Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

6.1.3
Receive Gain-to-Noise Temperature Ratio (G/T)
While EIRP defines downlink performance, it is the complementary parameter of
G/T that is vital to the uplink operation of the satellite network. This parameter
is nothing more than the result of dividing the receive antenna gain as a true ratio
by the noise temperature of the satellite receiving system,
T
sys
. The latter can be
calculated as follows:
T
sys
=
T
a
L
+
冉
1
−
1
L
冊
⭈
270
+
T
re
where
T
a
is the spacecraft antenna temperature, which typically corresponds to the
Earth brightness temperature of 270K;
L
is the input waveguide loss factor, for example, the ratio of input ot output
power (which, being greater than 1, is the inverse of the transmission line gain);
T
re
is the equivalent noise temperature of the payload receiving system and is a
specification for the payload wideband receiver itself.
The noise performance of the receiving system, like the transmit power, is
under the control of the payload designer. Using the techniques of design analysis
and optimization, the payload designer develops a gain and noise budget for the
front end of the payload (e.g., those aspects of the payload that determine
T
sys
).
From that point, subsystem and unit designers make hardware selections supporting
that requirements, which in turn, produces the desired value of G/T across the
coverage area. We will delve into some of those details in subsequent sections of
this chapter and in following chapters.
The overall G/T characteristics of the payload after being converted to decibels
per Kelvin are specified in the form of contours, similar in style to Figure 6.6 for
EIRP. In the simplest area coverage payload, the EIRP and G/T requirements have
precisely the same shape, differing only in the values attached to the various
contours. The uplink Earth stations in these systems usually have large-diameter
antennas and powerful transmitters, so G/T may not be critical to the application.
However, satellite systems that support low-powered MSS hand-held user terminals
and networks of low-cost VSATs are extremely challenging in terms of satellite

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Spacecraft and Repeater
G/T. Another satellite receive (uplink) specification is saturation flux density (SFD),
which indicates the required uplink power flux density at the satellite to produce
maximum (saturation) downlink power.