RELATÓRIO DE ST2

TRANSMISSÃO DE VIDEO POR FEIXE HERTZIANO NA BANDA X(11GHz)

Nome:Gilberto RochaNome:Marco Lima

Objectivos:

-Pretende-se realizar um sistema de transmissão de um sinal de vídeo

-Testar esse sistema em ambiente de laboratório e no campo, através doestabelecimento de uma ligação de distância superior a 20 km entre a FEUP e ummonte com linha de vista.

Descrição do sistema:

-O emissor é baseado num módulo gunnplexer a operar na banda X (11 GHz)

-A modulação usada é FM com características compatíveis às dos receptores desatélite de televisão analógica

-A antena de emissão é do tipo corneta

-No sistema de recepção é usada uma antena parabólica, um LNB (Low-NoiseBlockconverter) e um receptor de satélite.

Fases do trabalho:

-Estudo das características técnicas dos componentes a usar

-Montagem do circuito modulador que inclui sistema alimentação, filtro de pré-ênfase, amplificador de vídeo de ganho variável emódulo gunnplexer

-Realização da PCB

-Testes de campo

-Cálculo do balanço de potências e verificação experimental

GUNNPLEXER:

O emissor gunnplexer contêm:

-Uma cavidade ressonante que pode ser ajustada através de um parafuso queregula o seu tamanho e assim ajustar a frequência da portadora

-Um diodo varicap que controla a variação de frequência de oscilação do díodogunn, e por sua vez é o responsável pela modulação em FM

-Um diodo gunn que oscila a uma frequência de ± 11GHz (portadora) quandoalimentado com uma tensão dc regulada

-Um mixer que é constituido por um diodo e um circulador de ferrite

Fport11GHz

F

20V

T

8V

0V

FFport+50MHzFport-50MHz

20V

1V

T Fport11GHz

8V

PROPIEDADES DO GUNNPLEXER :

Começamos por aplicar uma tensão de 8V no diodo gunn, que começa aoscilar a uma determinada frequência (neste caso 10,535GHz) e em seguidaajustamos a cavidade ressonante até termos uma frequência de oscilação de11GHz.

Aplicamos ao diodo varicap uma tensão dc de 8V.Podemos verificar que numa pequena vizinhança em torno de 8V a sensibilidadee mais ou menos constante.

FILTRO PRÉ-ENFASE:

-Quando transmitimos um sinal modulado em FM por feixe hertziano, há umfenomeno que diminui a relação sinal/ruído nas altas frequências desse sinalcomparativamente com a relação sinal/ruído às baixas frequências dessemesmo sinal, tendo como consequêcia um esbatimento dos contornos (aimagem fica mais fosca) e até uma perda de sincronismo quer vertical querhorizontal da imagem por parte do receptor, por isso, recorremos a um filtropré-enfase para reforçar as altas frequências em relação ás baixas frequênciasno emissor com o objectivo de melhorar a relação sinal/ruído do sinalsubstâncialmente.

No receptor temos um filtro que faz uma operação inversa.

O receptor para desmodular uma determinada banda, desloca o centro dessabanda para a origem no domínio das frequêcias, depois aplica um filtro passabaixo para isolar a banda escolhida.

CIRCUITO RESPOSTA EM FREQUÊNCIA

w1 w2 W3 w4 w5 F

0W3

w1 w2 w4 w5F

w1 w2 W3 w5 FW4

0W3

w1 w2 w4 w5 F

EMISSOR

EMISSOR

RECEPTOR

RECEPTOR

ESQUEMA:

AMPLIFICADOR(OPA681):

1=GanhoDC

7.51

7.41 =+=

K

KGanhoAC

ALIMENTAÇÃO

FILTRO PRÉ-ENFASE AMPLIFICADOR

GUNNPLEXER

Video in

Audio in

Vcc

PCB:

FILTRO PRÉ-ENFASE

MONTAGEM DO CIRCUITO EM BREAD BOARD:

MONTAGEM DO CIRCUITO EM PCB:

AMPLIFICADOR

GUNNPLEXER

VccVideo inAudio in

PCB:

MODULO DE RECEPÇÃO:

SISTEMA DE RECEPÇÃO:

LINHA DE VISTA PARA O EMISSOR:

LINHA DE VISTA PARA O RECEPTOR:

EMISSOR

RECEPTOR

ESPECTRO DO SINAL RECEBIDO:

PORTADORA MODULADO

Potência recebida

X-Band Video Link Budget

Parameter Value Unit

Link distance 20,3 KmFrequency 11,0 GHzFree space wavelength 2,73 cmGunnplexer power 6,0 dBmTx antenna E-plane 3 dB beamwidth 20 deg.Tx antenna H-plane 3 dB beamwidth 19 deg.Tx antenna efficiency 0,60 -Tx antenna gain (rectangular horn, 9.42 x7.7cm) 16,8 dB TX EIRP 22,8 dBmFree space loss 139,4 dBAtmosferic loss 0,3 dBAdditional losses (pointing, polarization) 1,5 dBRx antenna diameter 0,9 mRx antenna efficiency 0,50 -Rx antenna gain 37,3 dBRx antenna 3 dB beamwidth 2,2 deg.

Parameter Value UnitReceived signal power -81,0 dBmLNB gain 55 dBIF signal power -26,0 dBm Receiver noise figure 0,6 dBBackground noise temperature 100 KSystem noise temperature 21,6 dBKBoltzman constant -198,6 dBm/K/Hz Station G/T 15,8 dB/K Received noise power density -177,0 dBm/Hz Signal-to-noise density ratio 96,0 dBHz Receiver bandwidth (27 MHz) 74,3 dBHz Carrier-to-noise ratio 21,7 dB Required C/N 12,0 dB Margin 9,7 dB

BALANÇO DE POTÊNCIA:

dBmdB

LLLGWC

dBmdBLLLGLEIRPC

dBmdBW

dBmdBIRL

dBmdBL

dBmdBEIRP

cmm

dBL

dBL

dBLL

dBG

dBG

dBmC

GHzF

Kmd

adicionaisatmosfrr

adicionaisatmosfrrfs

fs

adicionais

atmosf

re

r

e

e

1.811.51

5.13.03.374

73.2log1034.44

4log10

11.8111.515.13.03.3741.1398.52

34.7434.44))10*3.20(4(log108.52

6.1166.8641.1398.52

41.10941.13910*3.204

73.2log20

8.228.528.160306

73.202727.010*11

10*3

5.1

3.0

0

3.37

8.16

6

11

3.20

2

10

2

10

2310

510

9

8

−=−=

=−−++−=+++++=

−=−=−−+−=+++++=−=−=−=

−=−=−=

===

==+++=

===

=

=≈≈

=====

ππλ

π

π

λ

CONCLUSÕES:

Deviamos ter tirado o muting no receptor para que ele não pusesse o fundo azul na televisãoassim que o sinal perdesse um pouco a qualidade.

Deviamos ter fixado melhor a antena de recepção visto que ela tem apenas 2º de manobrapara a apontarmos ao receptor e bastava o vento para que a antena deixasse de estar emsintonia com o emissor.

No transmissor não é tão crítico a pontaria porque a corneta tem uma abertura de radiação de30º.

No nosso circuito deixamos uma entrada para no futuro se quisermos adicionarmos um sinal deaudio na transmissão.