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Présentation et structure du Logiciel de liaison Terrestre Satellite REALISE PAR MAALEM BADIS ET BOUCHAMA FETHI SOUS LA DIRECTION DU PROFESSEUR MALEK BENSLAMA Laboratoire électromagnétisme et Télécommunications. Faculté des Sciences de l’Ingénieur. Université Constantine. Email : lret_sat@hotmail.com PROLOGUE :
I. 1 Présentation du logiciel 1 Environnement de développement : Tout environnement de développement d’un logiciel se compose de deux aspects : - Aspect matériel. - Aspect logiciel.
a. Aspect matériel : Un microprocesseur P3 550 MHz. - Une RAM de 64 Mo - Un disque dur de 10 Go - Un écran 15"
b. Aspect logiciel : Le logiciel de programmation étant le delphi 5 de Borland, essayons de nous familiariser avec lui : C’est un environnement de programmation permettant de développer des applications pour Windows 95, Windows 98/2000 et Windows NT. Il incarne la suite logique de la famille turbo-pascal avec ses nombreuses versions. Delphi est un outil moderne, qui fait appel à une conception visuelle des applications, à la programmation objet. De plus, il prend en charge le maintien automatique d’une partie du code source. Voici quelques unes des caractéristiques de Delphi : - Programmation objet - Outils visuels bidirectionnels - Compilateur produisant du code natif - Traitement complet des exceptions - Possibilité de créer des exécutables et des DLL - Bibliothèque de composants extensibles - Débogueur graphique intégré - Support de toutes les API de Windows : OLE2, DDE, VBX, OCX, … Son choix est exigé par les données de sortie du programme qui nécessitent un affichage de haute résolution, multicolore (courbes et abaques) et une organisation des données en entrée-sortie en plusieurs fenêtres indépendantes.
I. 2 Utilisation et structure du logiciel
1. mot de passe : Comme tout logiciel qui se respecte on a créé une fenêtre ou on doit insérer un mot de passe si on veut utiliser et exploiter le logiciel et éviter ainsi que les personnes non habilitées n’en usent.
Fig. 1 : Mot de passe
2- accueil : Comme vous le remarquerez sans doute, notre page d’accueil se compose de plusieurs liens, ceux-ci vous donneront l’accès à: - Une présentation du logiciel ainsi que les objectifs fixés - Une brève description du laboratoire de télécommunication - Une simulation - Le chargement des calculs - Et enfin le lien quitter (si vous voulez sortir du logiciel) Et tous ces liens sont représentés par des satellites et par la terre. Dans tout ce qui suit on va essayer de parcourir et d’expliquer le fonctionnement du logiciel qui se veut simple, attrayant et convivial pour tout utilisateur voulant faire le calcul du bilan énergétique d’une liaison spatiale et optimiser en conséquence ses équipements de réception.
Fig.2 : Accueil
3- Chargement des calculs : Comme son nom l’indique c’est dans cette fenêtre que se fait le chargement des coordonnées des stations qui nous permettront de calculer le bilan de la liaison ainsi que le calcul de deux phénomènes très importants qui sont : - L’effet du soleil - La zone de coordination
Fig. 3 : Chargement des calculs
A. Chargement des coordonnées : a) ville d’émission (réception) : Pour pouvoir sélectionner la ville ou se trouve la station d’émission (réception) on clique sur le label « station émettrice » (« station réceptrice »), on obtient une fenêtre contenant deux sortes de recherches : Recherche automatique : Elle permet à un utilisateur connaissant le nom de la ville d’émission ou celle de la réception d’aller plus vite et ceci on insérant son nom dans le champ qui lui a été réservé et ensuite de cliquer sur le label « GO », il obtiendra toute suite les caractéristiques de la ville souhaitée. Recherche manuelle : Celle-ci a été conçue pour l’utilisateur ne connaissant pas l’orthographe exacte de la ville et cette recherche lui permettra de naviguer entre les villes et les pays et de faire facilement son choix. Ensuite pour charger la ville il suffit de cliquer sur le label « charger ».
Fig. 4 : Chargement des coordonnées des villes
b) Satellite : Même chose pour le satellite et on remarquera au passage que dans les caractéristiques de ce dernier il y a la zone de couverture et elle est représentée par un contour fait sur notre planète se trouvant au bas de la fenêtre.
Fig..5 : Chargement des coordonnées du satellite
Maintenant que le chargement de toutes les données nécessaires est effectué on peut faire : B. Le calcul de l’effet du soleil : En cliquant sur le label en question «Calcul de l’effet du soleil » la fenêtre Figure.6 apparaîtra, pour saisir la fréquence et le diamètre de la station réceptrice (le point de vue du satellite), en cliquant sur le label «Calcul» la fenêtre de la figure.7 s’affichera, contenant les résultats des calculs.
Fig. 6 : Saisie des données pour le calcul de l’effet du soleil
Fig.7 : Résultat des calculs de l’effet de soleil
C. Le calcul de la zone de coordination : En cliquant sur le label en question «zone de coordination» la fenêtre Figure.8 apparaîtra Pour saisir quelques caractéristiques de la station nécessaires et pour déterminer la zone de coordination (fréquence de la porteuse, diamètre de l’antenne …..). Une fois les données saisies et en cliquant sur le label en question .Vous visualiserez la zone de coordination (figure.10) en cliquant sur son emplacement sur la carte comme le montre la figure.9.
Fig. 9 : Endroit de la station réceptrice
Fig. 10 : Zone de coordination
4. Le calcul du rapport signal sur bruit : C’est le calcul le plus intéressant et le plus important du logiciel car il va nous permettre de définir du point de vue énergétique notre liaison (gains et pertes) et de traiter (corriger ou optimiser) les équipements de réception. Pour cela il suffit de cliquer sur le label « calcul » de la page du chargement des calculs. a) station réceptrice : Le but de l’étude de la station réceptrice consiste à calculer : - Le gain de l’antenne (en insérant les valeurs de la fréquence et du diamètre dans les champs qui leur sont réservés) - Les pertes dans les câbles (en choisissant le type de câble utilisé ainsi que sa longueur et en les insérant dans les champs qui leur sont réservés) - Le facteur de bruit, le facteur de mérite ainsi que la puissance du bruit en insérant respectivement la bande passante de la fréquence intermédiaire (Fi), la température de bruit de l’antenne et celle du convertisseur Tous ces calculs sont rendus possibles en cliquant sur chaque partie concernée en l’occurrence : - Les caractéristiques de l’antenne pour le gain - Pertes dans les câbles - Bruit du récepteur Vous remarquerez que les résultats sont donnés au fur et à mesure du calcul avec des explications et des fourchettes de valeurs pour permettre à l’utilisateur de bien situer les résultats obtenus. Il y a aussi : * Une rubrique d’aide qui définit les différents paramètres utilisés * Un label « effacer » qui permet d’effacer les calculs pour les refaire pour d’autres caractéristiques du matériel de réception * Et bien sur sans oublier les graphes correspondants aux résultats et les commentaires qui vont avec.
Fig.11 : Etude de la station réceptrice
Maintenant que les calculs des caractéristiques de la station réceptrice sont fait, passons à l’étude de la liaison descendante. b) Liaison descendante : On y accède en cliquant sur l’onglet « liaison descendante » . En cliquant sur le label « calcul du rapport signal sur bruit » tous les résultats dont on a besoin sont automatiquement insérés dans les champs qui leur sont réservés. Ensuite on calcule les différents affaiblissements dus aux effets de l’atmosphère et de l’espace libre en cliquant sur les labels correspondants, et pour chaque calcul on peut visualiser les graphes. Enfin on calcule le signal sur bruit de la liaison descendante en cliquant sur le label « lancer les calculs ». On remarque qu’outre les résultats obtenus on a le choix d’éliminer ou d’ajouter les paramètres climatiques, et de voir bien entendu les graphes correspondants a chaque cas.
Fig. 12 : Etude de la liaison descendant Et on termine l’étude de cette liaison par des commentaires, corrections et optimisations du bilan énergétique précédemment calculé, en cliquant sur le label correspondant, il s’ensuit une fenêtre partagée en deux parties (figure 13) : l’une traitant le temps clair (sans les paramètres climatiques) et l’autre le temps mauvais (avec les paramètres climatiques). Les deux présentent les résultats obtenus, acceptables et meilleurs des paramètres de votre liaison : - Rapport S/B - Diamètre (m) - Température de bruit - Longueur des câbles
Fig. 13 : Commentaires et Optimisation Et pour une liaison ou le S/B est faible on corrigera en jouant sur l’un des paramètres cités ci-dessus (figure.14). Pour une liaison ou le S/B est acceptable c’est très bien. . Pour une liaison ou le S/B est meilleur on optimisera nos équipements en jouant sur les mêmes paramètres (figure 16).
Fig. 14 : Correction de la liaison descendante
Fig. 16 : Optimisation du matériel d’une station réceptrice On finira l’étude de la liaison descendante ainsi faite, par la visualisation de quelques graphes puis on passera au deuxième tronçon de la transmission qui est la liaison montante.
B.1. Rapport signal sur bruit en fonction du diamètre de la station réceptrice :
Fig. 17 : Tracé du rapport signal sur bruit à la station réceptrice en fonction de son diamètre
b. 2. Affaiblissement atmosphérique en fonction de la fréquence de la porteuse :
Fig. 18: Atténuation due à la l’oxygène et à la vapeur d’eau en fonction de la porteuse
c. Station émettrice : Le but de l’étude de la station émettrice est de calculer la PIRE (puissance isotrope rayonnée équivalente) et ceci en calculant : - Le gain de l’antenne (en insérant les valeurs de la fréquence et du diamètre dans les champs qui leur sont réservés) - Les pertes dans les câbles (en choisissant le type de câble utilisé ainsi que sa longueur et en les insérant dans les champs qui leur sont réservés) - Insérer la valeur de la puissance de l’émetteur dans le champ qui lui est réservé
· Tous ces calculs sont rendus possibles en cliquant sur chaque partie concernée : - Caractéristiques de l’antenne pour le gain. - Pertes dans les câbles. · vous remarquerez que les résultats sont donnés au fur et à mesure du calcul avec des explications et des fourchettes de valeurs pour permettre a l’utilisateur de bien situer les résultats obtenus. · Il y a aussi une rubrique d’aide qui définit les différents paramètres utilisés (figure.18). · Un label « effacer » qui permet d’effacer les calculs pour les refaire pour d’autres caractéristiques du matériel de réception. · Et bien sur sans oublier les graphes correspondants aux résultats et les commentaires qui vont avec.
Fig. 19 : Calcul de la PIRE de la station émettrice
Fig. 20 : Aide · Maintenant que les calculs des caractéristiques de la station émettrice sont faits, passons a l’étude de la liaison montante. d. Etude de la liaison montante : On y accède en cliquant sur l’onglet « liaison montante». En cliquant sur le label « calcul du rapport signal sur bruit » la valeur de la PIRE calculée dans la station d’émission, est automatiquement insérée dans le champ qui lui est réservé. Ensuite on calcule les différents affaiblissements dus aux effets de l’atmosphère et de l’espace libre en cliquant sur les labels correspondants et aussi la puissance du bruit du récepteur en l’occurrence le satellite, et à chaque calcul on peut visualiser les graphes.
Fig.21 : Etude de la liaison montante On finira l’étude par des commentaires, des corrections et des optimisation adaptant le matériels de la station émettrice à la liaison spatiale (similaire à l’étude de la station réceptrice).
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Contact_lret@yahoo.fr. |
Fig. 15 : Résultat de la correction de la liaison descendante
