📅 最后修改于: 2020-11-23 04:10:43 🧑 作者: Mango
在卫星通信系统中，有两种类型的功率计算。这些是发射功率和接收功率的计算。通常，这些计算称为“链接预算计算” 。功率的单位是分贝。
首先，让我们讨论链接预算中使用的基本术语，然后继续介绍链接预算计算。
各向同性的辐射器(天线)在所有方向上均等地辐射。但是，它实际上不存在。这只是理论上的天线。我们可以相对于该天线比较所有实际(实用)天线的性能。
假设各向同性辐射器位于半径为r的球体中心。我们知道，功率通量密度是功率流与单位面积之比。
各向同性辐射器的功率通量密度$ \ Psi_i $为
$$ \ Psi_i = \ frac {p_s} {4 \ pi r ^ 2} $$
其中， $ P_s $是功率流。通常，实际天线的功率通量密度随方向变化。但是，它的最大值仅在一个特定方向上。
实际天线的增益定义为实际天线的最大功率通量密度与各向同性天线的功率通量密度之比。
因此，天线的增益或天线增益G为
$$ G = \ frac {\ Psi_m} {\ Psi_i} $$
其中， \\ Psi_m $是实际天线的最大功率通量密度。并且， $ \ Psi_i $是各向同性辐射器(天线)的功率通量密度。
等效各向同性辐射功率(EIRP)是用于链路预算测量的主要参数。从数学上讲，它可以写成
$$ EIRP = G \：\：P_s $$
我们可以用分贝表示EIRP为
$$ \ left [EIRP \ right] = \ left [G \ right] + \ left [P_s \ right] dBW $$
其中， G是发射天线的增益， $ P_s $是发射机的功率。
一端发送的功率与接收站接收的功率之差称为传输损耗。损失可分为两种类型。
恒定的损耗(例如馈线损耗)称为恒定损耗。无论我们采取何种预防措施，这些损失仍然必将发生。
另一类损失是可变损失。天空和天气情况就是这种损失的一个例子。意味着如果天空不晴朗，信号将无法有效到达卫星，反之亦然。
因此，由于这些损失是恒定的，因此我们的程序将由于晴天或晴空条件造成的损失计算为1st 。它们不会随时间变化。然后在第二步骤中，我们可以计算出的损失由于恶劣的天气条件。
由于存在两条链路，即上行链路和下行链路，因此存在两种类型的链路预算计算。
在这个过程中，地球将信号发送到卫星，而卫星正在接收信号。它的数学方程可以写成
$$ \ left(\ frac {C} {N_0} \ right)_U = [EIRP] _U + \ left(\ frac {G} {T} \ right)_U-[LOSSES] _U -K $$
哪里，
在此，损耗代表卫星接收机馈线损耗。所有与频率有关的损耗都被考虑在内。
对于有效的UPLINK，EIRP值应尽可能低。当我们得到晴朗的天空条件时，这是可能的。
在这里，我们使用(下标)符号“ U”表示上行链路现象。
在此过程中，卫星发送信号，地球站接收信号。该公式与卫星上行链路相同，不同之处在于我们在各处使用缩写“ D”代替“ U”来表示下行链路现象。
其数学方程可写为：
$$ \ left [\ frac {C} {N_0} \ right] _D = \ left [EIRP \ right] _D + \ left [\ frac {G} {T} \ right] _D-\ left [损失\ right] _D-K $$
哪里，
在这里，地球站周围存在的所有损耗。
在上面的方程式中，我们没有包括信号带宽B。但是，如果包括在内，则将对方程式进行如下修改。
$$ \ left [\ frac {C} {N_0} \ right] _D = \ left [EIRP \ right] _D + \ left [\ frac {G} {T} \ right] _D-\ left [损失\ right] _D -KB $$
如果我们考虑地面卫星，那么也应考虑自由空间扩展损耗(FSP)。
如果天线未正确对准，则会发生损耗。因此我们考虑了AML (天线未对准损失)。同样，当信号从卫星传到地球时，它与地表碰撞，其中一些被吸收。这些应通过“ AA”给出的大气吸收损失加以注意，并以db为单位进行测量。
现在，我们可以将自由天空的损耗方程写为
$$亏损= FSL + RFL + AML + AA + PL $$
哪里，
RFL代表收到的馈线损耗，单位为db。
PL代表极化失配损耗。
现在，接收功率的分贝方程可以写成
$$ P_R = EIRP + G_R +损失$$
哪里，
下行链路的设计比上行链路的设计更为关键。由于天线发射和增益所需的功率限制。