Communications par Satellites

Faculté des Sciences et Techniques de Tanger Département de Génie Electrique
Cycle Ingénieurs GEMI
© Pr. BENLAMLIH, Ph.D Eng.
Travaux Dirigés : Module Télécoms et Réseaux
Série 6 : Communications par satellites
Exercice1 :
1- Vérifier qu’un satellite géostationnaire doit être à une altitude de 35780km au dessus de la surface de la
terre.
On prendra :
Le rayon de la terre de 6380 km et µ=GM=39.9x10
13
Nm
2
/kg.
La période de Rotation de la terre sur elle même T=23h 59min 04sec
2- Un satellite orbite autour de la terre dans un mouvement circulaire uniforme à une altitude h=630 km.
Déterminer la vitesse du satellite et calculer la période de rotation.
On prendra :
Rayon de la terre et sa masse respectivement 6370 km et 5.98×10
24
kg.
La constante gravitationnelle G = 6.67 × 10
−11
Nm
2
/kg
2
.
Exercice 2 :
A partir de Tanger, on souhaite pointer une parabole vers le satellite Hotbird qui se trouve à 13°E.
a- Rechercher sur internet les angles de visés de la parabole (Elévation et Azimut) et la distance terre-
satellite.
b- Rechercher sur internet la date, l’heure la durée et la dégradation du rapport C/N lors de la prochaine
conjonction avec le soleil pour une parabole de diamètre 1,2m situé a Tanger..
Exercice 3 :
On considère une communication entre un satellite géostationnaire est une station terrestre équipée d’une
antenne parabolique. La PIRE du satellite est 40dBW est la distance terre-satellite est 40000km. La
modulation utilisée est QPSK et le débit binaire est de 20Mbits/s. La fréquence de fonctionnement est 12GHz.
On prendra comme pertes (atmosphérique, pluie, polarisation et autres) 2dB et que le détecteur utilisé
nécessite 1.4dB de plus que la valeur prévue par la théorie. La température du système de réception est de
300K.
Quelle dimension doit avoir la parabole de réception pour obtenir un TEB de 10
-6
. On supposera le rendement
de la parabole est de 60%.
Rappel : Pour la modulation QPSK , le TEB est donné par :   , On peut également utiliser
les courbes ci-dessous donnent le BER ou TEB en fonction de Eb/No pour différentes modulations.

Faculté des Sciences et Techniques de Tanger Département de Génie Electrique
Cycle Ingénieurs GEMI
© Pr. BENLAMLIH, Ph.D Eng.
Pour la modulation QPSK, la relation peut également être approximée par :
 !"#$%&'
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*+,-
Exercice 4 :
Un satellite géostationnaire utilisé pour l’émission TV dispose de 16 transpondeurs, chaque transpondeur
utilise une puissance de saturation de 200W et une bande passante de 25MHz. L’antenne au niveau du
satellite a un gain de 34dB. L’antenne de réception est une parabole dont le rendement est 65% et le diamètre
est 45cm. La bande passante du récepteur TV est de 20MHz. On prendra une distance terre satellite de
38500km.
a. Calculer les pertes en espace libre et le gain de l’antenne de réception pour une fréquence de
fonctionnement de 12.2GHz.
b. Dressez un bilan de liaison en tenant compte des données suivantes :
i. L’antenne de réception présente un défaut d’alignement avec l’antenne du satellite de 1,5dB.
ii. Le transpondeur opère avec un recul de puissance en sortie de 1dB.
iii. Les pertes atmosphériques sont estimées à 0.5dB.
c. La station terrestre a une température de système de 110K (30K d’antenne et 80K du LNA) en temps clair.
Calculer la puissance de bruit au niveau de la réception.
d. Calculer le rapport C/N par temps clair.
e. Sachant que le rapport C/N minimal admissible par le récepteur est 10dB. Quelle est la marge du système ?
f. En 0.3% du temps au lieu de la réception, la pluie cause 2dB de pertes supplémentaires aux pertes en
espace libre. Calculer le rapport C/N par temps de pluie et la nouvelle marge du système.
Exercice 5:
La sonde spatiale Voyager (lancée en 1977) utilise une antenne ayant un diamètre de 3.66m et un rendement
de 60%. La fréquence de fonctionnement est 8.415 GHz, la puissance de l’émetteur est 18 W. L’antenne de
réception de la NASA Deep space program localisée à Goldstone a un diamètre de 70m et un rendement de
60%. La température de bruit du système de réception (antenne plus récepteur) Tsys=25K.
Le système utilise une modulation QPSK et fonctionne correctement avec une probabilité d’erreurs Pe=5x10
-3
(Soit un rapport Eb/No=5.2dB)
1- Calculer les gains des antennes d’émission et de réception.
2- Voyager était à Jupiter en 1979 (d = 0.78 x10
9
km), Saturne en 1980 (d = 1.43 x10
9
km) et à Neptune
en 1989 (d = 4.5 x10
9
km). En 2002 elle était à une distance de l’ordre de r = 12x10
9
km et à r=22x10
9
km en 2020.
On supposera les pertes autres que les pertes en espace libre sont de l’ordre de 5dB.
a. Calculer les pertes en espace libre pour chacune des cinq stations (Jupiter, Saturne, Neptune
en 2002 et en 2020)
b. Calculer les débits binaires réalisables dans les cinq lieux.
c. Calculer la durée nécessaire pour transmettre une photo de taille 5Mbits quand Voyager était
à Jupiter et à la position en 2020. Conclure.