Introduction to Satellite Communication 3rd Edition



Download 9,96 Mb.
Pdf ko'rish
bet151/323
Sana01.07.2022
Hajmi9,96 Mb.
#726091
1   ...   147   148   149   150   151   152   153   154   ...   323
Bog'liq
ebooksclub.org Introduction to Satellite Communication Artech House Space Applications

6.1.5
Linearity
The EIRP, G/T, and transponder channelization requirements are among the most
important in meeting the basic service requirements. The challenge from this point


206
Spacecraft and Repeater
is to ensure that the secondary performance aspects of the payload are in keeping
with the services that the satellite is supposed to provide. The first of those relates
to the linearity of the transponder and its impact on distortion effects produced
on the carriers that traverse the payload. In Chapter 5, we presented several of
those aspects and explained the basic engineering methodologies used in satellite
network design. The particular types of transponder linearity concerns were identi-
fied as well. Another important aspect is how susceptible the satellite is to uplink
and downlink interference, which relates to the isolation properties (if any) from
the spacecraft antenna system.
A growing area of interest is in how digital payloads influence the quality of
service. That is because such repeaters incorporate A/D conversion as a key step
in preparing the uplink channels for processing and D/A conversion to restore the
analog format of the downlink. In Chapter 5, we explained that distortion intro-
duced by the converter is directly affected by the sampling rate and the number
of bits per sample. The onboard processor likewise is constrained regarding those
parameters because they determine the amount of digital data bits that must be
processed and ultimately the power requirements and the mass of the processor
itself. That imposes critical tradeoffs between distortion on the one hand and digital
payload complexity, cost, and spacecraft bus demands on the other.
6.1.6
Frequency Translation Effects
The last payload requirement to be considered here is one that can affect the
accuracy and stability of the frequency of all signals that pass through the repeater.
That is the error introduced by the frequency translation process common to nearly
every satellite payload design. The exception is the rare spacecraft that does not
employ frequency translation but relies completely on time switching to separate
transmit from receive (the Iridium spacecraft includes this feature, but nevertheless it
still provides frequency translation to be able to route a high quality of narrowband
channels between beams, satellites, and gateway Earth stations).
The basic concept of frequency translation is similar to the operation of the
upconverter and downconverter (discussed in Chapter 4). Most of the bent-pipe
designs since the 1960s have a single translation from the uplink band to the
downlink band, using a fixed frequency offset that should correspond exactly to
the difference in frequency between the centers of the uplink and downlink bands,
for example, F
up

F
dn
. For that arrangement, there is no inversion of the band
during translation; in other words, the lowest uplink frequency will reside at the
lowest downlink frequency instead of being flipped to the higher end. That transla-
tion frequency, F
up

F
dn
, is created by an oscillator in the payload. In any real
design, there will be some error in that frequency, much like the time error of a
quartz clock. However, unlike a wristwatch, the satellite oscillator cannot easily
be adjusted. It is common for that error to amount to about one 10-millionth of
the translation frequency, which is about 2 kHz at C- and Ku-bands. That amount
of error can be ignored in the majority of applications.
In addition to the absolute error, the translation oscillator adds phase modula-
tion noise, which could interfere with services. Phase noise is an undesired variation


6.1
Overview of Communications Spacecraft
207
in oscillator frequency that produces spectral sidebands, as shown in Figure 6.9.
During frequency translation, the sidebands are transferred to all carriers that pass
through the mixer stage. In the receiving Earth station, phase noise is demodulated
and contributes to the total baseband noise picked up along the satellite uplink
and downlink. In a properly designed oscillator and mixer, phase noise is attenuated
rapidly in the region of user baseband frequencies. That was important in analog
FM and PM systems because they were particularly sensitive to the impairment.
Digital signals are less impaired provided that the modulated data rate is greater
than about 100 kbps.
Along with phase noise, an improperly designed downconverter stage on the
satellite can introduce unwanted frequencies called spurious frequencies (spurs)
that are radiated by the satellite along with the downlinked carriers. It is up to the
receiver designer to hold spur levels to 20 dB or more below the level of the weakest
signal to be transferred. There are situations in which spurs cannot be further
reduced in power, and the system must find ways to accept or avoid them. It is
possible that some spurs will reside at frequencies outside the specified downlink
band and therefore will not interfere with the satellite network. While not a problem
for our service, the spurs still may violate ITU rules for allowable radiation within
the microwave spectrum. Alternatively, spurs actually may have to be coordinated
just as if they were intended communication frequencies.
We have reviewed the primary specifications that are placed on the payload.
Depending on the particular system design and user requirements, the specifications
may be expanded to include other technical matters of importance. Examples of
these include channel group delay distortion, gain slope and amplitude modulation
to phase modulation distortion (AM/PM). It is up to the system designer to work
closely with the engineers, who will actually design and manufacture the satellite
so that all the relevant factors have been identified and properly specified. In the
real world, some of those effects cannot be controlled to everyone’s satisfaction,
so a compromise must be developed. To do that properly, trade studies can be
performed to learn what parameters can be relaxed to allow the hardware to be
built within cost and time constraints.

Download 9,96 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   147   148   149   150   151   152   153   154   ...   323




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2025
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish