Eléments de base des communications par satellite

ÉLÉMENTS DE BASE DES COMMUNICATIONS PAR SATELLITE

Principaux paramètres d’une liaison

GAIN DE L’ANTENNE

Dans le calcul d’une liaison, le gain est la caractéristique la plus importante d’une antenne. Il est défini comme étant le rapport de la puissance rayonnée par l’antenne, dans une direction, par unité d’angle solide, sur la puissance rayonnée par une antenne référence par unité d’angle solide. Ce gain est dit absolu si l’antenne référence est isotrope, c’est à dire qu’elle rayonne uniformément dans toutes les directions. Le gain absolu est souvent utilisé dans le calcul d’une liaison par satellite et il est exprimé en dBi.

PERTE DANS L’ESPACE LIBRE
Le calcul des pertes dans l’espace libre est une étape de base pour le calcul d’une liaison de communication par satellite. Dans ce type de systèmes de communication, on suppose que 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, , exprimée en mètres.

PERTE PAR ABSORPTION ATMOSPHÉRIQUE:
Les molécules gazeuses dans la troposphère telles que l’oxygène et la vapeur d’eau sont les principaux facteurs de l’atténuation des ondes radio sous forme d’absorption par résonance. L’atténuation peut être provoquée par les phénomènes d’absorption et de dispersion causés par les particules de glace ou les gouttelettes d’eau. La figure 2 montre les pertes de propagation sur les ondes radio dues aux effets atmosphériques dépendamment de la fréquence.

TEMPÉRATURE DE BRUIT
Le niveau de bruit au niveau des récepteurs, dans un système de communication par satellite, doit être extrêmement faible puisque le signal désiré est souvent assez faible. Ce niveau du bruit peut être exprimé en terme de température absolue fictive. Particulièrement, quand le bruit thermique, par unité de largeur de bande, d’un objet est équivalent au bruit thermique généré par une résistance de 50  à une température absolue T alors le bruit est exprimé en terme de température absolue T et devient équivalent à l’énergie thermique moyenne rayonnée à la température absolue T. La puissance du bruit thermique par unité de largeur de bande, , peut être exprimée par avec désigne la constante de Boltzmann ( ). La température T qui correspond à ce bruit thermique est appelée température de bruit (noise température).

TEMPÉRATURE DE BRUIT DE L’ANTENNE (TA)

Une antenne de réception capte en plus du signal utile des ondes radio nuisibles. Par surcroît, les pertes thermiques de l’antenne sont considérées comme bruit thermique. Ce bruit cause des problèmes lors de la réception des faibles signaux dans les systèmes de communications par satellite d’où la nécessité d’une antenne faible bruit. Si l’antenne entraîne une perte thermique, la température de bruit thermique de cette dernière est égale à , avec et désignent respectivement le rendement d’ouverture de l’antenne et la température ambiante (en Kelvin).Le bruit (Ts), associé à l’antenne, en provenance du ciel consiste en bruit cosmique (rayonnement de haute énergie d’origine solaire, galactique ou extragalactique, produisant des phénomènes d’ionisation dans la haute atmosphère), bruit provenant des foudres et le bruit thermique provenant de l’absorption atmosphérique.