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République Algérienne Démocratique et populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université Amar Thelidji – Laghouat
FACULTE DE SCIENSES TECHNIQUE
DEPARTEMENT D’ELECTRONIQUE
2 éme Année master réseaux et télécommunication
Ali sefari
Razane benchohra
Isra chatta
Fatima reggab
Mohammed chatta
Chourouk benbrika
Ahmed bendouma
Chapitre 3
Bilan d’une liaison par satellite et perturbation atmosphérique
Présenté par :
Sommaire
⬥ Introduction
⬥ Les satellites de télécommunication
⬥ Principaux paramètres d’une liaison
-Gain d’antenne
-Perte dans l’espace libre
-Perte par absorption atmosphérique
-Température de bruit
Température de bruit équivalent
-facteur de bruit
⬥ Puissance du signal reçu
-Liaison montante
-Liaison descendante
-Rapport signal à bruit total
⬥ Qualité d’un lien de communication par satellite
-Facteur de perturbation de la qualité d’un lien satellite
⬥ Conclusion 2
Listes des figures
⬥ Figure 1: Chronologies de quelques satellites de télécommunications
⬥ Figure 2:Lien de communication par satellite
⬥ Figure 3:Absorption d’une onde électromagnétique par l’atmosphère
et ses composantes
⬥ Figure 4:Schéma Satellite Liaison montante, Liaison descendante
⬥ Figure 5:Bloc diagramme d’un lien satellite
⬥ Figure 6:Qualité d’une liaison par satellite
3
Introduction
⬥ Lors de la définition d’un système de communications
avec un satellite, il est nécessaire de déterminer la
taille des antennes d’émissions et de réception ,la
puissance d’émission et le rapport signal à bruit
nécessaire pour pouvoir effectuer la transmission avec
la qualité requise. Effectuer cet ensemble de
déterminations constitue le Bilan de Liaison.
⬥ Le bilan de la liaison est le bilan énergétique qui
permet de déterminer le rapport signal à bruit de la
station terminal de la liaison.[1]
4
Les satellites de télécommunication
Définition
Un satellite de télécommunication peut être considéré comme un relais
hertzien. Ils permettent par l’intermédiaire de stations terrestre de faire
transmettre des données de différentes natures (Données télégraphique,
téléphonique, radiodiffusion, télédiffusion, transmission de données,
internet... etc.). Les systèmes de télécommunications par satellites sont
classés en fonction de l'altitude (orbites) des satellites. On distingue ainsi
deux modes d’opération [5]: Mode passif : Les premiers satellites furent
d’abord passifs ; ils se contentaient simplement de réfléchir les signaux
émis par les stations. Mode actif : Le deuxième type de satellites fut
ensuite actifs. C'est-à-dire qu’ils possédaient leur propre système de
réception et d’émission [2]
5
6
Fig.1 :Chronologies de quelques satellites de télécommunications.
7
Fig.2: lien de communication par satellite
Principaux paramètres d’une liaison
⬥ Gt: Gain de l’antenne de la station de base de
transmission
⬥ Lu: Perte de propagation de la liaison montante,
incluant les pertes dans l’espace libre, l’absorption
atmosphérique et l’atténuation de la pluie
⬥ Gsu: Gain de l’antenne de réception du satellite
⬥ Gs: Gain d’amplification du transpondeur du satellite
⬥ Gsd: Gain de l’antenne de transmission du satellite
⬥ Ld: Perte de propagation de la liaison descendant
⬥ Gr: Gain de la station de base de réception
8
“
Donc, la puissance totale Pr reçus au niveau de la station de base
de réception est donnée par cette formule :
Pr(dB) = Pt + Gt + Gsu + Lu + Gs + Gsd – Ld + Gr
La Puissance Isotrope Rayonné Effective (PIRE)
Elle représente la puissance équivalente émise par un
amplificateur de puissance pt associé a une antenne de gain Gt.
Sa valeur typique pour un PIRE satellite est de 45 à 52 dBW
PIRE=Pt .Gt(W)
9
Le gain d'antenne est le
pouvoir d'amplification passif
d'une antenne. C'est le
rapport entre la puissance
rayonnée dans le lobe
principal et la puissance
rayonnée par une antenne
de référence, isotrope ou
dipolaire il est exprimé en
dBi . [2] [3][4] [5]
Peut être exprimé comme
suit :
10
Pertes dans l’espace libre
Dans le système de communication RF, on a
l’antenne de transmission et l’antenne de
réception sont alignées face à face dans
l’espace libre et sont séparées par une
distance suffisamment élevée d , exprimée en
mètres (m). Soit Gt et Gr les gains respectifs
des antennes de transmission et de réception,
Ar la surface effective de l’antenne de
réception, Pt la puissance transmise et λ la
longueur d’onde
La puissance reçue P peut être exprimée
selon l’équation de Friis [10] [9] [8] [7]
11
Perte par absorption atmosphérique
⬥ L’absorption dépend de la fréquence utilisée
on peut voir sur le graphique que l’absorption
varie avec le milieu absorbant. L’oxygène a un
faible taux d’absorption jusqu’à ce qu’on
rencontre sa zone de résonnance au-dessus de
60 GHz. Celle de la vapeur d’eau se situe autour
de 20 à 30 GHz. Celle de l’eau liquide est
importante sous 10 GHz. Cette absorption reliée
aux précipitations dépend aussi de leur intensité.
⬥ L’atténuation du signal dépend donc de la
fréquence utilisée et de la longueur du trajet
dans le milieu absorbant. Le tout peut varier
également avec la température du milieu.[6]
12
fig.3:Absorption d’une onde
électromagnétique par l’atmosphère et
ses composantes.
“
Avec :
1-pluie forte
2-brouillard/nuages
3-pluie modéré
4- dispersion moléculaire
13
14
15
Qualité d’une liaison par satellite
La qualité de la liaison est caractérisée par le
rapport signal à bruit .
C/N0 : représente la puissance de la porteuse sur
la puissance du bruit
17
18
19
Cette valeur caractérise le signal à l’entrée de l’équipement de
réception.
Puissance du signal reçu (dBw) = PIRE de l’émetteur (dBw)
- Atténuation du signal dans le vide A0(dB)
- Absorption atmosphérique(dB)
+ Gain de l’antenne de réception(dB)
- Pertes dans le guide d’onde de réception(dB)
20
Puissance du signal reçu
Bilan de puissance d’un lien par satellite
21
Fig.4: schéma Satellite Liaison montante, Liaison descendante
a) Liaison montante
La PIRE (Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente) est la
puissance de sortie de l’émetteur dans une direction donnée,
elle est donnée par :
PIRE(dBw)= puissance de transmission (dBw)- Pertes du
guide d’onde d’émission(dB)+Gain de l’antenne
d’émission(dB)
22
b) Liaison descendante
PIRE = Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente du satellite (exprimée
en dBW). Elle est
généralement donnée par les organismes de diffusion. La P.I.R.E. est le
facteur déterminant pour le choix d'une antenne. Plus la valeur de la
P.I.R.E. sera faible, plus il sera nécessaire d'augmenter le diamètre de
l'antenne. [12][13][11]
23
24
Fig.5:Bloc diagramme d’un lien satellite
Rapport signal à bruit total
25
Qualité d’un lien de communication
par satellite
26
Fig.6:Qualité d’une liaison par satellite
“
⬥ Avec
27
28
Conclusion
on a vue les principaux paramètres d’une liaison et on a aussi parlé sur
la puissance isotrope rayonnée équivalente et l'atténuation en
espace libre et les pertes supplémentaires comme l’affaiblissement
dû aux gaz atmosphériques, l’affaiblissement dû aux nuages et
brouillard, l’affaiblissement dû à la pluie et les pertes de dépointages
, et a la fin le rapport le plus important rapport signal à bruit qui
détermine la qualité d’un lien satellite
29
Références
⬥ [1] cours Dr.narima naili université d’Annaba
⬥ [2] E. Dubois, "Convergence dans les réseaux satellite", Thèse de doctorat en Réseaux et
Télécommunications; Université de Toulouse, France, 2008. [3] B. DIOP, Dimensionnement
d'une antenne parabolique
⬥ [4] J The parabolic torus reflector, Marconi Rev., vol.41, n0211, pp 237-248, Gbr., DA 1978
⬥ [5] La diffusion à 12 GHz: Dimensionnement des stations, J. Electronique Radio-
Plans,n0537, pp 61-70, Août 1992
⬥ [6] Pr. D. BENATIA le satellite algérien de télécommunications alcomsat-1
⬥ [7] Some aspects of ground station antennas for satellite communications, T. H. Rep, n060,
⬥ [8] www.slideserve.com
⬥ [9] www.researchgate.net
⬥ [10] https://view.officeapps.live.com/
⬥ [11] cours.pdf (hal.science)
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exposé Bilan d'une liaison par satellite et perturbation atmospérique (1).pdf

  • 1. 1 République Algérienne Démocratique et populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université Amar Thelidji – Laghouat FACULTE DE SCIENSES TECHNIQUE DEPARTEMENT D’ELECTRONIQUE 2 éme Année master réseaux et télécommunication Ali sefari Razane benchohra Isra chatta Fatima reggab Mohammed chatta Chourouk benbrika Ahmed bendouma Chapitre 3 Bilan d’une liaison par satellite et perturbation atmosphérique Présenté par :
  • 2. Sommaire ⬥ Introduction ⬥ Les satellites de télécommunication ⬥ Principaux paramètres d’une liaison -Gain d’antenne -Perte dans l’espace libre -Perte par absorption atmosphérique -Température de bruit Température de bruit équivalent -facteur de bruit ⬥ Puissance du signal reçu -Liaison montante -Liaison descendante -Rapport signal à bruit total ⬥ Qualité d’un lien de communication par satellite -Facteur de perturbation de la qualité d’un lien satellite ⬥ Conclusion 2
  • 3. Listes des figures ⬥ Figure 1: Chronologies de quelques satellites de télécommunications ⬥ Figure 2:Lien de communication par satellite ⬥ Figure 3:Absorption d’une onde électromagnétique par l’atmosphère et ses composantes ⬥ Figure 4:Schéma Satellite Liaison montante, Liaison descendante ⬥ Figure 5:Bloc diagramme d’un lien satellite ⬥ Figure 6:Qualité d’une liaison par satellite 3
  • 4. Introduction ⬥ Lors de la définition d’un système de communications avec un satellite, il est nécessaire de déterminer la taille des antennes d’émissions et de réception ,la puissance d’émission et le rapport signal à bruit nécessaire pour pouvoir effectuer la transmission avec la qualité requise. Effectuer cet ensemble de déterminations constitue le Bilan de Liaison. ⬥ Le bilan de la liaison est le bilan énergétique qui permet de déterminer le rapport signal à bruit de la station terminal de la liaison.[1] 4
  • 5. Les satellites de télécommunication Définition Un satellite de télécommunication peut être considéré comme un relais hertzien. Ils permettent par l’intermédiaire de stations terrestre de faire transmettre des données de différentes natures (Données télégraphique, téléphonique, radiodiffusion, télédiffusion, transmission de données, internet... etc.). Les systèmes de télécommunications par satellites sont classés en fonction de l'altitude (orbites) des satellites. On distingue ainsi deux modes d’opération [5]: Mode passif : Les premiers satellites furent d’abord passifs ; ils se contentaient simplement de réfléchir les signaux émis par les stations. Mode actif : Le deuxième type de satellites fut ensuite actifs. C'est-à-dire qu’ils possédaient leur propre système de réception et d’émission [2] 5
  • 6. 6 Fig.1 :Chronologies de quelques satellites de télécommunications.
  • 7. 7 Fig.2: lien de communication par satellite
  • 8. Principaux paramètres d’une liaison ⬥ Gt: Gain de l’antenne de la station de base de transmission ⬥ Lu: Perte de propagation de la liaison montante, incluant les pertes dans l’espace libre, l’absorption atmosphérique et l’atténuation de la pluie ⬥ Gsu: Gain de l’antenne de réception du satellite ⬥ Gs: Gain d’amplification du transpondeur du satellite ⬥ Gsd: Gain de l’antenne de transmission du satellite ⬥ Ld: Perte de propagation de la liaison descendant ⬥ Gr: Gain de la station de base de réception 8
  • 9. “ Donc, la puissance totale Pr reçus au niveau de la station de base de réception est donnée par cette formule : Pr(dB) = Pt + Gt + Gsu + Lu + Gs + Gsd – Ld + Gr La Puissance Isotrope Rayonné Effective (PIRE) Elle représente la puissance équivalente émise par un amplificateur de puissance pt associé a une antenne de gain Gt. Sa valeur typique pour un PIRE satellite est de 45 à 52 dBW PIRE=Pt .Gt(W) 9
  • 10. Le gain d'antenne est le pouvoir d'amplification passif d'une antenne. C'est le rapport entre la puissance rayonnée dans le lobe principal et la puissance rayonnée par une antenne de référence, isotrope ou dipolaire il est exprimé en dBi . [2] [3][4] [5] Peut être exprimé comme suit : 10
  • 11. Pertes dans l’espace libre Dans le système de communication RF, on a l’antenne de transmission et l’antenne de réception sont alignées face à face dans l’espace libre et sont séparées par une distance suffisamment élevée d , exprimée en mètres (m). Soit Gt et Gr les gains respectifs des antennes de transmission et de réception, Ar la surface effective de l’antenne de réception, Pt la puissance transmise et λ la longueur d’onde La puissance reçue P peut être exprimée selon l’équation de Friis [10] [9] [8] [7] 11
  • 12. Perte par absorption atmosphérique ⬥ L’absorption dépend de la fréquence utilisée on peut voir sur le graphique que l’absorption varie avec le milieu absorbant. L’oxygène a un faible taux d’absorption jusqu’à ce qu’on rencontre sa zone de résonnance au-dessus de 60 GHz. Celle de la vapeur d’eau se situe autour de 20 à 30 GHz. Celle de l’eau liquide est importante sous 10 GHz. Cette absorption reliée aux précipitations dépend aussi de leur intensité. ⬥ L’atténuation du signal dépend donc de la fréquence utilisée et de la longueur du trajet dans le milieu absorbant. Le tout peut varier également avec la température du milieu.[6] 12 fig.3:Absorption d’une onde électromagnétique par l’atmosphère et ses composantes.
  • 13. “ Avec : 1-pluie forte 2-brouillard/nuages 3-pluie modéré 4- dispersion moléculaire 13
  • 14. 14
  • 15. 15
  • 16. Qualité d’une liaison par satellite La qualité de la liaison est caractérisée par le rapport signal à bruit . C/N0 : représente la puissance de la porteuse sur la puissance du bruit
  • 17. 17
  • 18. 18
  • 19. 19
  • 20. Cette valeur caractérise le signal à l’entrée de l’équipement de réception. Puissance du signal reçu (dBw) = PIRE de l’émetteur (dBw) - Atténuation du signal dans le vide A0(dB) - Absorption atmosphérique(dB) + Gain de l’antenne de réception(dB) - Pertes dans le guide d’onde de réception(dB) 20 Puissance du signal reçu
  • 21. Bilan de puissance d’un lien par satellite 21 Fig.4: schéma Satellite Liaison montante, Liaison descendante
  • 22. a) Liaison montante La PIRE (Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente) est la puissance de sortie de l’émetteur dans une direction donnée, elle est donnée par : PIRE(dBw)= puissance de transmission (dBw)- Pertes du guide d’onde d’émission(dB)+Gain de l’antenne d’émission(dB) 22
  • 23. b) Liaison descendante PIRE = Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente du satellite (exprimée en dBW). Elle est généralement donnée par les organismes de diffusion. La P.I.R.E. est le facteur déterminant pour le choix d'une antenne. Plus la valeur de la P.I.R.E. sera faible, plus il sera nécessaire d'augmenter le diamètre de l'antenne. [12][13][11] 23
  • 25. Rapport signal à bruit total 25
  • 26. Qualité d’un lien de communication par satellite 26 Fig.6:Qualité d’une liaison par satellite
  • 28. 28
  • 29. Conclusion on a vue les principaux paramètres d’une liaison et on a aussi parlé sur la puissance isotrope rayonnée équivalente et l'atténuation en espace libre et les pertes supplémentaires comme l’affaiblissement dû aux gaz atmosphériques, l’affaiblissement dû aux nuages et brouillard, l’affaiblissement dû à la pluie et les pertes de dépointages , et a la fin le rapport le plus important rapport signal à bruit qui détermine la qualité d’un lien satellite 29
  • 30. Références ⬥ [1] cours Dr.narima naili université d’Annaba ⬥ [2] E. Dubois, "Convergence dans les réseaux satellite", Thèse de doctorat en Réseaux et Télécommunications; Université de Toulouse, France, 2008. [3] B. DIOP, Dimensionnement d'une antenne parabolique ⬥ [4] J The parabolic torus reflector, Marconi Rev., vol.41, n0211, pp 237-248, Gbr., DA 1978 ⬥ [5] La diffusion à 12 GHz: Dimensionnement des stations, J. Electronique Radio- Plans,n0537, pp 61-70, Août 1992 ⬥ [6] Pr. D. BENATIA le satellite algérien de télécommunications alcomsat-1 ⬥ [7] Some aspects of ground station antennas for satellite communications, T. H. Rep, n060, ⬥ [8] www.slideserve.com ⬥ [9] www.researchgate.net ⬥ [10] https://view.officeapps.live.com/ ⬥ [11] cours.pdf (hal.science) 30