Satellites-Cours
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Fin du problème : quelle est la relation entre la longitude de P’, la différence des longitudes de P et du satellite, la latitude de P. Longueur de la corde soutenant un arc : A1 L’arc A A a été coupé en 2 parties 1 2 R égales pour simplifier le travail. a La longueur de la corde A A vaut 1 2 A A = 2 x R sin(a/2). 1 2 A2 En appelant a l’angle au centre (de la terre), la longueur de l’arc réalisé par ce déplacement est : 2 2 2 2 R sin(a/2) telle que (2 R sin(a/2)) =(2 R sin(Lon/2)) + (2 R sin(Lat/2)) Latitude=lat (pythagore) 2 2 ½ d’où on tire sin(a/2) = [ sin(Lon/2) + sin(Lat/2) ] Longitude=Lon Pour revenir a l’exemple ci-dessus, la longitude l de P’ est telle que 2 2 ½ sin(l /2) = [ sin(Lon/2) + sin(Lat/2) ] S 66666666........11111111........44444444 IIIIIIIINNNNNNNNCCCCCCCCLLLLLLLLIIIIIIIINNNNNNNNAAAAAAAAIIIIIIIISSSSSSSSOOOOOOOONNNNNNNN P P’ Figure 2 bis Figure 2 vue depuis le satellite Pour terminer, parlons de l’inclinaison. Page précédente, Figure 2. Prenons comme exemple un satellite qui émet ses ondes en polarisation horizontale, dans un plan parallèle à celui de l’équateur. Placez, figure 2bis, le point Zh qui recevra ses ondes exactement à l’horizontal. Et le point Zv qui recevra ses ondes en vertical. Pour compenser cette rotation apparente de la polarisation, le client devra incliner la tête de réception de 0° s’il est au point Zh ...
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Fin du problème : quelle est la relation entre la longitude de P’, la différence des longitudes de P et du satellite, la latitude de P. Longueur de la corde soutenant un arc : A1 L’arc A1A2a été coupé en 2 parties R égales pour simplifier le travail. a La longueur de la corde A1A2vaut A1A2= 2 xR sin(a/2). A2 appelant a l’angle au centre (de la terre), la longueur de l’arc réalisé par ce En déplacementest : 2 22 2R sin(a/2)telle que(2 R sin(a/2))=(2 R sin(Lon/2))+ (2 R sin(Lat/2)) Latitude=lat (pythagore) 2 2½ d’oùon tire sin(a/2) = [ sin(Lon/2)+ sin(Lat/2)] Longitude=Lon Pourrevenir a l’exemple ci-dessus, la longitudel de P’ est telle que 2 2½ sin(l+ sin(Lat/2) /2) = [ sin(Lon/2)] S 6.1.4INCLINAISONP P’ Figure 2 bis Figure 2 vue depuis le satellite Pourterminer, parlons de l’inclinaison. Pageprécédente, Figure 2. Prenons comme exemple un satellite qui émet ses ondes en polarisation horizontale,dans un plan parallèle à celui de l’équateur. Placez,figure 2bis, le point Zh qui recevra ses ondes exactement à l’horizontal. Etle point Zv qui recevra ses ondes en vertical. Pourcompenser cette rotation apparente de la polarisation, le client devra incliner la tête de réception de 0° s’ilest au point Zh, de 90° s’il est au point P’. 6.2LatêtederéceptionenTV6.2.1AmplifierUne antenne terrestre collecte directement un signal transmis depuis l’émetteur : son niveau est suffisant pour l’envoyer vers le tuner du téléviseur. En réception satellite, le niveau de signal recueilli par l’antenne parabolique est trop faible pour être exploité directement : il faut l’amplifier. C’est l’un des rôles dévolus au LNB (Low Noise Block downconverter), encore nommé tête de réception ou convertisseur. C’est un composant actif, contrairement à l’antenne terrestre qui est passive. Le qualificatif « universel » est relatif à la capacité d’un tel LNB de pouvoir capter tous les signaux dans la totalité de la bande Ku (10,7 à 12,75 GHz) et quelle que soit la polarisation ; ce que ne permettaient pas les LNB utilisés au début de la réception directe par satellite. 69-Transmissions par satellite
6.2.2Changerlafréquence6.2.2.1 Oscillateurlocal Les signaux captés par l’antenne ont des fréquences trop élevées pour être transmises directement vers le terminal numérique : il faut abaisser ces fréquences afin qu’elles soient compatibles avec celles que peut exploiter le tuner du terminal, soit entre 950 et 2150 MHz : cette plage de fréquences porte le nom de «Bande Intermédiaire Satellite ou B.I.S». Un oscillateur local, intégré au LNB, le permet. 6.2.2.2 Principe Soient 2 sinusoïdes a1et a2a1=A1sin (ω1t) a2=A2sin (ω2t +ϕ) a1x a2= A1sin (ω1t) x A2sin (ω2t+ϕ) = ½ a1x a2 x (sin [(ω1+ω2) t +(ϕ+π/2)] +sin [(ω1-ω2) t – (ϕ+π/2) ] ) En multipliant 2 sinusoïdes de pulsationω2etω1on obtient la somme de 2 sinusoïdes de pulsations ω1+ω2pour la première et ω1-ω2pour la seconde 6.2.2.3 Applicationà un récepteur radio bande FM : Bande scannée : 88 à 108MHz Quand on désire écouter une émission radio, il est hors de question Ampli HF +Démo-d’entendre toutes les stations proches. On va donc filtrer les filtre dulateurBF informations reçues de façon à ne
garder que ce qui nous intéresse. Ampli sélectif10mV Le récepteur radio reçoit toutes lesx 1000 stations sur son antenne. Une seule station doit traverser tous les circuits jusqu’au démodulateur, qui avec les10uV étages BF, rendra le signal audible. On place un certain nombre de filtres 88 98108 ff pour réaliser la sélection de la station. Quand un signal électronique traverse un filtre, il en ressort plus ou moins affaibli. La bande passante à –3dB est la gamme de fréquences pour lesquelles l’atténuation que subit le signal électronique est inférieure à 3dB ( divisé par√2 )réamli HFFiltre + multiplieur10.7MHz Démodulateur+ bf ème La bande passante à –3dB d’un filtre du 2ordre peut s’exprimer par b=f0/Q0. Dans cette équation Oscillateu Local f0est la fréquence centrale du filtre, Q0le Ou syntoniseur coefficient de qualité du filtre. Il dépend de la qualité des composants utilisés. Des composants standards donnent un coefficient de qualité de 10 environ. ère 1 constatation: si l’auditeur ne désire entendre que la station qui émet en 98 MHz, ce schéma est insuffisant. Transmissions par satellite-70
7mV
f
ème 2 constatation: pour changer de fréquence, l’auditeur doit changer la fréquence d’accord (tunning) de son filtre, ce qui est technologiquement difficile. On travaille maintenant avec ce modèle de schéma. Le multiplieur effectue le produit du signal complexe qui arrive de l’antenne est de celui de l’oscillateur local. En appliquant la méthode exposée au début de cette page, calculez la fréquence sur laquelle l’utilisateur a réglé son syntonisateur pour que le 98MHz soit transformé en 10.7 MHz. Vous avez plusieurs réponses possibles. Sur le plan technologique, il est assez simple de fabriquer un oscillateur variable. Il est simple de mémoriser un nombre, image d’une fréquence et d’y associer un clavier (programmation de stations). Si le filtre 10.7 MHz a le même coefficient de qualité que ci-dessus, quelles sont les valeurs des fréquences limites de la bande passante à –3dB ? Conclusion, qu’entend l’auditeur ? Remarque : dans un récepteur radio FM, un autre changement de fréquence a lieu autour de 455kHz. Ce changement est effectué par un autre multiplieur qui est piloté par un oscillateur local de fréquence fixe cette fois (pour passer de 10.7 MHz à 455kHz ). Ceci permet de sélectionner très franchement une station. Quelles sont les valeurs possibles de fréquence pour cet oscillateur ? 6.2.2.4 Autresfonctions de la tête Sélectionde l’antenne de réception (polarisation H ou V) Sélectiond’un oscillateur local parmi 2
71-Transmissions par satellite
7InstallationEn utilisant l’internet, en particulier les adresses suivantes : http://www.web-merchand.com/parabole/abonne/install.asphttp://www.eutelsat.com/satellites/4_2.htmlhttp://www.i n.fr/fr/PI/activites/ eodesie/index.htmlhttp:// . uenin.chez.tiscali.fr/theo/azim_ele.htmhttp://www.telesatellite.comhttp://www.l n sat.comhttp://site.voilà.fr/passionsatellite/biposte.htm Répondez aux questions suivantes posées par un client qui désire recevoir TPS Star, il habite l’île de la Réunion, à Saint Pierre. Quel est le satellite qui lui retransmettra ses émissions ? Citez quelques autres chaînes qu’il pourra recevoir également. Il paraît que ce satellite émet aussi vers une autre zone du monde, laquelle ? Utilisez cette information pour retrouver, à partir du sitehttp://www.lyngsat.comdes détails sur la zone couverte par ce satellite. Son cousin, quel hasard, habite aussi à Saint Pierre mais dans les Alpes de Haute Provence. Quelles sont les coordonnées géographiques de cette commune ? Histoire de lier le contact avec le client, pouvez vous lui dire comment s’appelle la Clue, site touristique bien connu, près de chez son cousin ? Retour à la Réunion. Cherchez dans le site de l’IGN, les coordonnées géographiques de l’île (en allant vers système RGF 93 puis DOM-TOM). En utilisant le document joint, calculez l’azimut et l’élévation pour chaque parabole, donnez une valeur estimée pour l’inclinaison puis vérifiez vos calculs en remplissant le tableau ci-dessous : Mesrésultats (d’aprèsConseils d’orientationCalculs d’orientation (site web doc jointe)(site Webwww.web- http://g.guenin.chez….) merchand….) Elévation Azimut Inclinaison Quel est le diamètre de parabole conseillé pour la personne qui habite à la réunion ? (site Webwww.web-merchand….) Quel est le diamètre obtenu pour cette parabole en croisant la documentation Eutelsat et le récapitulatif taille/PIRE disponible sur le site telesatellite.com ? (vous prendrez une température de bruit de 0,7dB) Quel sera le diamètre de parabole pour l’habitant des Alpes de Haute Provence ? Transmissions par satellite-72
