Chất lượng tín hiệu của hệ thống GALILEO và BEIDOU (Phần 3)

10:43 08/12/2014

Để có thể đáp ứng những yêu cầu rất cao về độ chính xác, việc định chuẩn toàn diện tất cả các hợp phần riêng cấu thành nên hệ thống đo phải được thực hiện đầy đủ, hệ thống đo được cấu thành bởi bản thân ăng ten thu và hệ thống thiết bị tính toán nằm trong tủ.

 3. Định chuẩn tuyệt đối (Absolute Calibration)

Để có thể đáp ứng những yêu cầu rất cao về độ chính xác, việc định chuẩn toàn diện tất cả các hợp phần riêng cấu thành nên hệ thống đo phải được thực hiện đầy đủ, hệ thống đo được cấu thành bởi bản thân ăng ten thu và hệ thống thiết bị tính toán nằm trong tủ. Ăng ten độ lợi cao được định chuẩn bằng các thiết bị định hướng có độ chính xác rất cao trước khi thu tín hiệu. Thiết bị định hướng này có độ chính xác nhỏ hơn 0.010. Hơn thế nữa, một phần quan trọng không kém đó là kiểm tra độ ổn định trong thời gian dài của tất cả các yếu tố này bởi chúng có ảnh hưởng tới dạng và các nguồn gây ra sai số khác. Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi cũng tính toán đến tất cả các yếu tố hợp phần này, đồng thời cũng xác định được thời điểm mà các giá trị định chuẩn tuyệt đối có cùng một khoảng giá trị.

4. Định chuẩn ăng ten

Các phép đo có độ chính xác cao không chỉ yêu cầu ăng ten thu được định hướng chính xác mà còn cần được định chuẩn công suất của chính ăng ten một cách chính xác. Để xác định độ lợi của ăng ten, cần có những nguồn tham chiếu đủ tin cậy. Đó có thể là các nguồn tham số tự nhiên như sóng vô tuyến từ các hành tinh, nguồn phi tự nhiên như các vệ tinh địa tĩnh. Những nguồn tín hiệu tham chiếu chuẩn phục vụ cho quá trình định chuẩn ăng ten độ lợi cao chính là nguồn sóng vô tuyến từ các chòm sao Cassiopeia A, Cygnus và Taurus. Tất cả nguồn sóng vô tuyến này đều có quan hệ ảnh hưởng tới trạm thu số liệu mặt đất và có thể sử dụng để định chuẩn cho ăng ten vào bất kỳ thời điểm nào trong năm. Điểm lợi khác nữa của những nguồn thông tin định chuẩn này đó chỉ là dải tần rộng của các tín hiệu phát xạ. Vì vậy, chúng trái ngược với những nguồn tín hiệu khác (như vệ tinh L band ARTEMIS) độ lợi của ăng ten có thể được định chuẩn trong một dải tần rộng hơn. Kết hợp với việc xác định rõ nhiễu động của hệ thống thu, độ lợi ăng ten có thể tính toán để cho kết quả cuối cùng.

5. Định chuẩn hệ thống đo

Việc định chuẩn cho hệ thống đo nằm ngay sau fiđe được thực hiện bằng cách sử dụng các tín hiệu băng rộng yếu. Những tín hiệu yếu này được đưa vào trong chuỗi tín hiệu thông qua bộ nối ghép (Coupler) I và II (Hình 3). Tín hiệu định chuẩn thu được bởi 2 bộ phân tích vector tín hiệu. Ở bước tiếp theo, tín hiệu được liên kết thông qua các bộ chuyển mạch trực tiếp tới bộ phân tích, và các tín hiệu yếu được ghi nhận giống như để tham chiếu lại. Trong quá trình định chuẩn chúng tôi cũng tính tới các yếu tố khác có tham gia vào quá trình ghi nhận các tín hiệu yếu so sánh với chuỗi tín hiệu nhận được.

Để tách riêng chuỗi thu từ các hợp phần bổ sung trong chu trình định chuẩn dải rộng, cần thực hiện thêm 2 phép đo nữa. Đường nội xạ từ bộ tổng hợp tạo tín hiệu tới các bộ nối ghép và các đường trực tiếp được hình thành bởi các phép đo từ mạng lưới bộ phân tích (NWA). Trên cơ sở các phép đo tín hiệu yếu và NWA, chức năng chuyển đổi của hệ thống được tính toán để tạo ra thông tin về độ lợi (Gain) và pha (Phase). Để xác định đồ hình định chuẩn trên dải tần số từ 1.0 GHz đến 1.8 GHz, một tập hợp chồng lấn các tín hiệu yếu khác nhau về tâm tần số được đưa vào các đường tín hiệu và kết hợp lại trong các phân tích. Hình 4 và Hình 5 thể hiện các kết quả định chuẩn dải rộng của độ lợi và pha.

Liệu có đủ nếu chúng ta chỉ xác định độ lợi một lần duy nhất? Nếu chúng ta giả định không có gì ảnh hưởng tới các yếu tố tham gia tính toán, và các điều kiện biến thiên như nhiệt độ là một hằng số, theo đó độ lợi cũng không thay đổi. Tuy nhiên trong đời sống thực tiễn, hoạt động của hệ thống không phải là một hằng số. Hình 6 thể hiện biến thiên nhiệt độ trong tủ chứa thiết bị khi điều hoà nhiệt độ của tủ không hoạt động. Hình 7 thể hiện độ lợi của hệ thống đo tương ứng với những thay đổi của nhiệt độ trong tủ chứa (khoảng 50C). Chúng ta có thể thấy rõ sự thay đổi của độ lợi nằm trong khoảng 0.2 dB.

 

Hình 3 – Sơ đồ xác lập hệ thống đo.


(còn tiếp)


TẬP ĐOÀN ĐẤT VIỆT - VIETLAND GROUP
All rights reserved
Tầng 3, Tòa nhà 88 Tô Vĩnh Diện, phường Khương Trung, quận Thanh Xuân, tp. Hà Nội
Tel/Fax: 04 35680418 - Email: davico@davico.com.vn