule de +ra', 'um, ceaţă, conţinutul în +articule cu sarcină, c&m+urile *raitaţionale şic&m+urile electroma*netice eistente, +rin radiaţiile atomice şi electroma*netice!

In continuare se 'ace o +reentare sumar ă a acestor in'luenţe!

1.$.1. Pă"Kntul

In'luenţ a .ăm&ntului se mani'estă în +rinci+al +rin c&m+ul său *raitaţional – determinant în mişcarea sateliţilor şi +rin c&m+ul ma*netic care in'luenţeaă +ro+a*areaundelor electroma*netice! Un e'ect nene*lijail mai ales în comunicaţiile +rin sateliţi,

constă în radiaţia EM +e care o emite .ăm&ntul, +roenită +ractic din radiaţia solar ă1

(re'lectată sau asorită şi a+oi emisă)! ceste radiaţ ii sunt situate în s+ectrul de RF (mai

ales în UIF şi mai sus, unde sunt seiate ca *omote în rece+toarele ultrasensiile) şi înin'raroşu (cu e'ect de încălire a atmos'erei şi oiectelor)!

a 'ormă, .ăm&ntul +oate 'i a+roimat *rosier ca o s'er ă cu raa R - %013"! <a+reciere mai +recisă consider ă .ăm&ntul ca un eli+soid de rotaţie cu semiaa +olar ă maimică dec&t semiaa ecuatorială 7 Recuator - %06/1&3", R poar - %4/0443"! Ultimelecercetări din sateliţi au ar ătat că secţiunea ecuatorială nu este circular ă iar distanţele de lacentru la +oli nu sunt e*ale!

2in +unct de edere ma*netic, .ăm&ntul se mani'estă +rintr$un câmp magnetic terestru destul de asemănător celui +rodus de un di+ol ma*netic – 'i*! 1!1D! .olii ma*netici nu

coincid cu +olii *eo*ra'ici şi sunt moili, su'erind de+lasărimari în milioane de ani/ în ultimii "0N10

6ani, +olaritatea

c&m+ului ma*netic s $a sc4imat de 60 de ori/ în +reent sea+reciaă o inersare la circa 10000ani!

Inducţia c&m+ului ma*netic terestru este 'oarte mică(tael 1!") şi scade re+ede cu distanţa 'aţă de centru(a+roimati cu cuul distanţei), dar eercită o in'luenţădeterminantă asu+ra 'luului de +articule cu sarcină dincosmos şi în mare măsur ă asu+ra +ro+a*ării undelor EM însistemele cu sateliţi! om+onentele oriontală şi erticală ale c&m+ului ma*netic la sol, ladi'erite latitudiniΦ sunt7 BO %1 1+

co! 7 B! %1 1+

!in (Te!la) 2istanţa la centru Inducţia ma*netică

similarea c&m+ului ma*netic terestru cu al ( rae terestre) la ecuator (μ)1 31

unui di+ol este o a+roimaţie! Măsur ătorile +recise " 3,D

arată că inducţia are aateri de ordinul 0,1 'aţă 3 1,"

de c&m+ul di+olic! Mecanismele de 'ormare şi mo$ 0,#

di'icare a c&m+ului ma*netic terestru nu sunt +rea # 0,"#

ine cunoscute/ se ştie că eistă in'luenţe at&t din interiorul c&t şi din eteriorul .ăm&ntului!

1 Fa+tul că tem+eratura locală ariaă 'oarte mult în

'uncţ ie de iluminarea solar ă, doedeşte că ener*iaradiată de +e su+ra'aţa .ăm&ntului +roine +ractic întotalitate de la -oare!

ael 1!" Inducţia c&m+ului ma*netic terestru

Fi*! 1!1D! &m+ul ma*neticterestru (a+roimaţie)

S

N

7/21/2019 RRCS_cap 1


1

9a su+ra'aţă, local, c&m+ul ma*netic +reită ariaţii destul de mari – anomalii

ma*netice, datorate unor a*lomer ări metalice şi unor +rocese de su scoaţa terestr ă!

1.$.$. At"o!@era tere!tră

tmos'era este un amestec de *ae, +uleri şi +articule cu sarcin ă, 'orm&nd un stratîn jurul .ăm&ntului! %rosimea atmos'erei este a+reciată la c&tea sute de 8m dar esteim+recis determinailă, trecerea la s+aţiul id a&nd loc tre+tat, +rin rare'iere lentă!

In straturile joase, aerul atmos'eric curat are com+onenţa medie7 0,:0 aotmolecular, 0,"0D6 oi*en molecular, 0,00D3 ar*on, 0,000033 ioid de caron,restul 'iind 'ormat din *ae (4eliu, neon, metan, 8ri+ton , !!!), a+ori de a+ ă etc! 9ocal, înstraturile 'oarte joase, a+ar aateri mari de la această com+oiţie – în onele industrialecreşte mult conţinutul în <", în alte one a+ar concentraţii mari de a+ori de a+ă etc!

.&nă la :0 – 08m altitudine, conţinutul relati (în ) de com+onente este +racticconstant/ de aceea această +ătur ă se numeşte omosfer ă! .este :0 – 08m, su in'luenţaradiaţiei solare şi cosmice a+ar sc4im ări structurale (disocierea moleculelor, ioniarea) şi

conţinutul atmos'erei deine ariail/ ca urmare această onă se numeşte eterosfer ă!.ătura atmos'erică de joasă altitudine, +&n ă la 10 – 18m +ermite eistenţa ieţii şi

este numită troposfer ă/ în tro+os'er ă se a'lă cam D0 din masa totală a atmos'erei! Ponaimediat următoare (+&nă +e la 308m) este numită stratosfer ă ! 2enumirile următoarelor +ături şi ariaţia tem+eraturii atmos'erei a+ar în 'i*! 1!"0! -e oser ă că +este circa 08mtem+eratura (ca măsur ă a ener*iei cinetice medii a +articulelor) creşte datorită ener*iei'urniate de radiaţiile ultraiolete, V şi *amma +reente în &ntul solar şi în radiaţiacosmică/ această onă este numită termosfer ă! .este a+roimati #008m, concentraţia de +articule este 'oarte mică/ ona este numită e!osfer ă!

a l t i t u d i n e

8m#00

00

100

#

:#

##

1#stratos'er ă

tropo!@eră"00 300 "000 tem+! (W)

a

Fi*! 1!"0! 5ariaţia tem+eraturii (a) şi a

concentraţiei de electroni () în atmos'era

terestr ă

2e la #0 – 608m în sus,

se situeaă o onă numităionosfer ă, în care concentraţiade +articule cu sarcină (ioni,

electroni) este mare – 'i*!1!"0!! Ioniarea se +roduce su

i

n

'

l

ue

n

ţa radiaţ iilor solare (&nt

solar) şi a celei cosmice!

Ionos'era in'luenţeaăesenţial +ro+a*area UEM care

ajun* în onă (de eem+lu înradiodi'uiunea +e U9, UM şi

U-)! In sistemele de -,

UEM traerseaă întrea*a

ionos'er ă şi su'er ă in'luenţe +uternice! -e consider ă căionos'era este 'ormată din mai

multe straturi, în 'uncţie dealtitudine şi de concentraţia

7/21/2019 RRCS_cap 1


1#

electronilor7 stratul 2 la a+roimati 608m, stratul E la 1008m şi straturile F1 şi F" la

"008m şi 3008m!

.e măsura creşterii altitudinii, densitatea şi +resiunea atmos'eric ă scad, de laa+roimati 00*@m

3 şi "0miliar la 108m, la 0,000D*@m

3 şi 0,0006miliar la 1008m

(1;ar G 10# =@m

")! a urmare, re*imul termic al a+araturii de +e sateliţi este com+let di'erit

de cel din a+ro+ierea solului!Un e'ect im+ortant al scăderii densităţii atmos'erei cu altitudinea constă în sc4imarea

indicelui de re'racţie al undelor EM! u destul de mare a+roimaţie, se consider ă că indicele de

re'racţie n în atmos'era joasă ariaă liniar cu altitudinea h du+ă relaţia7 n n+ )1 h * ,

n+ este indicele la altitudine nulă (+entru atmos'era standard1

n+ r aer 1/+++0 1/+++%%6 ), 1, ρ este *radientul de ariaţie al indicelui de

re'recţie, de+endent de condiţiile locale!2eşi n este 'oarte a+ro+iat de 1, ariaţiile n cu altitudinea +e distanţele mari +arcurse

de unde în sistemele de RR şi - au ca e'ect o +ro+a*are nerectiline!

E'ectele atmos'erei asu+ra +ro+a*ării UEM se mani'estă în +rinci+al +rin următoarele71! < +arte din ener*ie UEM este asorită în

r i i )

10

atmos'er ă, de către moleculele de *ae, <"

ă

( d ; @ 8 m )

n i e l u l

m ă

H"<a+ori şi +articule ('um, !!!)! .&nă la circa 10"

<"

1"%H atenuarea atmos'erică e mică, a+oi

creşte sensiil cu 'recenţa – 'i*! 1!"0! 9a

1 t e n u a r e a a t m o s ' e r i c

( + r

o + a * a r e o r i o n t a l ă , l a 10anumite 'recenţe a+ar maime de asorţie

de reonanţă (""%H – reonanţa a+orilor

de a+ă, 60%H $ reonanţa moleculelor de 1 H"<

oi*en)! .loaia şi ă +ada cresc +ierderile +rin

asorţie! 10$1

"! 5ariaţia indicelui de re'racţie a UEM cu

altitudinea determină +ro+a*are nerectilinie a 10 $"

undelor, at&t în sistemele RR c&t şi -/ +e 1 # 10 # 10"

trasee de sute de 8m aaterile sunt im+ortan$ Frecenţa (%H)te! Indicele de re'racţie ariaă şi cu tem+era$ Fi*! 1!"0! sorţia atmos'erică a ener*iei

tura, conţinutul în a+ori de a+ă etc! a UEM în 'uncţie de 'recenţă

urmare a+ar modi'icări ale direcţiilor de +ro+a*are cu consecinţa +ro+a*ării UEM +emai multe căi (re'leii, re'racţii) urmată de inter'erenţă la rece+tor!

3. .ro+a*area în ionos'er ă – mediu ioniat în c&m+ ma*netic, determină rotirea +lanuluide +olariare a UEM, di'uie şi re'racţie! onsecinţele sunt7 atenuări s+orite şi a+ariţiainter'erenţelor între unde care +arcur* trasee di'erite!

s+ectul cel mai ne+lăcut constă în modi'icările com+lee, im+reiiile, şi ra+ide

şi lente, ale caracteristicilor atmos'erei deci şi ale caracteristicilor de +ro+a*are ale UEM şiîn consecinţa a nielelor semnalelor rece+ţionate şi al *omotelor!

1 tmos'er ă curată, +resiune 1,01#arr,

tem+eretur ă 1, umiditate relatiă :0

7/21/2019 RRCS_cap 1


16

1.$.%. E@ectele raiaţiilor. Centurile Van Allen

.ăm&ntul este su+us unui adeărat >omardament? cu radiaţ ii de ariate ti+uri,enite în +rinci+al dins+re -oare şi din cosmos! ceste radiaţii sunt de două 'eluri7

1) Radiaţii electroma*netice, în toată *ama7 RF (H !!! sute %H), in'raroşu (IR), iiil,

ultraiolet (U5), V, şi *amma (Γ)! sorţia atmos'erică creşte 'oarte mult cu'recenţa ('i*! 1!"0) ast'el că raele IR, U5, V şi Γ ajun* la sol destul de atenuate, cue'ecte ne*lijaile asu+ra sistemelor de RR! -istemele de +e sateliţi, mai alessemiconductoarele, treuie însă ine +rotejate (cu ecrane metalice) iar +entru eacuareacăldurii se 'olosesc alte te4nici dec&t +e .ăm&nt! < +rolemă a+arte o constituieradiaţiile de RF care, +entru rece+toarele 'oste sensiile de +e sateli ţi şi staţiile de sol,re+reintă *omote/ sunt necesare măsuri s+eciale de +rotecţie!

2) Radiaţii cor+usculare (electroni, +rotoni, +articule α) cu mare ener*ie! 2atorită c&m+ului

ma*netic al .ăm&ntului, +articulele care com+un radiaţiile cor+usculare sunt reţinute în

one inelare (centuri) la mare altitudine, +uţine ajun* +e sol şi ca urmare 'uncţionarea

sistemelor de RR nu este in'luenţată! In caul sateliţilor este necesar ă +rotecţie(ecranare) iar onele cu mare concentraţie de +articule cu sarcină sunt eitate cu *rijă!

E'ectele radiaţiilor şi ale micro+articulelor asu+ra a+araturii de +e sateliţi suntim+ortante şi com+lee!

;omardamentul cu radiaţiile cor+usculare şi micro+articule solicită mecanic înelişul sateliţilor,aceste +articule 'iind cu ener*ii mari – calităţile re'lectante scad, se +roduc de'ormări etc!

Radiaţiile EM şi cor+usculare +ătrund în materiale, modi'ic&ndu$le +ro+rietăţile! Materialele or*anice

sunt de re*ulă sensiile la radiaţii EM de mare ener*ie (U5, V, *amma)! Materialele anor*anice

electroiolante se de*radeaă su acţiunea radiaţiilor V şi *amma care, +ătrun&nd în material +roduc

ioniări, disocieri de molecule etc! -emiconductoarele sunt deoseit de sensiile la radia ţii EM de mare

ener*ie şi cor+usculare datorită *ener ării de +urtători! Metalele sunt mai reistente, dar în tim+ şi acestea

su'er ă modi'icări – recristaliări, de eem+lu, însoţite de scăderea reistenţei mecanice şi alte e'ecte!

Reistenţa la radiaţii de+inde mult de te4nolo*ia de 'aricaţie! In caul semiconductoarelor, cele

mai sensiile sunt dis+oitiele i+olare cu jonc ţiuni! .entru +rotecţie se 'olosesc înelişuri asorante,

din cuar ţ, aluminiu etc!, cu *rosimi în 'uncţie de solicitarea +reiiilă!

In concluie, la +roiectarea sistemelor de +e sateliţi (electronice, mecanice, dealimentare cu ener*ie etc!) treuie să se ţină seama de com+ortarea com+onentelor la radiaţii!u titlu +ur in'ormati, se +reintă doele de radiaţii de la care materialele se de*radeaă

(tael 1!3) ! ael 1!3! 2oele de +ra* aleE'ectele radiaţiilor de+ind de ener*ia +e care o cedeaă de*radării materialelor

sustanţei! .entru a+recierea e'ectelor radiaţiilor se 'oloseşte Material 2oa (rad)

mărimea numită doz ă de radiaţ ii, care re+reintă ener*ia +rimită .iese electronice 10 $ 103

de unitatea de masă de sustanţă/ unitatea s+eci'ică este rad Materiale +lastice

:$ 10

D

(1rad G 10$"

X@8* G 100 er*@*ram)!10

Uleiuri minerale 10# – 10

ea mai mare +arte a radiaţiilor de toate 'elurileeramică, stică 10

6 – 10

Metale 10D – 10

11

+roine de la -oare! .entru sateliţi radiaţia EM solar ă

este itală, deoarece este sursa +rimar ă de ener*ie +entru alimentarea sistemelor! In +reent,

toţi sateliţii sunt ec4i+aţi cu baterii solare care trans'ormă ener*ia radiantă (din U5 îns+ecial) în curent electric! .e durata de+lasării în conul de umr ă 'ormat de .ăm&nt, se

'olosesc acumulatorii!

Radiaţia cor+uscular ă +roenită din -oare numită vânt solar , are multe e'ecte, +rintre

care7

1- de'ormarea s'erei *eoma*netice7 liniile de c&m+ ma*netic sunt >com+rimate? în +artea

dins+re -oare la – 1" rae terestre, iar în +artea o+usă c&m+ul se etinde +e sute de

rae terestre/

7/21/2019 RRCS_cap 1


1:

1- ioni

ar ea atmos' er e

i din s

tr atur ile at

mos' e$r ic

e

m'

F

<

'

19

r r

C"1 "

F α

6

" $

B

F c#

a

traiectoria +articulei =

.ăm&ntul

-

1

!

"

1

!

M

i

ş

c

a

r

e

a

+

a

rt

ic

u

le

l

or

c

u

s

a

r

ci

n

m" !in

qB

7/21/2019 RRCS_cap 1


ă

în

ce

nt

u

ri

le

5

a

n

ll

e

n

Fl

u

u

l

m

a*

ne

t

ic

+r

i

n

s

ec

ţ

iu

ne

a

s

+

ir

ei

e

s

t

e

co

n

r

de unde se o

Inlun*ul uneiliniidec&m+ B

α ariaăsuntmaril

u

n

+o

l,α

cr

e

şt

e

+&

n

ă

la

π,

$

(

"

$

-

+

)

d

u

+

ă

c

ar

e

+

a

r

7/21/2019 RRCS_cap 1


t

ic

u

l

a

n

u

m

a

i

+

oa

t

e

î

n

a

i

n

t

a

!

9

a

o

r i

c

e

d

e

e

c

4

i

li

r

u

,

+

E +

r

o

t

o

n

i

d

e

m

a

r

e

e

n

e

r

*i

e

,

+

e

s

t

e

0M

e

5

)

şi

u

n

a

e

t

e

r

i

o

a

r

7/21/2019 RRCS_cap 1


ă

rrcs_cap 1

Documents