1) Khái niệm
Hình 8: Các quĩ đạo vệ tinh
Có 3 loại vệ tinh: LEO, MEO, GEO trong đó:
LEO: Low Earth Orbits: là loại vệtinh quĩ đạo thấp.
o Khoảng cách so với trái đất là 700–1000Km.
o Đểphủhết trái đất cần khoảng 48 đến 66 vệtinh.
o Ứng dụng trong thông tin di động.
MEO: Medium Earth Orbits o Khoảng cách: 10354Km.
o Là loại vệ tinh động, khoảng 10 vệtinh thì sẽphủtoàn bộ trái đất.
GEO: Geostationary Earth Orbits: vệ tinh địa tĩnh
Các vệ tinh dùng cho truyền hình là loại vệ tinh địa tĩnh – GEO. Loại vệ tinh này quay trên mặt phẳng xích đạo cùng vận tốc và theo chiều quay của trái đất. Vận
tốc của vệ tinh địa tĩnh phải đạt được 11.070Km/s và cách bề mặt trái đất 35.786Km. Ở độ cao như thếthì chỉ cần 3 vệ tinh địa tĩnh là có thểphủsóng toàn bộbềmặt trái đất.
Độ rộng băng tần của sóng truyền hình vệ tinh từ 12÷30Mhz, cho phép truyền cùng một lúc 12 đến 40 chương trình.
Phủsóng truyền hình bằng vệ tinh địa tĩnh có những ưu điểm sau:
o Vùng phủsóng rộng, chỉcần 3 vệtinh là có thểphủsóng toàn cầu.
o Công suất chỉ từ 10W đến 200W cho cả hai trạm phát lên (Uplink) và phát xuống (Downlink).
o Tận dụng được năng lượng mặt trời để cung cấp điện gần như cả ngày lẫn đêm.
Nhược điểm:
Các điểm thu ở về phía đối diện với vệtinh sẽbị mất sóng trong vài giờ, vì mỗi vệtinh chỉphủ sóng được 33% bềmặttrái đất.
Năng lượng bức xạbị tổn hao khá lớn trên đường truyền, tổn hao tăng tỉlệ với tần sốsóng mang và khoảng cách truyền.
Bảng 1: Các loại băng tần
Băng tần Khoảng tần số(Ghz) fuplink / fdownlink
L 1–2 1,6 / 1,5
S 2–4 2 / 1
C 4–8 6 / 4
X 8–12 8 / 7
Ku 12–18 14 / 10–12
K 18–27 30 / 20
Ka 27–40 30 / 20
Sóng truyền hình hiện nay thường được phát trên hai băng tần C và Ku:
Băng C có dải tần từ 3,7Ghz÷4,2Ghz, băng C tổn hao ít hơn băng Ku hiện nay được dùng phổbiến, băng C có thể phát cùng lúc 24 chương trình.
Băng Ku hay còn gọi là dải tần SHF được chia làm 3 dải:
o Dải tần thấp: 10,95÷11Ghz
o Dải tần trung bình: 11,7÷12,2Ghz o Dải tần cao: 12,25÷12,75Ghz
SVTH: HUỲNH MINH HẢI 2424
Băng Ku tuy tổn hao lớn hơn băng C, nhưng lại có tính định hướng mạnh và truyềnđược nhiều chương trình hơn (gần 40 chương trình), tương lai sẽdùng rộng rãi.
Các vệ tinh phủ sóng vùng Đông Nam Á chủ yếu dùng băng C, riêng vệ tinh toàn cầu Intelsat dùng cả băng C và Ku đểphủsóng cho Châu Âu, Châu Á và Châu Phi.
2) Các chỉ tiêu quan trọng của truyền hình vệ tinh:
2.1) Công suất tương đương đẳng hướng _ EIRP
Biểu thịcông suất của chùm sóng chính từvệ tinh hướng đến vùng phủsóng.
EIRP = 10lg(P.G) dBw Trong đó:
P: công suất phát của vệtinh
G: độlợi anten 2.2) Các loại tổn hao
Năng lượng bức xạ từ anten phát của vệ tinh (phát xuống) để đến được trạm thu TVRO phải vượt qua quảng đường 36.000km, do đó năng lượng đã bị tổn hao đáng kể. Có một sốloại tổn hao sau:
Tổn hao do môi trường truyền sóng: tổn hao môi trường tăng theo tần số bức xạvà cựli truyền sóng.
Trong đó:
o C: tốc độánh sáng, c = 3.108m/s o d: cựli truyền sóng (d = 36.000km) o f: tần sốbức xạ
Tổn hao tự nhiên: do mây, mưa hấp thu, tổn hao này rất nhỏ hơn so với tổn hao do môi trường (chỉkhoảng vài dB).
Tổn hao do mối nối khoảng 0,5 ÷ 2dB.
2.3)Độ lợi anten
Là một thông sốrất quan trọng của trạm thu TVRO
Hoặc theo công thức sau:
Trong đó:
o ŋ: hiệu suất anten (khoảng 55% ÷ 65%) o D: đường kính anten (m)
o λ: bước sóng tín hiệu (m) 2.4) Tạp nhiễu
Tạp nhiễu xen lẫn trong tín hiệu và nó được khuếch đại theo tín hiệu, mức tín hiệu càng nhỏ thì tạp nhiễu càng gây nhiễu lớn. Để giảm tạp nhiễu phát sinh trên đường truyền sóng cần phải tăng công suất phát và chọn dải tần thích hợp.
Đểgiảm nhiễu cho các kênh vệtinh lân cận và các vệ tinh cùng phát đồng thời các chương trình khác nhau, người ta qui định:
o Các vệtinh trên quĩ đạo đại tĩnh phải cách nhau 60 (400Km).
o Tần sốcác kênh lân cận cách nhau không dưới 20Mhz.
o Thực hiện phân cực trực giao hay xoay vòng.
Nhiễu do nhiệt tác động đến độlợi anten thểhiện thông qua tỉ số G/T, đơn vị là dB/K.
G/T = G[dB]–10lgT[K]
T[K]: là nhiệt độKelvin
HệsốG/T biểu thị ảnh hưởng của nhiệt nhiễu đến chất luợng hìnhảnh.
2.5) Các thông số cần thiết liên quan đến góc giữa vệ tinh và điểm thu
Góc ngẩng Elavation: là góc tạo thành giữa đường tiếp tuyến tại điểm thu ở mặt đất với đường thẳng nối từ điểm thu đến vệtinh. Góc ngẩng tại xích đạo là lớn nhất, bằng 900, càng đi về2 cực thì góc ngẩng càng nhỏ.
Góc phương vị Azimuth: là góc được tạo bởi đường thẳng nối từ điểm thu đến phương Bắc và đường thẳng nối từ điểm thu đến vệ tinh. Góc được tính theo chiều kim đồng hồ. Theo lý thuyết góc phương vị có thể thay đổi 1800 nhưng trên thực tế chỉ thay đổi được khoảng 1400.
SVTH: HUỲNH MINH HẢI 2626 3) Các loại truyền hình vệ tinh
3.1) Truyền hình trực tiếp DBS_Direct Broadcating Satellite
Đây là phương pháp đưa thẳng tín hiệu từ vệ tinh đến trực tiếp máy thu hình (tivi) của từng hộ gia đình. Với phương pháp này thì tín hiệu từ vệ tinh sẽ được điều biên với tần số mang hình. Mặt khác để giảm can nhiễu của sóng viba từ mặt đất là giảm nhỏ đường kính anten parabol nên phải phát trên băng Ku.
3.2) Truyền hình qua TVRO_Television Receive Only
Phương pháp này thu tín hiệu cự nhỏtừ vệ tinh, sau đó khuếch đại dịch nhiễu tần thấp (thông qua bộ LNB), và xử lý tín hiệu cho phù hợp với tivi dùng trong từng hộ gia đình. Một trạm thu TVRO gồm các bộphận chính sau:
o Thiết bị bên ngoài:
Chảo anten parabol
Phễu thu sóng,ống dẫn sóng
Bộkhuếch đại dịch nhiễu tần thấp (LNA hay LNB)
Cơ cấu điều khiển chảo quay theo góc ngẩng và góc phương vị
Cơcấu điều khiển góc quay phân cực o Thiết bị bên trong:
Máy thu TVRO
Mạch điện điều khiển góc quay
Bộ điều khiển từxa và bộnhớ
Thuận lợi của truyền hình thông qua trạm TVRO là từng hộ gia đình có thể nhận được tín hiệu từ vệ tinh thông qua trạm TVRO. Nếu dùng cho tập thể chung cư, khách sạn thì qua hệthống cáp CATV (Cable Television Network), còn nếu khoảng cách quá xa thì không thểdùng hệthống CATV mà phải dùng hệ MMDS đểthu tín hiệu từ vệ tinh rồi phát đến từng hộ gia đình thông qua sóng viba.
Do được phát từ1 máy công suất thấp, đặt rất xa máy thu (tới 3600Km) nên tín hiệu thu được thường yếu và có tỉ số tín hiệu trên nhiễu nhỏ (tỉ số công suất sóng mang trên nhiễu CNR khoảng 10dB hay thấp hơn) tuy nhiên do phương truyền sóng vuông góc với mặt đất, không bị che chắn bởi các vật cản đường truyền, nên tín hiệu thu thường đượcổn định và hầu như không bị ảnh hưởng bởi các sóng phản xạ.