BIRK REŠENIH NLOG I ELIKIH KOMUNIKCIJ Boštjn Btgelj, Mtjž Vidm ve.. edgovo: Dgi študentje, ped vmi je osnutek knjige bik ešenih nlog iz stelitskih komunikcij, ki p n žlost ni bez npk. vse moebitne pipombe, pedloge in popvke, ki jih boste poslli n moj elektonski nslov: bostjn.btgelj@e.uni-lj.si, vm bom hvležen in se vm že v npej zhvljujem. Vši popvki in dopolnitve bodo objvljeni n domči stni lbotoij z sevnje in optiko (http://nten.e.uni-lj.si/~lso), kje se bo vedno nhjl tudi njnovejš vezij te zbike. Vš tud pi zbinju npk bo poplčn z 0% z vsko njdeno tehnično npko. Vsot pisluženih pocentov (do mksimlno 50%) se vm bo pištel k pisnemu delu izpit. višji pedvtelj d. Boštjn Btgelj
KLO:. Nebesn mehnik st. 3. Rdijsk zvez st. 3. okitost st. 3 4. ntene st. 38 5. Šumn tempetu in šumno število st. 5 6. mogljivost zveze st. 63 7. Dopplejev pojv st. 83 8. Intemodulcijski podukti st. 88
NEBEN MEHNIK (VŠ, /9/999, ) Izčunjte peiodo tinice umetneg emljineg stelit, ki im pogej n višini h 500 km nd zemeljsko povšino in peigej n višini h p 500 km nd zemeljsko povšino. Kolikšn je hitost stelit v pogeju? (R 6378 km, µ3,986 0 4 m 3 /s ) h R z h p h R 7878 km p hp R 6878 km velik polos elipse znš ( 7378000 m) 3 3 π π 4 3 µ 3,986 0 m /s p 7378 km 6307 s 05 min 7 s W µ m mv µ m v µ 6,87 km/s 3
(VŠ, 7/4/000, ) Rket pipelje komunikcijski stelit v penosno tinico s peigejem tik nd zemeljskim ozčjem (h p 00 km, R 6378 km) in pogejem, ki se dotik geostcionne tinice (h 35800 km). Določite spemembo hitosti v?, ki jo mo zgotoviti moto n kovu stelit z penos v dokončno geostcionno tinico, če popvek nklon ni poteben. (µ3,986 0 4 m 3 /s ) geostcionn tinic penosn tinic h R z h p h p h R 4378 km v v µ R h µ h R v v v 3074 m/s 477 m/s 597 m/s 4
(VŠ, 8/6/000, ) Koliko čs t? poteče od izstelitve stelit n emlji do vtijenj v geostcionno tinico? i izčunu upoštevmo, d je čs delovnj ketnih motojev zelo ktek, in opvimo pevoz stelit z dvem (skoj) disketnim sunkom sile te, zdi včevnj z ketnim goivom, stelit izstelimo z ekvtoj. ( 436 min, R 6378 km, µ3,986 0 4 m 3 /s ) geostcionn tinic penosn tinic R z p µ 3 π 3 g π µ 463 km R g p 470,5 km 3 p p π 3769 s µ t p 885 s 5 h 3' 35'' 5
(VŠ, 3//00, ) telit se nhj v penosni tinici z višino peigej h p 00 km in višino pogej h 36000 km nd zemeljsko povšino. Izčunjte njmnjšo potebno spemembo hitosti v?, d stelit ubeži težnostnemu polju emlje. Kje momo vključiti ketni moto in km mo biti usmejen šob? (R 6378 km, µ3,986 0 4 m 3 /s ) v v Moto vključimo v peigeju, pospešek v smei gibnj. ( h h ) 4478 km p R p hp R 00 km 6378 km 6578 km v v µ p µ p 043 m/s µ v v v 766 m/s p 009 m/s 6
(VŠ, 6/6/00, ) Komunikcijski stelit izstelimo v geostcionno tinico s pomočjo dveh čsovno in postosko ločenih sunkov sile. Izčunjte osnovne veličine penosne tinice: veliko polos? in ekscentičnost e? Koliko čs t? poteče od izstelitve do dokončneg vtijenj stelit? ( 436 min, R 6378 km, µ3,986 0 4 m 3 /s ) µ 3 π 3 g µ π 463 km ( ) 470,5 km R R g R ( e) e 0, 737 e t π 3 µ 885 s 5 h 3 min 35 s 7
(VŠ, 9/0/00, ) Komunikcijski stelit s suho mso (bez goiv) m t 500 kg im n kovu še m g 000 kg dvokomponentneg goiv. Koliko goiv m g? ostne n kovu stelit kot zlog z mnjše popvke tinice, če glvnino potisk motoj z I sp 300 s upobimo z pemik stelit iz penosne v dokončno geostcionno tinico, ki zhtev v,5 km/s? (g9,8 m/s ) v i g I sp 943 m/s mg v vi ln m g m t m t m g 500 vi 943 ( m m ) e m 500 kg e 500 kg,73 kg g t v t 8
(VŠ, 5/0/00, ) elekomunikcijski stelit se nhj v penosni tinici z višino peigej h p 400 km in pogejem, ki se dotik geostcionne tinice. Izčunjte potebno količino ketneg goiv m g? s speciičnim impulzom I sp 50 s z penos v dokončno geostcionno tinico ( 436 min), če znš ms stelit m t 000 kg in popvek nklon ni poteben. (g9,8 m/s, R 6378 km, µ3,986 0 4 m 3 /s ) geostcionn tinic penosn tinic h R z h p v v µ 3 g ( π) 463 km h p g p p µ g p µ g v v v g g v i g I sp 3075 m/s 457 m/s 453 m/s R 68 m/s v v m g mt e i 8kg 4470 km 9
(VŠ, 5//003, ) telit z mso m000 kg se nhj v penosni tinici z višino peigej h p 00 km in višino pogej h 35800 km. Kolikšn je spememb enegije stelit W?, ko z ketnim motojem poženemo stelit v kožnico n višini h35800 km? ( 436 min, R 6378 km, µ3,986 0 4 m 3 /s ) geostcionn tinic penosn tinic h R z h p h R h p p R 4378 km g h R 478 km W W p g µ m p µ m g 8,8 GJ 4,73 GJ W W g Wp 3,45 GJ 0
(VŠ, 4/6/003, ) Vesoljsk ldj leti v kožnici n višini h400 km nd zemeljsko povšino z nklonom i50. Kolikšn je potebn spememb hitosti v?, d ldj zniž peigej svoje tinice n h p 00 km, kje tenje z zemeljskim ozčjem omogoči ndljnje zvinje in pistnek? koliko kilometov d? se pemkne mesto pistnk, če vesoljsk ldj vključi ketni moto z t0 s pepozno? (R 6378 km, µ3,986 0 4 m 3 /s ) kožnic penosn tinic kožnic R z v v µ h R µ h R 7669 m/s 758 m/s d R v t h R 7,6 km h h v v p R v 668 km 87,7 m/s
(VŠ, 7/9/003, ) Izčunjte njmnjši potebni v? kete, d koistni tovo ubeži težnostnemu polju emlje. Rketo izstelimo n ekvtoju in izkoistimo vtenje emlje, d zmnjšmo potebni v kete. ( 436 min, R 6378 km, µ3,986 0 4 m 3 /s ) p R v πr 6378 km 465 m/s v µ p µ R 80 m/s v v v 075 m/s
(VŠ, 6//004, ) Določite življenjsko dobo t? stelit v geostcionni tinici, če popvki nklon tinice v smei seve jug in popvki položj vzhod zhod skupno zhtevjo v enem letu v45 m/s? Celotn ms stelit n zčetku delovnj znš m000 kg, od teg odpde m g 80 kg n zlogo hidzin N H 4. Upobljeni ketni motoji imjo hitost izpuh v i, km/s. ( 436 min, R 6378 km, µ3,986 0 4 m 3 /s ) v m v ln m m 000 kg, km/s ln 90 kg c i g 83,44 m/s t vc v t 83,44 m/s leto 4,076 let 4 let 8 dni 45 m/s 3
(VŠ, 4/6/004, ) Izčunjte vsoto vseh v?, potebnih z pevoz stelit v geostcionno tinico. Nosilno keto izstelimo iz pomoske ploščdi n ekvtoju, d izkoistimo vtenje emlje in popvki nklon tinice niso potebni. ( 436 min, R 6378 km, µ3,986 0 4 m 3 /s ) geostcionn tinic penosn tinic R z p v πr p R 465, m/s 6378 km 3 g µ 463 km v µ π g g 3074,7 m/s p p 470 km v v µ v p v µ g v v v 453 m/s 9954,5 m/s 498,5 m/s 4
(UNI, 5//004, 4) Določite število N in jkost potebnih spememb hitosti v, d pipeljemo stelit v geostcionno tinico iz izstelišč n zemeljskem ekvtoju z njnižjo pobo goiv. V izčunu znemimo tenje kete z zemeljskim ozčjem. i izstelitvi iz ekvtoj spemembe nklon tinice niso potebne in hkti nm zemlj s svojim vtenjem pomg zmnjšti pvo spemembo hitosti. (R 6378 km, 436 min, µ3,986 0 4 m 3 /s ) otebne so dve spemembi tinice Homnov poces N. Hitost vtenj emlje v π R 465, m/s Višin n ktei koži geostcionni stelit 3 g µ 463 km π Hitost s kteo koži stelit v geostcionni tinici v µ g g 3074,7 m/s p R 6378 km Velik polos penosne tinice p p g R 470 km v spememb hitosti v µ v p 9954,5 m/s Dug spememb hitosti v v µ g 498,5 m/s 5
(VŠ, 30/9/004, ) Komunikcijski stelit v eliptični tinici z ekscentičnostjo e0,75 in višino peigej h p 500 km nd povšino emlje. Izčunjte peiodo? tinice stelit. Kolikšn je hitost stelit v? v peigeju, ko se njbolj pibliž emlji? ( 436 min, R 6378 km, µ3,986 0 4 m 3 /s ) ( ) e R h p p 75 km p e R h h 36 min 54 s 4544 s 3 µ π 0,07 km/s 007 m/s p µ R h v 6
(VŠ, /7/999, ) Izčunjte hitost stelit v? in višino geostcionne tinice h? nd povšino emlje. (e0, 436 min, R 6378 km, µ3,986 0 4 m 3 /s ). Kolikšno spemembo hitosti v? mojo zgotoviti ketni motoji n kovu stelit, d popvijo nklon tinice z i? v v h R z Velik polos elipse znš 3 µ π 3 3,986 0 4 m 3 /s 436 60 s π 463 km Višin geostcionne tinice je h R 35785 km Hitost stelit v geostcionni tinici znš µ v µ 4 3 3,986 0 m /s 3 463 0 m 3075 m/s bsolutne vednosti vektoj hitosti z obe tinici je enk. pememb hitosti p mo znšti i v v sin v i 53,7 m/s v dinih 7
(VŠ, 9/6/00, ) Geostcionni stelit se nhj v kožnici s peiodo 436 min. ežnostni vpliv onc in Lune je geostcionno tinico pokvil tko, d je nklon tinice nstel n i5. V ktei točki tinice momo vključiti ketni moto n kovu stelit in km mo biti usmejen šob (skic!), d popvimo nklon tinice? Koliko znš potebn spememb hitosti v? (R 6378 km, µ3,986 0 4 m 3 /s ) dvižni vozel N v v v v i emlj v v Iz enčbe z peiodo tinice lhko izčunmo veliko polos elipse µ 3 π 3 µ π 463 km Ke imjo st in nov tinic stelit isti dvižni vozel, bomo motoje vključili v točki dvižneg vozl. Hitost stelit, ki potuje po kožnici v µ µ g 3075 m/s bsolutne vednosti vektoj hitosti z obe tinici je enk. pememb hitosti p mo znšti i v v sin 68 m/s 8
(VŠ, 7//005, ) V geostcionni tinici se nhjt n isti zemljepisni dolžini novi in sti stelit. Novi stelit im dovolj goiv, d vzdžuje nklon lstne tinice i 0. ti stelit je pobil že vso ketno goivo z popvljnje nklon tinice, zto je nklon njegove tinice nstel n i 5. Izčunjte medsebojno hitost stelitov v? v točki, kje se tinici obeh stelitov sekt. ( 436 min, µ3,986 0 4 m 3 /s ) i v v v v Velik polos elipse znš 3 µ π 463 km Hitost stelit, ki potuje po kožnici znš µ v Medsebojn hitost stelitv v dvižnem vozlu znš i v v sin 3075 m/s 0,0436 68 m/s 3075 m/s 9
(VŠ, 4/7/005, ) elekomunikcijski stelit se nhj v eliptični tinici s peiodo 4 h. Izčunjte ekscentičnost tinice e? in višino pogej h? nd zemeljsko povšino, če znš višin peigej h p 000 km. ( 436 min, R 6378 km, µ3,986 0 4 m 3 /s ) h 3 µ π R 44 km R p ( e) e 0, 85 p h hp R h R hp h 7076 km (UNI, //004, 4) Komunikcijski stelit se nhj v zemeljski tinici s peiodo 6 h. Kolikšn je lhko njvečj ekscentičnost tinice e, d stelit ne zide v ozčje n višini h300 km? Kolikšn je hitost stelit n tej višini glede n ozčje, če vtenje zemlje znemimo? (µ3,986 0 4 m 3 /s, 436 min, R 6378 km,) 3 µ π 44 km Oddljenost stelit od sedišč zemlje v peigeju znš p v h R p 6678 km µ 0345 m/s p p p p e e p e e e e p 0,793 0
(VŠ, //00, ) telit izstelimo v visoko eliptično tinico z nklonom i63,5 in peiodo h 58 min. Izčunjte višino pogej h? nd zemeljsko povšino, če izbeemo višino peigej h p 000 km. Koliko znš ekscentičnost e? tkšne tinice? ( 436 min, R 6378 km, µ3,986 0 4 m 3 /s ) h 58 min 78 min µ 3 π 3 µ π 656 km h h R hp R 39366 km R p ( e) e 0, 7 p p h (UNI, //00, 4RK) telit»und«leti v visoki eliptični tinici z nklonom i63,5 in peiodo, ki je enk peiodi vtenj emlje. Koliko je višin pogej h? nd zemeljsko povšino, če znš višin peigej h p 000 km nd zemeljsko povšino. Koliko nj bo gument peigej ω, d se stelit zdžuje njdlje nd seveno poloblo? ( 436 min, R 6378 km, µ3,986 0 4 m 3 /s ) 3 µ π 463 km z pogej h R hp 70570 km ω70 o ω y dvižni vozel peigej x
(VŠ, 7/9/000, ) telit leti v skoj kožni tinici z nklonom i90 n višini h800 km nd zemeljsko povšino. Izčunjte odstopnje esničneg položj stelit n nebu od izčunneg d? (v kilometih), ko stelit leti nd opzovlcem n zemljepisni šiini α46, ke smo se pi petipkvnju Keplejevih elementov tinice v čunlnik ztipkli pi ektscenziji dvižneg vozl in vstvili z Ω z peveliko število. (R 6378 km, µ3,986 0 4 m 3 /s ) z R h d α y Ω x d Ωcosα cos 46 ( R ) sin ( 6378 km 800 km) sin 87 km h
RDIJK VE (VŠ, /9/999, ) Določite moč oddjnik o n kovu stelit, ki leti v kožnici n višini h800 km. telit oddj n ekvenci 400 MHz, zemeljski spejemnik zhtev signl vsj U0, µv e n vhodnem piključku (R50 Ω), spejemn in oddjn nten p nist usmejeni (G o G s ). Moč oddjnik določite v obeh slučjih: ko je stelit točno nd spejemnikom in ko je stelit n obzoju spejemnik. (R 6378 km, c3 0 8 m/s) h Ω h α R R h 800 km ( R h) 393 km R U s R λ c 6 ( 0, 0 V) 6 8 0 W 0,75 m 50 Ω o s G G o s 4π λ 6 4π 800000 m o 8 0 W 0,44 W 0,75 m 6 4π 393000 m o 8 0 W,436 W 0,75 m 3
(VŠ, 30/9/004, ) Izčunjte potebno moč oddjnik o? n kovu televizijskeg stelit, d bo s svojim signlom n ekvenci GHz pokil ozemlje s povšino 0000 km, ki se nhj n povpečni zemljepisni šiini ϕ46. telit se nhj v geostcionni tinici n višini h35800 km nd ekvtojem, spejemniki zhtevjo gostoto petok moči vsj nw/m vključno s pedpisno ezevo. (R 6378 km, 436 min) α x ϕ R h R emlj ( h R ) R ( h R ) cosϕ 3805 km x R x h sin ϕ sin α R h R α csin sin ϕ 5, 93 x cosα o,06 W 4
(VŠ, 4/6/004, ) elevizijski stelit oddj n ekvenci GHz z eektivno sevno močjo EIR60 dbw (moč oddjnik pomnožen z dobitkom oddjne ntene) v smei spejemnik n emlji. Izčunjte dobitek spejemne ntene G s?, če n vhodnih sponkh spejemnik zhtevmo signl jkosti s 90 dbm. (d40000 km, c3 0 8 m/s) G 60 dbw o o 0 6 W s 90 dbm 0 W λ c 0,05 m s λ o GoGs 4πd s 4πd G s 404,5 6,07 dbi G λ o o 5
(VŠ, 6//004, 3) elevizijski stelit oddj n ekvenci GHz v istem dioekvenčnem knlu psovne šiine B40 MHz dv zličn V pogm z zličnim, med sbo pvokotnim linenim polizcijm. di netočnosti izdelve oddjne ntene znš kot med obem vninm polizcije ϕ80. Kolikšn je izgub jkosti spejem želeneg signl? (db), če polizcijo spejemne ntene nstvimo tko, d povsem zdušimo motnjo n neželeni polizciji? v v v v v E s s 4443 4 zhtevmo 0 E E 0log π π ( E E ) E cosα E cos( α ϕ) α ϕ α ϕ π cos ϕ E E π 0logcos ϕ 0log ( sin ϕ) 0,33 db 6
(VŠ, 7//005, 3) telit n zdlji d40000 km je opemljen z oddjnikom moči o 40 W n ekvenci 4 GHz te oddjno nteno z dobitkom G o 30 dbi. Kolikšen mo biti peme? zcl spejemne ntene z izkoistkom osvetlitve η70 %, d dobimo v spejemniku moč s 90 dbm? (c3 0 8 m/s) s 90 dbm 0 W G 30 dbi o 000 s e s o Go e 4πd 4πd o Go 0,503 m 0,956 m e e ηπ ηπ 95,6 cm 7
(VŠ, 7/9/000, 4) Izčunjte potebno moč oddjnik n kovu televizijskeg stelit O? n ekvenci GHz, ki zpolg z nteno z dobitkom G O 40 db. pejemnik se nhj n emlji n zdlji d38000 km in zpolg z nteno peme m, η70 % in šumno tempetuo 30 K. Šumno število spejemnik je F db. dobe spejem zhtevmo zmeje signl/šum /N5 db v psovni šiini B30 MHz. (k B,38 0 3 J/K, O 93 K, c3 0 8 m/s) F O 0 0 75,9 K N B 4 ( ) 4,38 0 W Bk N N 4,38 0 4 W 0 5 0,39 0 W 4πd η G,39 0 π 0,5 m W 4π 0,7 7 ( 3,8 0 m) 4,57 W O 4 O 0 8
(VŠ, 9/0/00, ) Izčunjte potebno moč oddjnik o? n kovu stelit z teleonijo, ki del n ekvenci,6 GHz. meni digm oddjne ntene enkomeno pokiv kožno podočje s polmeom 00 km n emlji. eleon je opemljen z neusmejeno spejemno nteno z dobitkom G s. zdovoljivo kkovost zveze nm zdošč U s 0,4 µv e n vhodnih sponkh spejemnik z impednco 50 Ω. (c3 0 8 m/s) s s U 6 ( 0,4 0 V) 5 3, 0 W 50 Ω s λ G 4π s Gs c 4π 0,798 0 3 m g π 3,4 0 0 m g o s s 36 mw 9
(VŠ, 4/7/005, ) Izčunjte domet d? med dvem očnim dijskim postjm v pznem postou, ki delt n ekvenci 50 MHz. Rdijski postji st opemljeni z ntenm z dobitkom G dbi, oddjnikom moči o 5 W te spejemnikom z občutljivostjo U min 0, µv e (n impednci k 50 Ω). (c3 0 8 m/s) U s min k 8 0 6 W λ c 0 m G dbi,585 G λ λ o G d G 4πd 4π s s o o s 994 km 30
(VŠ, 7/9/003, ) Kolikšn nj bo moč O? pomoskeg oddjnik z klic v sili, ki je opemljen z neusmejeno nteno (G O ) n ekvenci,6 GHz? pejemnik im šumno tempetuo 50 K in se nhj n kovu geostcionneg stelit (40000 km) z nteno z dobitkom G 0 dbi in šumno tempetuo 00 K. poočilo penšmo s hitostjo C400 bit/s. Demodulto spejemnik vnš izgubo db glede n hnnonovo teoetsko mejo z neskončno psovno šiino. (k B,38 0 3 J/K, c3 0 8 m/s) B C Ck B k ln db 5,85 c λ 0 0,85 m G 0 dbi 00 B ( ) 8 ( ) ln,34 0 W, 0 7 W λ 4π O GOG O 4π GOG λ,564 W 3
(VŠ, /7/999, ) Izčunjte slbljenje dijske zveze v db n ekvenci 4 GHz. Oddjnik moči o 0 W n kovu stelit zpolg z nteno peme d o m. pejemnik n emlji im nteno peme d s 3 m. Izkoistek osvetlitve zcl je z obe nteni enk η70 %, zdlj med obem ntenm p znš 40000 km. Kolikšn je moč signl s? n vhodnih sponkh spejemnik? c λ 0 7,5 cm o s d o π d s π 0,785 m 7,069 m s G o o η 4π s s η η o o o s λ s 0 W 0,7 0,785 m 0,7 7,069 m 7 ( 4 0 m) ( 0,075 m) 3,0 0 W s 0log o 5, db 3
OKRIO (VŠ, 6/6/00, ) Določite njvečjo možno smenost ntene D? (v decibelih), ki jo vgdimo n geostcionni stelit ( 436 min, e0), d z dijskim signlom enkomeno osvetlimo celotno poloblo, ki jo stelit vidi s svojeg položj v tinici. (R 6378 km, µ3,986 0 4 m 3 /s ) Ω α g R 463 km 3 g π µ g sin R α ( ) ( ) π α π α π Ω g sin cos R 73,8 4 g Ω π R D,4 dbi 0log db D D 33
(VŠ, 7/4/000, ) Določite njvečjo možno smenost ntene D?, ki jo vgdimo n geostcionni stelit (h35800 km nd povšino emlje, R 6378 km), d z njo enkomeno osvetlimo celotno vidno poloblo z dijskim signlom n ekvenci 4 GHz. R R h α Ω sin R h R α ( ) ( ) π π α π α π Ω sin cos R h hr h R h R,4 dbi 73,9 4 Ω π R h hr h D 34
(VŠ, //00, ) Določite peme zcl d? oddjne ntene n kovu televizijskeg stelit, ki nj osvetli podočje s polmeom 000 km n zmeljski povšini tik pod stelitom. telit se nhj v geostcionni tinici in oddj v ekvenčnem psu,6 GHz. Izkoistek osvetlitve odptine zclne ntene znš η50 %. (R 6378 km, 436 min, µ3,986 0 4 m 3 /s ) Ω h R z 3 µ π 467 km h R Ω h g π h 35785 km c λ 0 0,5 m D 4π Ω,453 0 λ D λ d π 4πη Ωη d λ 3,77 m πωη 3 sd 35
(VŠ, 5//003, ) Določite smenost ntene D?, ki jo vgdimo n stelit, d z geostcionne tinice (h35800 km) pokijemo podočje s polmeom 300 km n zemeljski povšini tik pod stelitom. Kolikšen je peme? oddjne ntene n ekvenci GHz, če doseže izkoistek osvetlitve odptine vednost η60 %? emlj Ω h Ω h g π h c λ 0,5 cm e λ 4 π D e η D 4π Ω 4h 5696 47,6 dbi λ D,45 m π π η 36
(VŠ, 8/6/000, ) Izčunjte smenost D? ntene n kovu geostcionneg stelit n višini h36000 km nd povšino emlje, če im nten snop eliptičneg peez, ki osvetljuje zemljepisno podočje šiine w00 km in dolžine l300 km. nop ntene je idelen: želeno podočje je enkomeno osvetljeno, zunj njeg p nten ne sveti. emlj Ω h b Ω h πb l w b D 4π Ω 4πh πb 6h lw 6 36000 km 300 km 00 km 345600 55,4 dbi 37
(VŠ, 4/6/003, ) eleonski stelit GLOBLR leti v kožnici n višini h40 km nd zemeljsko povšino z nklonom i5. Določite smenost ntene D? n kovu stelit, ki zgotvlj pokivnje vseh upobnikov, ki vidijo stelit vsj el min 5 nd obzojem. Če se stelit nhj penizko n obzoju, je z mobilne postje neupoben zdi senc hibov, zgdb li deves, zto nj nten n kovu stelit tj ne sev. (,6 GHz, R 6378 km, c3 0 8 m/s) α el min R R Ω h Iz sinusneg izek sledi π sinelmin sin α R R h Ω π ( cosα) 4π D 5,7 7,3 dbi Ω cosα R α csin cos 9 R h ( el min) 5, 38
NENE (VŠ, 30/9/004, 3) bolično zclo peme d m osvetlimo z žilcem, ki im sevlni digm v obliki stožc s kotom odptj α0 n ekvenci 5 GHz. Izčunjte globino zcl h? v temenu, če je zclo otcijsko simetično. Kolikšen je dobitek ntene G? (v dbi), če znš izkoistek osvetlitve η80 %? (c3 0 8 m/s) α h d/ h d/ d 6h α tg 3 d h d 8dh 8 6h dh d 0 d d 6h 3 h 6h 8 64 ± 64 3 3 h d 3 0,443 m 4,43 cm d π λ c cm 0,785 m G 0log4πη 4,95 dbi λ 39
(VŠ, 9/6/00, 3) N ekvenci GHz potebujemo nteno z dobitkom G40 dbi. Izčunjte peme d? in globino h? otcijsko simetičneg pboličneg zcl. clo osvetlimo z žilcem, ki pi zmeju /d0,4 doseže izkoistek osvetlitve odptine η80 %. i čunu upoštevjte tudi neidelnost povšine zcl, k pinese 0,5 db izgube dobitk, izgubo zdi sence žilc p znemite. (c3 0 8 m/s) α h d/ h d/ c λ 0,5 cm D G 40,5 dbi 0 D 4π λ Dλ 4πη η 0,698 m d 0,94 m 94, cm π d d 37,7 cm d h 6 4,7 cm 40
(VŠ, 4/7/005, 3) Določite peme otcijsko simetičneg pboličneg zcl d? in njegovo globino h?, d z njim izdelmo usmejeno nteno z dobitkom G40 dbi n ekvenci 4 GHz. Rzpoložljivi žilec omogoč izkoistek osvetlitve η70 % pi zmeju /d0,4. Npke povšine zcl vnšjo dodtno izgubo db. (c3 0 8 m/s) α h d/ h d/ c λ 0 7,5 cm G 40 dbi 0 db,59 4 λ G 4π η 8,05 m d 3, m π d d,8 m d h 6 0,5 m 4
(VŠ, 6//004, ) Določite peme? zcl z spejem stelit, ki g vidimo z elevcijo α7 nd obzojem in oddj n ekvenci, GHz. Izkoistek osvetlitve zcl znš η50 %, smeni digm zcl p ponzoimo s kogelnim izsekom s ploščtim temenom, stmimi boki in znemljivimi stnskimi snopi. Glvni snop ntene usmeimo v stelit, pi tem p nj toplotni šum emlje ne moti spejem stelit. (c3 0 8 m/s) Ω π ( cosα) 4π D Ω cosα 68,3 e λ 4 π e η D π c λ 0 0,36 m π e η λ π D η,006 m 4
(VŠ, /7/999, 3) Izčunjte goiščno dljo? te kot sevnj žilc α? z otcijskosimetično pbolično zclo peme d, m in globine h5 cm. koliko db upde jkost sevnj žilc n obu zcl glede n sedišče zdi povečne zdlje med žilcem in povšino zcl? d α α d 6h (, m) 6 0,5 m 0,6 m d h ( ) ( 0,6 m) ( 0,45 m) 0,75 m d 0,6 m α csin csin 0,97 d 53,3 0,75 m 0,6 m 0log 0log,94 db 0,75 m 43
(VŠ, 7/9/000, ) bolično zclo peme m in globine h5 cm upobljmo n ekvenci 0 4 GHz. Izčunjte zno npko ϕ? v stopinjh n obu zcl, če vzmemo eeenco z zo v temenu zcl in izmknemo žilec iz goišč nvzven (poč od zcl) z cm. (c3 0 8 m/s) h h ( ) m 6h l ( h ) ( h) 0,003975 m 3,975 mm π π 0 l ϕ k l l 0,333 d 9, 08 λ c 44
(VŠ, 5/0/00, 3) bolično zclo peme d m želimo upobiti z spejem televizijskeg stelit n ekvenci GHz. N zclo vgdimo žilec in pi spejemu zemeljskeg oddjnik n oddljenosti 30 m od zcl njdemo njboljši položj žilc n zdlji x35 cm od temen zcl. Kkšn mo biti zdlj med temenom zcl in žilcem x'? z njboljši spejem stelit? (c3 0 8 m/s) x 346 mm x ; ' x' ' x ' 346 mm Funhoe: d λ d c mejni 80 m 45
(VŠ, 7/9/003, 3) emeljsk spejemn postj je opemljen z zclom peme d60 m in zmejem /d0,4. kolikšno zdljo x? se pemkne nvidezno goišče zcl pi spejemu vesoljske ldje, ki pileti z zelo velike zdlje n višino h300 km nd zemeljsko spejemno postjo? (8 GHz, c3 0 8 m/s) d d 4 m h h h h x h h ( h ) 3,9 0 m,9 mm h h h 46
(VŠ, 9/6/00, ) Izčunjte sevlni izkoistek η? polvlovneg dipol s sevlno uponostjo R s 73 Ω n ekvenci 300 MHz. Dipol je izdeln iz kovinske žice s končno pevodnostjo. Uponost žice dodtno poveč kožni pojv n vednost R/l0 Ω/m. i čunu upoštevjte, d so izgube v žici mjhne glede n pozdelitev tok I(z) n dipolu. (c3 0 8 m/s) s 0 s s (0) R I R I 0 m λ c kz I z I cos ) ( 0 λ π k ( ) d cos d ) ( 0 4 4 0 4 4 z λ λ λ λ λ I l R z kz I l R z l R z I 96,7 %,5 73 73 4 s s z s s Ω Ω Ω λ η l R R R 47
(VŠ, 5/0/00, ) imidni lijk im pvokotno odptino s stnicm 0 cm in b8 cm. Globin lijk (zdlj med sediščem odptine in pehodom v pvokotni vlovovd) znš h5 cm. i ktei ekvenci? doseže njvečj zn npk n odptini lijk vednost ϕπ? Koliko znš smenost lijk D? pi dni ekvenci, če lijk vzbujmo z vlovodnim odom E 0 in npko ze povsem popvimo z zbilno lečo? (c3 0 8 m/s) l b h h 8,07 mm ϕ k l ϕ c π 8,6 GHz k π l c 4π D η λ b 0 8 η 0 z od E 0 π 4π 8 D b 3,8 4,95 dbi c π 48
(VŠ, /9/999, 3) Izčunjte dobitek G (db) zclne spejemne ntene peme 60 cm, če znš izkoistek osvetlitve zcl η70 % n ekvenci GHz. Kolikšen je dobitek isteg zcl n ekvenci 4 GHz, če n tej ekvenci izkoistek osvetlitve upde n η'60 %? G db 4π 4π 0log 0logη π λ λ π 0log η c G G π 0,6 m 0 0log 0,7 8 3 0 m/s 9 s db π 0,6 m 4 0 0log 0,6 8 3 0 m/s 9 s db 36 dbi 5,8 dbi 49
(VŠ, 4/6/004, 3) Določite smenost D? (v decibelih) kožne odptine peme d30λ, če jkost polj n povšini odptine upd od njvečje n sedini odptine n vednost nič n obu odptine. Vse točke odptine vzbujmo sozno, npke v zi zto znemimo. ( GHz, c3 0 8 m/s) 0 E 0 E λ 5 0 d polme odptine λ π λ π ϕ ϕ λ π λ π π π 6 8 d d 8 d d d d 4 d d 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 E E E E D 37,7 dbi 59 5 3 8 π D 50
(VŠ, 7/9/003, 4) Kožno polizino nteno sestvimo iz dveh enkih lineno polizinih nten z dobitkom G e 5 dbi, ki jih zsučemo okoli osi glvneg snop tko, d poizvjt elektično polje pod pvim kotom. Koliko znš dobitek kožno polizine ntene G?, če znšjo izgube v npjlnem vezju obeh lineno polizinih nten db? G Ge 5 dbi db 4 dbi 5
ŠUMN EMERUR IN ŠUMNO ŠEVILO (VŠ, 3//00, ) Izčunjte šumno tempetuo ntene G spejemnik?, ki im mplitudni smeni digm F(θ,φ)cosθ. nteno usmeimo v nebo s šumno tempetuo N 4 K, neželeni snop nvzdol p vidi emljo s šumno tempetuo 300 K. m nten je bezizgubn in ne vnš dodtneg šum. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) π π π π θ θ θ θ θ θ θ Ω φ θ Ω φ θ φ θ 0 N 0 0 0 4 4 d d d d sin cos d sin cos ) ( d ), ( d ), ( ), ( u u u u u u F F 4K 8 7 3 8 3 7 3 N N cosθ u ( ) 3 d 3 u u u u u (VŠ, 7/4/000, 4) Izčunjte šumno tempetuo ntene? G spejemnik, ki im smeni digm F(θ,φ)cosθ in je obnjen v nebo s tempetuo N 0 K, spodnji del smeneg digm p vidi emljo s 90 K. nteno smtmo z bezizgubno (izkoistek η). ( ) ( ) ( ) π π π π π π θ θ θ θ θ θ θ θ θ Ω φ θ Ω φ θ φ θ 0 0 N 4 4 d sin cos d sin cos d sin cos d ), ( d ), ( ), ( F F 45 K 8 90 K 0 K 7 8 7 3 8 3 3 7 N N ( ) ( ) 3 d d sin cos 3 u u u u u u θ θ θ 5
(VŠ, //00, 3) Izčunjte šumno tempetuo neusmejene spejemne ntene z telekomndo n kovu stelit v tinici n višini h000 km nd zemeljsko povšino. Šumn tempetu emlje znš 300 K in šumn tempetu neb N 4 K. Fekvenc telekomnde je dovolj visok, d lhko šum onc in ostlih nebesnih teles znemimo. (R 6378 km) Ω α h emlj R R h R R α sin ( ) ( ) π α π α π Ω sin cos h R R ( ) π π Ω Ω N N 4 4 h R R h R R 56,5 K,648 4 K 0,35 300 K 53
(VŠ, 6//004, 4) Izčunjte šumno tempetuo bezizgubne ntene? plovil, ki je pistlo n Luni. Glvni snop ntene s smenostjo D5 dbi je usmejen n emljo s povpečno šumno tempetuo 60 K, ozdje emlje je hldno nebo s šumno tempetuo N 4 K. emlj se nhj n oddljenosti 400000 km od Lune. (8,4 GHz, R 6378 km, k B,38 0 3 J/K) Ω πr D 5 dbi 36 4 7,99 0 sd << Ω π D 4 Ω Ω Ω Ω D Ω D N N 0,00 0,9799N 9,5 K Ω Ω 4π 4π 54
(VŠ, 4/6/004, 4) Bezizgubno nteno z dobitkom G0 dbi usmeimo v once. Izčunjte šumno moč N? n ntenskem piključku v psovni šiini B4 MHz, če znš šumn tempetu onc,0 0 6 K n ekvenci GHz, šumn tempetu neb v ozdju p N 0 K. once vidimo kot kožno ploščo pod zonim kotom α0,5. (c3 0 8 m/s, k B,38 0 3 J/K) G 0 dbi 00 Ω Ω 4π G 0,57 sd α π cos 59,8 0 6 sd Ω Ω N 475,96 K 9,99 K 485,96 K Ω Ω N Bk B,68 0 4 W 05,7 dbm 55
(VŠ, 9/0/00, 4) telitsk spejemn nten im šumno tempetuo 30 K. pejemnik sestvlj nizkošumni ojčevlnik s šumnim številom F n 0,5 db in mešlnik te ostle stopnje s šumnim številom F m 0 db. Kolikšno nj bo ojčenje nizkošumneg ojčvelnik G n?, d celotn šumn tempetu sistem ne peseže 00 K? ( o 93 K) n Fn o 0 0 35,75 K m Fm o 0 0 637 K m m 637 K n Gn 76,996 8,86 db G 00 K 30 K 35,75 K n n 56
(VŠ, /9/999, 4) Določite šumno število ojčevlnik F O (v db), ki g piključimo n vhodne sponke spejemnik s šumnim številom F db. Ojčenje ojčevlnik znš G O db, šumno število celotne veige p nj ne bo večje od F mx db. i izčunu upoštevjte tudi slbljenje 3 db v vodu, ki povezuje ojčevlnik in spejemnik. F mx db,585 F db 5,85 G O db 58,5 3 db F F G F 3,7,585 G 58,5 mx FO FO Fmx O O F O 0log FO,43 db (db),39 57
(VŠ, 5//003, 4) Izčunjte skupno šumno tempetuo spejemneg sistem?, če je spejemnik opemljen z neusmejeno in bezizgubno nteno. Šumn tempetu neb znš N 0 K in šumn tempetu emlje O 93 K. pejemnik vsebuje večje število ojčevlnih stopenj, zgjenih s tnzistoji, ki n dni ekvenci omogočjo šumno število F t 3 db in ojčenje G t 0 db. Neusmejen nten: G t 0 db 0 t Ft O 0 0 93 K N t... G 56,5 K 93 K 0, t t t t 3 G G G 35,6 K 48 K 58
(VŠ, 8/6/000, 4) i gdnji občutljiveg spejemnik momo poleg šum vhodne stopnje upoštevti tudi pispevek nslednjih stopenj. Kolikšno šumno tempetuo? in kolikšno šumno število F? celotneg spejemnik lhko dosežemo s tnzistoji, ki n dni ekvenci omogočjo ojčenje G9 db pi šumnem številu F3 db posmezne ojčevlne stopnje? empetu okolice je O 93 K. F O 0 0 93 K G 9 db G 8 G G G... G 93 K 8 3 4 F 0log 3,3dB O 334,8 K 59
(VŠ, 30/9/004, 4) Izčunjte skupno šumno tempetuo spejemneg sistem?. nten je usmejen v hldno nebo s šumno tempetuo N 0 K, šumno tempetuo ntene dodtno povečjo z 30 K stnski snopi, ki vidijo toplo okolico n emlji. pejemnik im šumno število F,5 db in je vezn do ntene s penosnim vodom n tempetui okolice V 93 K te vnš 0,8 db izgub. ( O 93 K, k B,38 0 3 J/K) F F F F N F O 0 0,3 db 40 K 04,6 K 44,6 K 60
(VŠ, 6/6/00, 5) elevizijski spejemnik (B7 MHz) im šumno število F 9 db. Kolikšno mo biti ojčenje G O? (v decibelih) nizkošumneg ojčevlnik s šumnim številom F O 3 db, d z vgdnjo ojčevlnik izboljšmo zmeje signl/šum z kto 4-kt? pejemn nten je usmejen v oddjnik n obzoju tko, d polovic smeneg digm vidi emljo ( 0 93 K), dug polovic smeneg digm p hldno nebo N 4 K. ( ) 48,5 K N oj FO 0 0 0 9 K F 0 0 0 034 K 83 K oj G 4 G 4 O O oj 9,3 G OdB 0logGO,8 db 6
(VŠ, 4/7/005, 5) Dv enk ojčevlnik s šumnim številom F O 3 db in ojčenjem G O 5 db vežemo vzpoedno, d zmnjšmo intemodulcijsko popčenje. Izčunjte šumno število F? in ojčenje G? tkšne vezve, če vzpoedno vezvo izvedemo z bezizgubnimi vezji z pilgoditev impednce. F 0 G 0 F 0 G 0 F F O 3 db G G O 5 db 6
MOGLJIVO VEE (VŠ, 7//005, ) nten je piključen n spejemnik, ki vsebuje nizkošumni ojčevlnik z ojčenjem G50 db in šumnim številom F db te psovno sito šiine B5 MHz. spktlnim nliztojem izmeimo n izhodu spejemnik zmeje signl/šum35 db v psovni šiini medekvence spektlneg nliztoj B m 00 khz. Kolišn je teoetsk zmogljivost C? tkšne dijske zveze? ( o 93 K, 00 K, k B,38 0 3 J/K) ( ) 35 db 36 N ( m 00 khz ) ( B ) 36 63, N N B 5 MHz ( ( ) 5 MHz 6,0055 30,03 Mbit/s C B log N 63
(VŠ, 7/4/000, 3) Izčunjte zmogljivost C? (v bitih n sekundo) dijske zveze med oddjnikom n plovilu v tinici poti Msu in zemeljsko spejemno postjo. Oddjnik im moč o 30 W in nteno peme o m, spejemn postj im nteno peme s 60 m in skupno šumno tempetuo 30 K. Rzdlj med spejemnikom in oddjnikom je d00 0 6 km, vlovn dolžin je λ4 cm, izkoistek osvetlitve obeh nten je enk η0,7. (k B,38 0 3 J/K) o s π π o s 0,785 m 87 m s o η η o d o λ s s 5, 0 6 W C 6 s s 5, 0 W B log 3 BkB kb ln,38 0 J/K 30 K ln B,78 Mbit/s 64
(VŠ, 8/6/000, 3) di dvktneg izkoiščnj zpoložljiveg ekvenčneg psu oddj stelit dv zličn signl z idelno desno oziom levo kožno polizcijo. Izčunjte zmeje signl/motnj (v decibelih), če kožno polizino spejemno nteno sestvimo iz dveh lineno polizinih nten, ki st zsukni z 90 te npjni s znim zmikom 90, zdi neidelnosti npjlneg vezj p dobi en nten le 95 % tok duge ntene. R,053 0,95 R Q Q Q E E L D R,053 0,056 R,053 s 0log Q 0 log 0,056 3,8 db m db 65
(VŠ, 7/9/000, 3) i spejemu stelit ns moti odboj vlovnj od tl, kje se pi nizkih vpdnih kotih vlovnje vedno odbije v potizi. Izčunjte elevcijo stelit n nebu (kot med obzojem in smejo poti stelitu), ko doseže signl n ekvenci 400 MHz pvi mksimum, če smo postvili neusmejeno spejemno nteno n h5 m nd tlemi. (c3 0 8 m/s) α h Γ α l h λ c l h sin α 8 α csin c 3 0 m/s csin, 5 4h 4 5 m 4 0 8 /s 66
(VŠ, 3//00, 3) nten telemetijskeg oddjnik n nzivni ekvenci 0, GHz je nmeščen n obodu stelit s pemeom 3 m. Izčunjte kolebnje ekvence v spejemniku n emlji mx min? zdi stbilizcijskeg vtenj stelit z ν00 vtljji/min, ke se oddjn nten zdi vtenj enkt pibližuje in nto oddljuje od spejemnik. (c3 0 8 m/s) d ϕ v v πν 3 m π 00 /min min/60 s 3,4 m/s d t c 0 0 9, 0 Hz 3,4 m/s v 30 Hz 8 3 0 m/s 67
(VŠ, 6/6/00, 3) telit dvkt izkoišč isti ekvenčni ps tko, d oddj zlične inomcije z idelnim desno in levo kožno polizcijo. Določite zmeje signl/motnj /M? (jkost pesluh) v decibelih, če je spejemnik n emlji opemljen z neidelno desno kožno polizino nteno, ki im osno zmeje R0,5 db. R db RdB 0 0log R R 0 ),059 Q R Q Q R 0,09 R ( ) db M db 0log Q 30,8 68
(VŠ, 9/0/00, 3) Komunikcijski stelit oddj z vodovno in nvpično lineno polizcijo zto, d isti ekvenčni ps izkoisti dvkt. Izčunjte pesluh? v decibelih, ki nstne v spejemniku z idelno lineno polizino nteno, ki p je glede n vnino polizcije stelitske oddje zsukn z kot α zdi netočne vgdnje ntene. sin α 0,0745 0log 0log 35,6 db cosα 0,999848 69
(VŠ, 5//003, 3) boljši izkoistek dioekvenčneg posto oddj televizijski stelit n dveh med sbo pvokotnih polizcijh (pokončn in vodovn). Kolikšno odstopnje smei polizcije spejemne ntene α? s lhko pivoščimo, če nj zmeje signl(šummotnj) ne pde pod /(NI)0 db? V slučju idelne spejemne ntene bez pesluh neželene polizcije znš zmeje signl/šum /N5 db. N 0036 N 0, ( ) 5 db 36 0, ( ) 0 db 00 N i 0 N I ( N i ) N 0, i 00684 i E E V H tg α i α ctg 0,083 d 4,73 70
(VŠ, 4/6/003, 3) Izčunjte teoetsko zmogljivost stelitske zveze C?, če znš moč oddjnik n kovu stelit o 50 W n ekvenci GHz in dobitek ntene G o 40 dbi. pejemnik je opemljen z nteno peme s 60 cm in izkoistkom osvetlitve η70 %. kupn šumn tempetu ntene in spejemnik znš 50 K. Kolikšn je spektln učinkovitost C/B?, če zpolgmo s ekvenčnim psom šiine B36 MHz? (d40000 km, k B,38 0 3 J/K, c3 0 8 m/s) G o 40 dbi 0000 η π s s s o Go 4πd N BkB 4,9 pw 0,0745 pw s C B log 8,4 Mbit/s N C 6,067 bit/s/hz B 7
(VŠ, /7/999, 4) Izčunjte zmeje G/ celotne spejemne veige, ki zpolg z nteno s šumno tempetuo 50 K in dobitkom G30 db. N smo nteno je vgjen ojčevlnik s šumnim številom F O db in ojčenjem 0 db. Ojčevlnik kmili spejemnik s šumnim številom F7 db. ( O 90 K) O FO 0 0 0 90 K 0 75 K F O 0 0 63 K 0 db 00 G 30 db 000 63 K 50 K 75 K 00 36,7 K G 000 36,7 K 7,3/K 7
(VŠ, 3//00, 4) Izčunjte zmogljivost dijske zveze C? s plovil v tinici okoli plnet Jupite n zdlji d700 milijonov km od zemeljske spejemne postje. lovilo zpolg z oddjnikom moči O 0 W n ekvenci 8,4 GHz in nteno peme O m. emeljski spejemnik im nteno peme 30 m in šumno tempetuo 30 K. Izkoistek osvetlitve obeh nten znš η70 %, psovn šiin B ni omejen. (k B,38 0 3 J/K) c λ 0 3,57 cm O π π O 0,785 m 707 m O Oη d B O η λ C k B 0,785 m 0 W 0,7 707 m ( 7 0 m) ( 0,0357 m) 0,7 8,7 0 8 8 8,7 0 W 30,3 kbit/s 3 ln,38 0 J/K 30 K 0,693 W 73
(VŠ, //00, 4) Izčunjte teoetsko zmogljivost C? dijske zveze, ki zpolg z oddjnikom moči O 5 W in neusmejeno oddjno nteno n kovu stelit. emeljski spejemnik im nteno peme d3 m z izkoistkom osvetlitve η70 % in šumno tempetuo 40 K. Šumn tempetu spejemnik znš 60 K, psovn šiin ni omejen n osednji ekvenci 8 GHz. Rzdlj od stelit do spejemnik znš 3000 km. (k B,38 0 3 J/K) C k O B η 4π ( ) O d η 6,9 0 9 Mbit/s ln 3 W 74
(VŠ, 9/6/00, 4) Izčunjte zmeje G/? telekomndneg spejemnik n kovu stlit, ki se nhj n višini h00 km nd zemeljsko povšino (R 6378 km). emlj sev kot čn kogl s povpečno tempetuo 90 K. ovpečn šumn tempetu neb vkljično s oncem znš N 0 K. Šumn tempetu spejemnik znš 30 K. pejemnik je opemljen z neusmejeno in bezizgubno (η00 %) spejemno nteno. R R h α sin α R R h Ω π G R R h ( cosα) π,09 sd Ω 4π ( 4π Ω) N 89, K G 0,0 K 89, K 75
(VŠ, 5/0/00, 4) G spejemnik je opemljen z neusmejeno bezizgubno nteno n ekvenci 575,4 MHz. Izčunjte zmeje G/? celotne npve, če znš šumno število spejemnik F db. Šumn tempetu neb znš n dni ekvenci N 5 K, šumn tempetu emlje p je enk eeenčni temptui O 93 K. (k B,38 0 3 J/K) 4π ( π Ω ) NΩ N 4 N N G ηd ; D ; η F O 0 0 7K 54 K G 3 3,07 0 K 5,dB/K 76
(VŠ, 4/7/005, 4) Oddjnik n stelitu je opemljen z lineno polizino nteno, ki omogoč zmogljivost zveze C50 kbit/s v psovni šiini B30 khz. N kkšno vednost upde zmogljivost zveze C'?, ko zdi zsuk stelit kot med polizcijo oddjnik in lineno polizino spejemno nteno nste n α60? mogljivost omejuje toplotni šum spejemnik. C C ( ( ) ( ), 75 B B log N N ( ) ( ) cos α 0, 544 N N C B log N ( ) 8,8 kbit/s 77
(VŠ, /7/999, 5) Kolikšn je teoetsk njnižj moč signl? n vhodnih sponkh spejemnik z penos C0 Mbit/s, če psovn šiin signl B ni omejen? Glvni izvo motenj je toplotni šum: skupn šumn tempetu ntene in spejemnik znš 00 K. (k B,38 0 3 J/K) Kolikšn je njnižj moč signl? v slučju upobe dvozne simetične K modulcije, če zhtevmo pogostnost npk BER< 0 6? B C B k ln Ck ln 0 B 7 s,38 0 3 J/K 00 K 0,693,9 0 4 W BK W 0,53 db 6 BER 0 kb G iz pedvnj CW Ck 0 B 0,53 0 0 7 s,38 0 3 J/K 00 K,3 3, 0 3 W 78
(VŠ, 8/6/000, 5) Izčunjte zmogljivost C? dijske zveze iz plovil n Msu, ki zpolg z oddjnikom moči O 0 W in nteno peme O m, do zemeljske spejemne postje z nteno peme 60 m in skupno šumno tempetuo 50 K. Izkoistek osvetlitve obeh nten znš η70 % n delovni ekvenci 8 GHz, zdlj med spejemnikom in oddjnikom je 00 0 6 km. (k B,38 0 3 J/K) λ c 3,75 cm C k O B O η O λ d η 405 kbit/s ln π 0,5 0 W m π 30 m 0,7 9 ( 3,75 0 m) ( 00 0 m),93 0 6 W 79
(VŠ, 9/0/00, 5) Izčunjte potebno moč oddjnik O? n kovu plovil v tinici okoli Ms, ki je oddljen d50 0 6 km od spejemne postje n emlji. lovilo zpolg z oddjno nteno peme O m n ekvenci 8,4 GHz, spejemn postj n emlji p z nteno peme 66 m in šumno tempetuo sistem 60 K. Izkoistek osvetlitve obeh nten je η70 %. lovilo oddj slike s hitostjo C50 kbit/s, oddj p je koodinin tko, d znš kodn izgub 4 db glede n hnnonovo teoetsko mejo. (k B,38 0 3 J/K) c λ 0 3,57cm C k B ln Ck B ln 50 0 3 /s,38 0 3 J/K 60 K ln,435 0 6 W 4 db,5 3,604 0 6 W d λ O η Oη O π ηπo ηo d λ,8 W 80
(VŠ, 9/6/00, 5) Izčunjte potebno moč oddjnik n kovu stelit Inmst z zmogljivostjo N50 istočsnih teleonskih pogovoov. Vsk teleonski knl zhtev zmeje signl/šum /N5 db v psovni šiini B5 khz. emeljske postje so opemljene s spejemnimi ntenmi z dobitki G0 dbi in skupno šumno tempetuo nten in spejemnik 50 K. nten n kovu stelit osvetli celotno poloblo, vidno iz geostcionne tinice (R 6378 km, 436 min) z izkoistkom η50 %. (,54 GHz, k B,38 0 3 J/K) R α 463 km cos α g R 8 ( cosα),7 0 km πr c λ 0 9,5 cm s λ G m 4 π 0,03 ( 6 ) BkB 9,8 0 W s N N g o s s η 705 W 8
(VŠ, 5/0/00, 5) Izčunjte zmogljivost dijske zveze C?, ki jo omejujet popčenje izhodne stopnje oddjnik in psovn šiin B7 MHz. Oddjnik del z izhodno močjo O W. Glvno motnjo pedstvlj intemodulcijsko popčenje, moč pesečne točke oddjnik znš I3 50 dbm. Rdijsk zvez je opemljen z usmejenimi ntenmi, d lhko vpliv toplotneg šum, odbitih vlov in motenj dugih oddjnikov znemimo. I3 50 dbm 00 W IMD 3 O I3 3 ( W) ( 00 W) 4 0 W O C B log 7 MHz 3,88 93 Mbit/s IMD 8
DOLERJEV OJV (VŠ, 6/6/00, 4) Izčunjte njvečji Dopplejev pomik? pi spejemu stelit, ki leti v kožnici n višini h300 km nd zemeljsko povšino in oddj n ekvenci O, GHz. Opzovlec (spejemnik) se nhj n ekvtoju in se vti skupj z emljo ( 436 min, R 6378 km, µ3,986 0 4 m 3 /s ), nklon tinice stelit p znš i0. v α v v h R α R Kožnic: e 0, R h 6678 km v v µ π Rω R µ 776 m/s 465 m/s v v cosα v R v v R h 694 m/s v c O 0 50,7 khz 83
(VŠ, 7//005, 4) Izčunjte Dopplejev pomik ekvence? pi spejemu stelit v idelni geostcionni tinici. emeljski spejemnik se nhj n ekvtoju in n isti zemljepisni dolžini kot stelit, ki oddj n ekvenci o 8 GHz. (c3 0 8 m/s, 436 min, R 6378 km, µ3,986 0 4 m 3 /s ) v v v v d v 0 dt v c o 0 0 84
(VŠ, 5//003, 5) Izčunjte Dopplejev pomik ekvence?, ki g opzi upobnik n emlji, ko stelit oddj n ekvenci o,6 GHz. Upobnik se nhj n ekvtoju, stelit p je v tenutku opzovnj točno nd glvo upobnik te v pogeju tinice (h 36000 km, h p 000 km), ki potek v ekvtoilni vnini. (R 6378 km, 436 min, µ3,986 0 4 m 3 /s ) v v u v v s U v su v v ( v v ) 0 v s u su o c 0 (sklni podukt pvokotnih vektojev) 85
(VŠ, 7/9/003, 5) teliti sistem G se gibljejo po kožnich z nklonom i55 in peiodo h. Izčunjte šiino ekvenčneg psu?, v ktei upobniški spejemnik išče uklenitev n oddjo stelit n nzivni ekvenci 5757,4 MHz. i čunu upoštevmo Dopplejev pomik zdi gibnj stelit. Gibnje upobnik znemimo. (R 6378 km, µ3,986 0 4 m 3 /s, c3 0 8 m/s) v v R v v 3 µ π 660 km µ v R v ' v 3870 m/s 0 98 m/s v' 9743 Hz c 86
(VŠ, 4/6/003, 4) tbilizcij lege geostcionneg stleit je izveden z vtenjem n00 vt/min, os vtenj je vzpoedn osi vtenj emlje. Neusmejen nten telemetijskeg oddjnik je nmeščen n obodu stelit n zdlji,5 m od osi vtenj in oddj n ekvenci 8 GHz. Izčunjte ekvenčni koleb?, ki g zzn spejemnik n zemeljskem ekvtoju, ke se zdi vtenj oddjn nten pibližuje oziom oddljuje od spejemnik. (c3 0 8 m/s) v ω πn,5 m π 00 5,7 m/s 60 s v ± ± 49 Hz (oziom celotni koleb 838 Hz) c 0 87
INERMODULCIJKI RODUKI (VŠ, 4/6/003, 5) Lineni petvonik n kovu stelit Inmst spejem signle upvnih postj v ekvenčnem psu 6,4 GHz in jih oddj mobilnim upobnikom v ekvenčnem psu,5 GHz. Izčunjte potebno enosmeno moč npjnj oddjnik n? n kovu stelit, če nj znš skupn oddn moč poti upobnikom o 50 W. Izhodn stopnj oddjnik doseže pi db izkoistek η30 % in zmeje I3 / db znš 5 db. Upobniki zhtevjo, d moč intemodulcijskih poduktov ne peseže vednosti 40 db koistneg signl. IMD O I3 db 40 db 0 5 db 3,6 4 3 O O I3 IMD I3 3,6 db η db n 0 4 58, W 57 W 5 kw 88
(VŠ, 6//004, 5) Izčunjte zmogljivost C? dijske zveze točk točk n ekvenci 6 GHz. Rdijsk zvez je opemljen z ntenm z dobitki G O G 0 dbi, ki se nhjt n zdlji d00 km. kupn šumn tempetu ntene in spejemnik znš 000 K, zpoložljiv psovn šiin p B50 MHz. Oddjnik je opemljen z izhodno stopnjo s pesečno točko tetjeg ed I3 0 W, pi upobi nj jkost IMD ne peseže vednosti 70 db glede n koistni signl. (c3 0 8 m/s, k B,38 0 3 J/K) 70 db 0 7 IMD LIN LIN I3 0 7 LIN I3 c λ 0 0,05 m G O G 0 dbi 00 3,6 mw LIN λ GOG 4πd 5 0 4 W N Bk B 6,9 0 3 W C B log 5,05 Mbit/s N 89
(VŠ, 4/6/004, 5) i uglševnju spejemnik njdemo v množici signlov dv močn signl n ekvench 95 MHz in 99 MHz te motnjo n ekvenci m 0 MHz. N ktei ekvenci 3? oddj tetji oddjnik, če sklepmo, d je vzok motnje intemodulcijsko popčenje tetjeg ed (IMD3) v vhodnih stopnjh spejemnik? oiščite vse ešitve nloge. IMD3: m B C, B, C izbimo med,, 3 ti možne ešitve:. ešitev: 9 MHz m 3 3 m. ešitev: 06 MHz m 3 3 m 3. ešitev: 98 MHz m 3 3 m m 85 90 95 00 05 0 5 90
(VŠ, 7/4/000, 5) elevizijski oddjnik im izhodni ojčevlnik s pesečno točko tetjeg ed i3 50 dbm. Izčunjte ekvence in moči vseh intemodulcijskih poduktov, če znš moč slikovneg nosilc 3 W n ekvenci 63,5 MHz in moč tonskeg nosilc 0,3 W n ekvenci 68,75 MHz. i3 50 dbm 00 W 67,75 MHz 0,7 mw 5,7 dbm 634,5 MHz 0,07 mw 5,7 dbm B B i3 i3 slike s - t ton t - s 9
(VŠ, 7/9/000, 5) Rdijski spejemnik sliši ti enko močne signle 60 dbm n ekvench 90 MHz, 95 MHz in 3 00 MHz. Določite zhtevno pesečno točko spejemnik i3?, d n ekvenci 3 dosežemo zmeje signl/motnj vsj /I45 db. i čunu pedpostvljmo, d je edini izvo motenj intemodulcijsko popčenje tetjeg ed, šum in ostle motnje znemimo. ( ) I3dBm dbm ( ) db db IMDdBm 3dBm I3dBm dbm I I3dBm 60 dbm 45 db 37,5 dbm I 9
(VŠ, 30/9/004, 5) Enosmeni izvo n stelitu zgotvlj moč izvo 500 W. Kolikšno izhodno moč O? lhko doseže oddjnik z izhodno stopnjo v zedu "", če zhtevmo, d so intemodulcijski podukti zdušeni z 30 db glede n koistni signl? Izkoistek ojčevlnik znš η5 % pi db, zmeje I3 / db 5 db. 30 db 000 db ηizvo 5 W 5 db I3 db 0 0 O 000 395,8 W 3 O I3 IMD O I3 000 5 W 93
(VŠ, //00, 5) Močnostni ojčevlnik im ojčenje G5 db, pesečno točko tetjeg ed I3 40 dbm in moč nsičenj db 30 dbm. Določite vse ti veličine (G', in ) z I3 db vzpoedno vezvo dveh tkšnih ojčevlnikov, če vhodno in izhodno impednco vzpoedne vezve pilgodimo z bezizgubnimi tnsomtoji impednce. G G 5 db I3 I3 3 db 43 dbm db db 3 db 33 dbm 94
(VŠ, 3//00, 5) pejemnik im psovno šiino B30 MHz, šumno število F db in pesečno točko tetjeg ed I3 0 dbm. Izčunjte moč vhodneg signl?, ko bo toplotni šum spejemnik enko močen kot intemodulcijski podukt. pejemnik je piključen n nteno s šumno tempetuo 00 K. (k B,38 0 3 J/K) 0 93 K F 0 0 0 75,9 K 75,9 K N Bk B 30 0 6 /s,38 0 3 J/K 75,9 K 7,8 0 4 W I3 0 dbm 00 µ W IMD 3 LIN I3 3 I3 N 0 W 7,8 0 3 8 4 W 90 nw 40,5 dbm 95
(VŠ, 7//005, 5) pejemnik s šumno tempetuo 50 K in psovno šiino B30 MHz pi osednji ekvenci nosilc o GHz je piključen n nteno s šumno tempetuo 60 K. Izčunjte moč pesečne točke tetjeg ed I3? n vhodu spejemnik, če st jkosti šum in intemodulcijskih poduktov tetjeg ed enki n imd3 pi vhodnem signlu 60 dbm. ( 0 93 K, c3 0 8 m/s, k B,38 0 3 J/K) 60 dbm 0 9 W imd Bk n B 3 4 ( ) 30 MHz,38 0 J/K ( 60 K 50 K) 8,69 0 W imd 3 ip3 ip3 3 imd,07 0 7 W 07 nw 39,7 dbm 96
(VŠ, /9/999, 5) Izčunjte zmogljivost C (v bit/s) zveze stelit>>>emlj, če znš zmeje celotne spejemne veige G/00 /K n ekvenci 0 GHz. Oddjn nten n kovu stelit im dobitek G O 0 dbi in se nhj n zdlji d40000 km od spejemnik. Oddjnik im pesečno točko tetjeg ed ip3 50 dbm te g kmilimo tko, d so intemodulcijski podukti oslbljeni z vsj 60 db. sovn šiin B ni omejen. (k B,38 0 3 J/K) log IMD 3log O log i3 log O log log 60 db log O log i3 50 dbm 0 dbm O 00 mw λ c 0,03 m G O 0 dbi 00 G O O λ G 4πd C O GO G λ 0, W 3 kb ln kb ln 4πd,38 0 C 37 kbit/s 00 K 00 0,03 m Ws ln K 4π 40000000 m 97