Lab3 Satellite Communication1 Laboratory
Apparatus
1. 120 cm. parabolic dish or 60 cm. offset parabolic
2. Ku band Feed & LNB
3. RG 6 A/U Transmission Line
4. Spectrum Analyzer
5. Bias Tee network
6. Inclinometer
7. Magnetic Compass
8. GPS Receiver
Information
THAICOM-5 is a three-axis stabilized spacecraft with a payload capacity of 25 C-Band and 14 Ku-Band transponders. Global beam coverage on THAICOM-5 spans over four continents and can service users in Asia, Europe, Australia, and Africa. The high-powered Ku-Band transponders, with both spot and steerable beams, are ideally suited to Digital DTH services for Thailand and other countries in the region.
Procedures
1.) Calculate the direction to point the dish to THAICOM-5 which is located 78.5 E.Your reference position can be measure by using the GPS receiver
-Your reference position. (Latitude) 13° 38’ 58”
(Positive toward the north, negative towards the south)
- Your reference position. (Longitude) 100° 29’ 34”
(Positive toward the east, negative towards the west)
R = radius of the earth at the equator (6378.16 km)
H =distance from the satellite to the centre of the earth for a geostationary satellite,
H = 42164.2 km.
Los = Longitude of the satellite (78.5 °)
Lor = Longitude of the reception point (100.49277°)
Lar = Latitude of the reception point (13.649444°)
DL = Los – Lar (-21.99277°)
B = Acos (Cos Lar * Cos DL) (25.70436286°)
P = R/H = 6378.16/42164.2 =0.15126956
Ac = Atg TgDL / SinLar (-59.7028°)
Nortern Hemisphere: azimuth = 180 – Ac (239.70289°)
Southern Hemisphere: azimuth = 360 – Ac (59.70289°)
Elevation = Atg Cos B-P / Sin B (64.3204014°)
Calculate Azimuth angle 240 degree
Calculate Elevation angle 64 degree
2.) The test set up is illustrated in fig.1
ผลการทดลอง
Apparatus
1. 120 cm. parabolic dish or 60 cm. offset parabolic
2. Ku band Feed & LNB
3. RG 6 A/U Transmission Line
4. Spectrum Analyzer
5. Bias Tee network
6. Inclinometer
7. Magnetic Compass
8. GPS Receiver
Information
THAICOM-5 is a three-axis stabilized spacecraft with a payload capacity of 25 C-Band and 14 Ku-Band transponders. Global beam coverage on THAICOM-5 spans over four continents and can service users in Asia, Europe, Australia, and Africa. The high-powered Ku-Band transponders, with both spot and steerable beams, are ideally suited to Digital DTH services for Thailand and other countries in the region.
Procedures
1.) Calculate the direction to point the dish to THAICOM-5 which is located 78.5 E.Your reference position can be measure by using the GPS receiver
-Your reference position. (Latitude) 13° 38’ 58”
(Positive toward the north, negative towards the south)
- Your reference position. (Longitude) 100° 29’ 34”
(Positive toward the east, negative towards the west)
R = radius of the earth at the equator (6378.16 km)
H =distance from the satellite to the centre of the earth for a geostationary satellite,
H = 42164.2 km.
Los = Longitude of the satellite (78.5 °)
Lor = Longitude of the reception point (100.49277°)
Lar = Latitude of the reception point (13.649444°)
DL = Los – Lar (-21.99277°)
B = Acos (Cos Lar * Cos DL) (25.70436286°)
P = R/H = 6378.16/42164.2 =0.15126956
Ac = Atg TgDL / SinLar (-59.7028°)
Nortern Hemisphere: azimuth = 180 – Ac (239.70289°)
Southern Hemisphere: azimuth = 360 – Ac (59.70289°)
Elevation = Atg Cos B-P / Sin B (64.3204014°)
Calculate Azimuth angle 240 degree
Calculate Elevation angle 64 degree
2.) The test set up is illustrated in fig.1
The Ku band LNB for Thaicom Satellite has an internal dielectric resonance oscillator that generates 11.30000 GHz LO. Thus the incoming Ku signal 12.25 – 12.75 GHz will be translated to 950 – 1450 MHz
3.) Set the spectrum analyzer as follow:
-Center frequency 1200 MHz.
-Span 500 MHz
-Reference level -60 dBm
-Vertical scale 2 dB/div
-Resolution bandwidth 1 MHz
-Video filter 10 KHz
4.) Bias the LNB at 18 V dc.
5.) Observe the analyzer screen, the signal should appear between 950 – 1450 MHz above the noise floor which is around -76 dBm. If there is no signal then slowly adjust the Pointing direction of the dish on both elevation and azimuth until you can observe one.
6.) If there is any signal appears on the screen. Check for the true Thaicom satellite signal by using the information of the Thaicom 5’s transponder.
7.) Adjusting every possible parameter for maximum received level
7.1) Adjusting the focal point of the dish การปรับ Focal point โดยการปรับจุดโฟกัส ซึ่งที่จานสามารถปรับเลื่อนเข้าออกเพื่อเปลี่ยนแปลงระยะโฟกัสได้ โดยดุระดับสัญญาณที่อ่านได้จาก Spectrum Analyzer ให้มีค่าสูงสุด ถ้าหากปรับระยะไม่ถูกต้องทำให้ sub reflector ไม่ได้อยู่ที่ focal point ของจานดาวเทียม ทำให้รับสัญญาณที่สะท้อนมาจาก reflector ได้น้อยลง
7.2) Adjusting the Polarization เมื่อทำการปรับของขั้วสัญญาณ Polarization โดยการหมุนที่ฟีดของจานดาวเทียม ทำให้สัญญาณที่รับได้เกิดการเปลี่ยนระนาบ โดยสังเกตได้จากสัญญาณที่อ่านได้จาก Spectrum Analyzer เมื่อสามารถรับสัญญาณได้สูงสุดในระนาบหนึ่งระนาบใด จะสามารถเปลี่ยนระนาบจาก Hor (Thaicom 5) ไปเป็น Ver (Thaicom 2) หรือกลับกันโดยการหมุน 90 องศา
8.) Print or plot the spectrum of the receiver signal.
9.) Change the bias voltage to 13 V in order to received the opposite Polarization. Print or plot the received spectrum.
10.) Spectrum of Ku band Transponder received from Thaicom 2 are as follows
11.) Located each of the Ku band transponder that appears on the screen
12.) Calculate the gain of the dish as follows
The gain of a parabolic antenna is equal to
3.) Set the spectrum analyzer as follow:
-Center frequency 1200 MHz.
-Span 500 MHz
-Reference level -60 dBm
-Vertical scale 2 dB/div
-Resolution bandwidth 1 MHz
-Video filter 10 KHz
4.) Bias the LNB at 18 V dc.
5.) Observe the analyzer screen, the signal should appear between 950 – 1450 MHz above the noise floor which is around -76 dBm. If there is no signal then slowly adjust the Pointing direction of the dish on both elevation and azimuth until you can observe one.
6.) If there is any signal appears on the screen. Check for the true Thaicom satellite signal by using the information of the Thaicom 5’s transponder.
7.) Adjusting every possible parameter for maximum received level
7.1) Adjusting the focal point of the dish การปรับ Focal point โดยการปรับจุดโฟกัส ซึ่งที่จานสามารถปรับเลื่อนเข้าออกเพื่อเปลี่ยนแปลงระยะโฟกัสได้ โดยดุระดับสัญญาณที่อ่านได้จาก Spectrum Analyzer ให้มีค่าสูงสุด ถ้าหากปรับระยะไม่ถูกต้องทำให้ sub reflector ไม่ได้อยู่ที่ focal point ของจานดาวเทียม ทำให้รับสัญญาณที่สะท้อนมาจาก reflector ได้น้อยลง
7.2) Adjusting the Polarization เมื่อทำการปรับของขั้วสัญญาณ Polarization โดยการหมุนที่ฟีดของจานดาวเทียม ทำให้สัญญาณที่รับได้เกิดการเปลี่ยนระนาบ โดยสังเกตได้จากสัญญาณที่อ่านได้จาก Spectrum Analyzer เมื่อสามารถรับสัญญาณได้สูงสุดในระนาบหนึ่งระนาบใด จะสามารถเปลี่ยนระนาบจาก Hor (Thaicom 5) ไปเป็น Ver (Thaicom 2) หรือกลับกันโดยการหมุน 90 องศา
8.) Print or plot the spectrum of the receiver signal.
9.) Change the bias voltage to 13 V in order to received the opposite Polarization. Print or plot the received spectrum.
10.) Spectrum of Ku band Transponder received from Thaicom 2 are as follows
11.) Located each of the Ku band transponder that appears on the screen
12.) Calculate the gain of the dish as follows
The gain of a parabolic antenna is equal to
Where G = gain of the antenna, no unit
λ = wavelength of operational frequency, m (0.024)
A = area of the parabolic dish, m² (1.13 m²)
The area of the dish is equal
λ = wavelength of operational frequency, m (0.024)
A = area of the parabolic dish, m² (1.13 m²)
The area of the dish is equal
Where A = area of the parabolic dish, m² (1.13 m²)
d = diameter of the dish opening, m (1.2m)
Then the antenna gain can be calculated 24674.011
Convert to dB 43.922 dB (apply 10 log 24674.011)
Assuming the efficiency of the dish is 60%
Then G = 41.074 dB
13.) Observe the effect of Cross polarize by slowly rotate the LNB by about 30 degree and observation the result
ระดับสัญญาณที่รับได้จะลดลงจากเดิม และสามารถมองเห็นว่ามีสัญญาณดาวเทียมจากอีกระนาบแทรกข้ามเข้ามาได้
d = diameter of the dish opening, m (1.2m)
Then the antenna gain can be calculated 24674.011
Convert to dB 43.922 dB (apply 10 log 24674.011)
Assuming the efficiency of the dish is 60%
Then G = 41.074 dB
13.) Observe the effect of Cross polarize by slowly rotate the LNB by about 30 degree and observation the result
ระดับสัญญาณที่รับได้จะลดลงจากเดิม และสามารถมองเห็นว่ามีสัญญาณดาวเทียมจากอีกระนาบแทรกข้ามเข้ามาได้
ดาวเทียม WW-VM100F -TL002 มีการหมุนหาคลื่นของสัญญาณ ที่สามารถค้นหาได้ โดยสายอากาศของดาวเทียมจะมีแผ่นโฟมติดไว้ ซึ่งเป็นฉนวนระหว่าง 2 layer ที่เป็นตัวนำทองแดง 2 layer และข้างหลังสายอากาศเป็น LNB และมี sensor ที่สามารถเปลี่ยนแปลงทางมุมได้ 2 ตัวที่มีการเอียงหรือการเลี้ยวได้
จานรับสัญญาณจากดาวเทียม THAICOM-5
รูปที่ 1 จานรับสัญญาณดาวเทียม THAICOM-5
- ปรับแรงดันเท่ากับ 18 V
ผลการทดลอง Thai-com 5 (18 V) Horizontal | |||
ลำดับ Transponders | LO (GHz.) | IF (GHz.) | LO + IF = RF (GHz.) |
Transponders 1 | 11.3 | 0.9665 | 12.2665 |
Transponders 2 | 11.3 | 1.00828 | 12.30828 |
Transponders 3 | 11.3 | 1.05028 | 12.35028 |
Transponders 4 | 11.3 | 1.09028 | 12.39028 |
Transponders 5 | 11.3 | 1.13428 | 12.43428 |
Transponders 6 | 11.3 | 1.17428 | 12.47428 |
Transponders 7 | 11.3 | 1.21578 | 12.51578 |
Transponders 8 | 11.3 | 1.25713 | 12.55713 |
Transponders 9 | 11.3 | 1.29898 | 12.59898 |
Transponders 10 | 11.3 | 1.35028 | 12.65028 |
Transponders 11 | 11.3 | 1.41553 | 12.71553 |
รูปที่ 2 สัญญาณของดาวเทียมไทยคม 5
- ปรับแรงดันไว้ที่ 13 V
ผลการทดลอง Thaicom 5 (13 V) Verticalลำดับ TranspondersLO (GHz.)IF (GHz.)LO + IF = RF (GHz.)Transponders 111.30.9676912.26769Transponders 211.31.0092712.30927Transponders 311.31.0513912.35139Transponders 411.31.0918912.39189Transponders 511.31.1345512.43455Transponders 611.31.1750512.47505Transponders 711.31.2171712.51717Transponders 811.31.2576712.55767Transponders 911.31.3003312.60033Transponders 1011.31.3532512.65325Transponders 1111.31.4164312.71643
รูปที่ 3 สัญญาณของดาวเทียมไทยคม 5
จานรับสัญญาณจากดาวเทียม Nns-6 : เป็นจานดาวเทียมแบบ Universal NB มี LO = 10,600 MHz.
รูปที่ 4 จานรับสัญญาณจากดาวเที่ยม Nns-6
- ปรับแรงดันไว้ที่ 18 V
ผลการทดลอง nss 6 (18 V) Horizontal | |||
ลำดับ Transponders | LO (GHz.) | IF (GHz.) | LO + IF = RF (GHz.) |
Transponders 1 | 10.6 | 1.37682 | 11.97682 |
Transponders 2 | 10.6 | 1.41691 | 12.01691 |
รูปที่ 5 สัญญาณของดาวเทียม Nns-6
ปรับแรงดันไว้ที่ 13 V ผลการทดลอง nss 6 (13 V) Vertical | |||
ลำดับ Transponders | LO (GHz.) | IF (GHz.) | LO + IF = RF (GHz.) |
Transponders 1 | 10.6 | 1.37795 | 11.97795 |
Transponders 2 | 10.6 | 1.41799 | 12.01799 |
- Noise Floor
รูปที่ 7 Noise Floor
วิจารณ์ผลการทดลอง
ในการทดลองการรับสัญญาณของดาวเทียมมีการปรับมุมในการรับสัญญาณของดาวเทียมว่ามีตำแหน่งในการรับสัญญาณมีค่าที่ถูกต้องหรือมีการประมาณค่ามุมที่ได้คำนวณ เพื่อให้สะดวกในการอ่านค่าในเข็มทิศที่มีสนามแม่เหล็กของโลก การปรับดาวเทียมแบบ Offset parabolic จะมีการติดตั้งที่เป็นแบบเยื้องกัน ทำให้ไม่สามารถบังคลื่นได้ในขณะรับสัญญาณ และมีการอ่านค่าของมุมเงยที่ดาวเทียมจะปรับให้รับสัญญาณได้ แต่ในการอ่านค่ามุมเงยในเวลาตอนกลางคืน ทำให้ไม่สามารถอ่านค่ามุมเงยได้ชัดเจน อาจจะมีค่าความคลาดเคลื่อนไปเล็กน้อย และในการปรับ Span ที่ใช้ในการรับสัญญาณที่ Spectrum Analyzer ถ้ามีการปรับ Span ไม่ให้มีค่าที่พอดีกับสัญญาณ จะทำให้รูปสัญญาณที่ปรากฏจะไม่มี signal แต่จะมีแค่ noise floor ในการหาดาวเทียม VINASAT1 ที่มีการหามุมเงยไม่พอดีในการรับสัญญาณ ในการเคลื่อนที่ของดาวเทียมปุ่มกดสำหรับหมุนดาวเทียมอยู่ไกลจากที่ติดตั้งจานดาวเทียม ทำให้มีการดลาดเคลื่อนในการปรับบ้างเล็กน้อยและอาจทำให้รับสัญญาณได้คลาดเคลื่อนบ้าง
สรุปผลการทดลอง
จากผลการทดลองที่ได้ เมื่อเริ่มทำการทดลอง เราจำเป็นต้องรู้ค่าลองติจูดของดาวเทียม เพื่อใช้ในการคำนวณหาค่ามุมกวาด หรือ Azimuth และมุมเงย Elevation โดยคำนวณจากสูตรในโปรแกรม จากนั้นจึงทำการปรับมุมของตัวจานให้ตรงกับมุมที่คำนวณได้ โดยใช้เครื่อง Spectrum Analyzer ในการช่วยเพื่อให้ได้มุมที่มีสัญญาณสูงสุด ถ้าตั้งจานรับสัญญาณไม่ตรงตำแหน่งกำลังของสัญญาณก็จะลดน้อยลง อาจจะรับได้น้อยหรือบางทีอาจจะรับไม่ได้เลย และขนาดของจานดาวเทียมก็มีผลต่ออัตราขยายของ
สัญญาณ โดยยิ่งจานมีขนาดใหญ่ก็จะสามารถรับสัญญาณจากดาวเทียมที่มีระยะไกลได้มากขึ้น
จากผลการทดลองที่ได้ เมื่อเริ่มทำการทดลอง เราจำเป็นต้องรู้ค่าลองติจูดของดาวเทียม เพื่อใช้ในการคำนวณหาค่ามุมกวาด หรือ Azimuth และมุมเงย Elevation โดยคำนวณจากสูตรในโปรแกรม จากนั้นจึงทำการปรับมุมของตัวจานให้ตรงกับมุมที่คำนวณได้ โดยใช้เครื่อง Spectrum Analyzer ในการช่วยเพื่อให้ได้มุมที่มีสัญญาณสูงสุด ถ้าตั้งจานรับสัญญาณไม่ตรงตำแหน่งกำลังของสัญญาณก็จะลดน้อยลง อาจจะรับได้น้อยหรือบางทีอาจจะรับไม่ได้เลย และขนาดของจานดาวเทียมก็มีผลต่ออัตราขยายของ
สัญญาณ โดยยิ่งจานมีขนาดใหญ่ก็จะสามารถรับสัญญาณจากดาวเทียมที่มีระยะไกลได้มากขึ้น
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น