GPS探空儀通信系統的設計與實(shí)現

　　饋線(xiàn)和低噪聲放大器的選擇

　　接收天線(xiàn)與接收機之間使用30米的SYV-50-5饋線(xiàn)，衰減約為10 dB。

　　低噪聲放大器的增益為20 dB, 噪聲系數為1.0 dB?？紤]到低噪放安放在饋線(xiàn)的后級會(huì )影響接收機的靈敏度，因此，需要將低噪放安裝在饋線(xiàn)的前級。

　　為了避免雷擊的危險，保障人員和設備的安全，我們在天線(xiàn)與饋線(xiàn)之間串聯(lián)了同軸電纜保護器，其插入損耗為0.3 dB。

　　關(guān)鍵指標的設計與計算

　　傳輸距離

　　接收通道總增益為20dB，發(fā)射天線(xiàn)增益Gt=-3 dBi，發(fā)射功率為Pt=200mW=23dBm，無(wú)線(xiàn)電波在空間傳輸，其自由空間損耗按下式計算：

　　Ls=32.45+20logf(MHz)+20logD(km) (2)

　　無(wú)線(xiàn)電波從發(fā)射模塊發(fā)射出去，經(jīng)過(guò)天線(xiàn)輻射，通過(guò)空中傳播，信號受到衰減，到達接收機時(shí)，接收場(chǎng)強電平將按下式計算：

　　Pr=Pt+Gt+Gr-Ls (3)

　　按總體指標要求，最大傳輸距離為200km時(shí)，自由空間損耗為L(cháng)s=130.6dB，則到達接收機的接收電平為-90 dBm。接收靈敏度為-115dBm，技術(shù)衰落儲備為25dB。技術(shù)衰落儲備越多，抗干擾能力越強，誤碼越少。

　　假設GPS探空儀離接收天線(xiàn)的最近距離為20m，自由空間損耗為L(cháng)s=50.6dB ，到達接收機的接收電平為-10dBm，接收機的飽和接收電平為10dBm，能夠滿(mǎn)足接收系統的近距離傳輸要求。

　　視距

　　無(wú)線(xiàn)電波的傳輸距離不僅僅取決于功率，既要求接收機有一定的技術(shù)衰落儲備，還受發(fā)射和接收天線(xiàn)高度的影響，即視距的影響。

　　由于受地球曲率的影響，兩個(gè)點(diǎn)(天線(xiàn)高度分別為Hm和hm)之間最大可視距離(視距)D(km)可按下式計算：