Systรจme de tรฉlรฉcommunications par satellite
Un rรฉseau de tรฉlรฉcommunication par satellite se compose dโun satellite et dโun ensemble de stations terriennes. De nos jours, il se prรฉsente des configurations avec plusieurs satellites reliรฉs entre eux par des liaisons inter-satellites. On a mรชme proposรฉ le concept de grappe de satellite oรน plusieurs satellites ayant chacun une fonction particuliรจre sont maintenues ร une distance constante les uns des autres.
Le satellite
Le satellite est la partie centrale du rรฉseau. Au dรฉbut, des annรฉes 60, les satellites nโรฉtaient quโun objet purement passif. Il avait pour rรดle de rรฉflรฉchir lโรฉnergie reรงue. Le satellite est maintenant toujours de types actifs : il se comporte comme un vรฉritable relais dans le ciel. Il est constituรฉ dโun vรฉhicule sur lequel sont installรฉs les รฉquipements de tรฉlรฉcommunications et les antennes tels que : lโalimentation en รฉnergie, le contrรดle dโaltitude, le contrรดle dโorbite, le contrรดle thermique des รฉquipements, la tรฉlรฉcommande et la tรฉlรฉmesure. Dans le satellite, les rรฉpรฉteurs sont essentiels ; ce sont des รฉquipements de tรฉlรฉcommunication assurant les mรชmes fonctions quโun relais, cโest ร dire, ils reรงoivent les รฉmissions provenant de la Terre et les retransmettent vers la Terre aprรจs amplification et transposition en frรฉquence. Un satellite comporte donc plusieurs rรฉpรฉteurs et par consรฉquent la largeur de bande qui est assignรฉe pour le trajet montant est subdivisรฉ par ces rรฉpรฉteurs. Les restes de la bande qui ne sont pas utilisรฉs par les rรฉpรฉteurs sont utiles pour les divers signaux (par exemple la balise qui est un signal permettant de repรฉrer le satellite).
La station terrienne : Organisation gรฉnรฉrale
La station terrienne constitue le terminal dโรฉmission et de rรฉception dโune liaison de tรฉlรฉcommunications par satellite. Compte tenu de lโaffaiblissement en espace libre trรจs important subi par les ondes radioรฉlectriques porteuses dans leur trajet entre la station et le satellite (35786km environ), la qualitรฉ de fonctionnement des sous-ensembles principaux dโune station terrienne devra รชtre trรจs รฉlevรฉe.
Diffรฉrents types de services et de systรจmes
Dans une transmission par satellite, on distingue trois types de services : le Service Fixe par Satellite, le Service Mobile par Satellite, le Service de Radiodiffusion par Satellite.
Le Service Fixe par Satellite (S.F.S)ย
Il sโagit de service de radiocommunications entre stations terriennes situรฉes en des points fixes. On peut classer les systรจmes S.F.S en trois catรฉgories : les systรจmes internationaux (systรจmes Intelsat, Interspoutnik,โฆ), les systรจmes rรฉgionaux et nationaux (systรจmes Telecom, Eutelsat,โฆ), les systรจmes destinรฉs ร fournir des services spรฉcialisรฉs (systรจmes Comstar, Telecom ,โฆ) .
Le Service Mobile par Satellite (S.M.S)
Il sโagit de service de radiocommunications entre des stations terriennes mobiles ou entre des stations terriennes mobiles et des stations terriennes fixes (systรจme Inmarsat).
Le Service de Radiodiffusion par Satellite (S.R.S)
On peut recevoir ร domicile des รฉmissions de TV/Radio de 3 maniรจres diffรฉrentes : le rรฉseau cรขblรฉ (tรฉlรฉrรฉseau), le Faisceau Hertzien (U.H.F, V.H.F), le Faisceau Hertzien ( bandes satellite). Le SRS permet la retransmission des signaux destinรฉs ร รชtre reรงus directement par le public et les principales applications sont la radiodiffusion sonore et la tรฉlรฉvision.
Bandes des frรฉquences utilisรฉes
Pour รฉviter un chaos total dans le ciel, une rรฉglementation internationale a รฉtรฉ mise en place par lโUnion Internationale des Tรฉlรฉcommunications (U.I.T) concernant la rรฉpartition des frรฉquences. La nรฉcessitรฉ de disposer de grandes largeurs de bande oblige ร choisir des frรฉquences รฉlevรฉes. En gรฉnรฉral dans la gamme des ondes centimรฉtriques.
– La Bande C est la premiรจre bande qui a รฉtรฉ utilisรฉe par les satellites commerciaux pour les services SFS, elle est aujourdโhui fortement encombrรฉe. Cette bande est surtout utilisรฉe par les opรฉrateurs pour leurs liaisons intercontinentales.
– La Bande Ku, plus rรฉcemment utilisรฉe, donc pas encore encombrรฉe, est surtout utilisรฉe pour les SFS et exclusivement pour les SRS dans les bandes 12/11GHz. Le dรฉsavantage de cette bande est quโelle est trรจs sensible aux orages ; lโeau de pluie absorbe les signaux. Par contre cette bande, est peu sensible aux parasites urbains .
– La Bande Ka permet lโutilisation dโantennes encore plus petites. Cette bande est surtout utilisรฉe par les terminaux mobiles de type GSM.
– La Bande X est rรฉservรฉe aux applications militaires.
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Table des matiรจres
INTRODUCTION
CHAPITRE I : LA TRANSMISSION PAR SATELLITE
I.1. Systรจme de tรฉlรฉcommunications par satellite
I.1.1. Le satellite
I.1.2. La station terrienne : Organisation gรฉnรฉrale
I.1.2.1. Schรฉma fonctionnel gรฉnรฉral dโune station terrienne
I.1.2.2. Schรฉma synoptique et description dโune liaison par satellite
I.1.2.2.1. Schรฉma synoptique
I.1.2.2.2. Description du fonctionnement
I.1.3. Diffรฉrents types de services et de systรจmes
I.1.3.1. Le Service Fixe par Satellite (S.F.S)
I.1.3.2. Le Service Mobile par Satellite (S.M.S)
I.1.3.3. Le Service de Radiodiffusion par Satellite (S.R.S)
I.1.4. Bandes des frรฉquences utilisรฉes
I.1.5. Mode dโaccรจs au satellite
I.1.5.1. Dรฉfinition de lโAccรจs Multiple
I.1.5.2. Accรจs Multiple par Rรฉpartition en Frรฉquence (A.M.R.F)
I.1.5.3. Accรจs Multiple par Rรฉpartition dans le Temps (A.M.R.T)
I.1.5.4. Accรจs Multiple par Rรฉpartition de Code (A.M.R.C)
I.1.6. Diffรฉrentes zones relatives ร la transmission par satellite
I.1.6.1. Zone de visibilitรฉ
I.1.6.2. Zone de couverture
I.1.6.3. Zone ร servir
I.2. Gรฉnรฉralitรฉs sur les antennes
I.2.1. Diagramme de rayonnement dโune antenne
I.2.1.1. Dรฉfinition
I.2.1.2. Reprรฉsentation
I.2.2. Polarisation dโune antenne
I.2.2.1. Dรฉfinition
I.2.2.2. Polarisation elliptique
I.2.3.3. Dรฉcouplage de polarisation
I.2.3.4. Rapport de discrimination
I.2.3. Directivitรฉ dโune antenne
I.2.4. Gain dโune antenne
I.2.4.1. La source isotrope
I.2.4.2. Dรฉfinition du gain dโune antenne
I.2.4.3. Expression du gain dโune antenne
I.2.5. Aire รฉquivalente dโune antenne
I.2.5.1. Expression de lโaire รฉquivalente
I.2.5.2. Relation entre la directivitรฉ et lโaire รฉquivalente
I.2.6. Tempรฉrature de bruit dโune antenne
I.3. Principe du bilan de liaison dans une transmission par satellite
I.3.1. Position du problรจme
I.3.2. Bilan en porteuse unique
I.3.2.1. Bilan Terre-Satellite
I.3.2.2. Bilan Satellite-Terre
I.3.2.3. Bilan global
I.3.3. Exemple de calcul du bilan de liaison
I.4. Orbite du satellite gรฉostationnaire
I.4.1. Satellite en orbite maintenue et Nรฉcessitรฉ de poursuite
I.4.2. Satellite gรฉostationnaire en orbite inclinรฉe โ Nรฉcessitรฉ de poursuite
CHAPITREII : ETUDES DES SYSTEMES DE POURSUITE DโUN SATELLITE / POURSUITE ELECTRONIQUE
II.1. Systรจme de poursuite
II.1.1. Systรจme de coordonnรฉes pour la poursuite
II.1.1.1. Systรจme Azimut/Elรฉvation
II.1.1.2. Systรจme Min/Max
II.1.1.3. Exemple de relation entre le repรจre de poursuite : Azimut/Elรฉvation et Min/Max
II.1.2. Les systรจmes de poursuite habituels et leurs caractรฉristiques
II.1.2.1. Les systรจmes de poursuite habituels
II.1.2.1.1. La poursuiteโ par pasโ
II.1.2.1.2. Le systรจme โmonopulseโ
II.1.2.1.3. Le systรจme de poursuite parโ balayage coniqueโ
II.1.2.2. Performances dโun systรจme de poursuite
II.1.2.2.1. Erreurs dues au systรจme de mesure du dรฉpointage
II.1.2.2.2. Erreurs dues au systรจme dโasservissement
II.1.2.2.3. Erreurs provenant du systรจme dโentraรฎnement
II.1.3. Technique de mesure dโerreur de pointage
II.2. Antennes ร grandes dimensions et leurs caractรฉristiques
II.2.1. Antennes ร rรฉflecteur (Parabolique)
II.2.2. Antennes ร lentille
II.2.3. Antennes-rรฉseaux
Ainsi, abordons maintenant lโรฉtude de la performance dโun systรจme de poursuite รฉlectronique
II.3. Systรจme de poursuite รฉlectronique
II.3.1. Dรฉtection de la direction du satellite
II.3.2.Dรฉtection du dรฉpointage par la dรฉviation du faisceau
II.3.3. Synthรจse des diagrammes de rayonnement pour la dรฉviation du faisceau
II.3.4. Analyse des performances de la poursuite รฉlectronique
II.3.5. Erreur de poursuite due au bruit thermique dans la poursuite รฉlectronique
CHAPITRE III : SIMULATION DES PARAMETRES LIES A LA TRANSMISSION PAR SATELLITE/SYSTEME DE POURSUITE ELECTRONIQUE (SOUS MATLAB 5.3)
III.1. Le Logiciel Matlab
III.1.1. Gรฉnรฉralitรฉs
III.1.2. Les fonctions de Matlab
III.1.3. Comment utiliser ces fonctions ?
III.1.4. Crรฉation d’interface Homme-machine sous Matlab
III.2. Simulation des paramรจtres liรฉs ร la Transmission par satellite/Systรจme de poursuite รฉlectronique
III.2.1. Pointage dโantenne utilisรฉe dans une transmission par satellite
III.2.1.1. But
III.2.1.2. Amรฉlioration
III.2.1.3. Programme permettant de faire le pointage
III.2.1.4. Prรฉsentation du Logiciel
III.2.1.5. Mode dโutilisation
III.2.2. Hypsogramme dโune liaison par satellite
III.2.2.1. But
III.2.2.2. Programmation de lโHypsogramme
III.2.2.3. Prรฉsentation du simulateur dโHypsogramme
III.2.2.4. Comment lโutiliser ?
III.2.2.5. Exemple dโapplication
III.2.3. Evaluation de lโerreur de pointage due au bruit thermique dans un systรจme de poursuite รฉlectronique
III.2.3.1. Objectif
III.2.3.2. Programme relatif ร lโรฉvaluation de cette erreur de pointage
III.2.3.3. Mode dโutilisation et application
CONCLUSION