Une antenne satellite possède plusieurs facteurs importantes. Ces derniers sont primordiales à connaître pour faire le budget link (bilan de liaison) d’une antenne.
On va dans ce cours, passer en revue quelques un de ces paramètres puis nous verrons comment claculer le budget link.
Pour la suite, je pars du principe que les notions vu dans ce cours sont acquises :)

⚪️ EIRP (Equivalent Isotropic Radiated Power)

En français, la PIRE pour Puissance Isotrope Rayonnée Équivalente représente la mesure de la puissance rayonnée d’une antenne dans une direction spécifique par rapport à l’antenne isotrope.
Pour comprendre, il faut voir l’antenne isotrope comme une bougie qui éclairerait dans toutes les directions de manière égale mais avec une lumière faible. À l’inverse d’une lampe torche qui éclaire plus fort mais dans une direction spécifique. Et bien la PIRE nous indique combien de bougies il faudrait pour obtenir la même intensité de lumière dans la direction où la lampe torche éclaire.
Ça se calcule en utilisant cette équation : EIRP = P - L + G, où

• EIRP est la PIRE, en dB.
• P la puissance de sortie de l’émetteur en dBm ou dBW.
• L les pertes de câble en dB.
• G le gain de l’antenne en dBi.

⚪️ Pertes de Transmission

Les pertes de transmission représentent les pertes de puissance du signal entre le satellite et une station de sol.
Sans trop rentrer dans le détail, ces pertes sont classées en 2 catégories principales.

Les pertes de propagation

Ce sont celles que rencontre le signal en traversant l’espace.
On y retrouve les pertes à cause du vide spatial parce que oui, le vide spatial engendre une atténuation du signal.
On a aussi les pertes dues à l’atmosphère :
Dans la ionosphère (couche haute), le signal est sujet à la rotation de Fraday causée par le champ magnétique de La Terre.
Dans la troposhère (couche basse), on a des facteurs comme par exemple la pluie qui peuvent atténuer le signal.

Les pertes locales

Il s’agit des pertes que l’on retrouve proche des stations de sol.
Par exemple, celles dues à l’environnement comme la température ou l’humidité.
Ou encore celles dues aux composants des équipements satellites eux mêmes.

⚪️ System Noise

Le bruit système est un élement qui dégrade la qualité du signal reçu.
Donc, dans la conception d’un satellite ou même d’autres trucs, on cherchera toujours à le minimiser le plus possible.
2 termes sont à connaître :

• La Densité spectrale de bruit qui indique “combien de bruit” se trouve dans chaque petite portion de fréquence d’un signal. On l’exprime en dB/Hz ou W/Hz.
• la Température du bruit généré par un composant spécifique. Plus la température est élevée, plus il y a de bruit.

Différents facteurs peuvent amener du bruit.

Composants des récepteurs

Il s’agit des composants électriques que l’on retrouve dans les systèmes de communication et qui peuvent causer du bruit en raison de leur température de fonctionnement. Du coup, ces composants génèrent intrèsequement une certaine forme de chaleur qui atténue le signal.

Fond diffus cosmologique

Plutôt classe celui-ci, il s’agit d’un rayonnement de fond qui provient du big bang et qui possède toujours un impact sur les composants des satellites.

Bruit Atmosphérique

Induit par La Terre, les décharges électriques dans l’atmosphère ou encore les variations de températures dans la journée peuvent génerer du bruit.

⚪️ Carrier-to-Noise Ratio & Signal-to-Noise Ratio

Pour quantifier la qualité d’une antenne, on va utiliser 2 ratios.
Le rapport porteuse sur bruit noté C/N ou CNR représente le rapport entre la puissance de la porteuse d’un signal modulé et la puissance du system noise.

Le rapport signal sur bruit noté S/N ou SNR représente le rapport entre la puissance du signal “en entier” et la puissance du system noise.

⚪️ Gain-To-Noise Temperature

Noté G/T, il s’agit d’une mesure pour évaluer l’efficacité de la réception du signal par une antenne. C’est en fait un rapport entre le gain de l’antenne et la température du system noise. Là, où le CNR et SNR sont des rapports entre un signal et le bruit.
Le G s’exprime en dB et le T en Kelvin (K).

⚪️ Budget Link

Après avoir vu quelques paramètres importants, passons au vif du sujet, le bilan de liaison (budget link).
Il s’agit d’un bilan de puissance qui prend en compte toutes les pertes et gains tout au long du trajet du signal, depuis l’émetteur jusqu’au récepteur.
On a des calculateurs en ligne qui permettent de le calculer comme celui-ci.
Un exemple de bilan de liaison :

Évidemment, dans ce cours, je n’ai présenté que quelques uns des paramètres qui composent un budget link.
Mais pour aller plus loin, je vous invite à essayer le challenge Linky de Hack-A-Sat qui consiste à retrouver certaines valeurs d’un bilan de liaison. Vous en apprendrez encore plus :)

Merci à Angelina Tsuboi qui m’a énormément inspiré pour ce cours.