Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь (1979) (1151860), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Входная и выходная полосы частот ретранслятора разносятся достаточно далеко друг от друга, чтобы предотвратить возможность самовозбуждения ретранслятора. В рассматриваемой схеме ретранслятора осуществляется только одно преобразование частоты сигналов, в результате которого принимаемые радиосигналы одной частоты преобразуются непосредственно в сигналы другой частоты. В других вариантах ретранслятора принимаемые радиосигналы преобразуются сначала в сигналы промежуточной частоты (удобного номинала, например 150 МГц), а затем производится повышающее преобразование в сигналы частоты передачи.
7.3. ФОРМИРОВАНИЕ СТВОЛОВ РЕТРАНСЛЯТОРА Спутниковые ретрансляторы, используемые для многостанционного доступа, часто бывают многоствольными. Формирование стволов осуществляется с помощью частотно-избирательных фильтров, "озволякнцих направить сигналы различных полос частот в раздельные усилители и антенны. Многоствольное построение ретранслятора имеет множество полезных применений, включающих следующие: 167 1. Полная мощность на линии вниз может быть увеличена при использовании параллельно включенных усилителей мощности (обычно на ЛБВ) на спутнике.
2. Выбирая рабочую частоту земной станции, можно управлять выбором поляризации передающей антенны спутника или даже выбирать ту или иную узконаправленную антенну на линии вниз. Таким образом, можно использовать смену рабочих частот на линии вверх для переключения передачи на различные географические районы и, следовательно, на различные приемные земные станции. 3. Можно уменьшить число сигналов, усиливаемых одной ЛБВ, и тем самым уменьшить влияние нелинейных продуктов.
4. Используя различные стволы ретранслятора, можно развязать друг от друга работу земных станций разных классов. Например, можно обеспечить отсутствие взаимозависимости в использовании бортовой мощности передачи между небольшими подвижнымн земными станциями с ограниченной ЭИМ н большими стацнонарнымп земными станциями. 5. Изменением рабочей частоты на линии вверх можно управлять выбором рабочей частоты на липин вниз.
Следует отметить, что при ствольном построении ретранслятора нет необходимости в фиксированном сдвиге между полосами частот на линии вверх и индивидуальными частотами стволов на линии вниз. Часто бывает удобным полосы пропускания всех стволов ретранслятора сделать одинаковыми. Это равенство полос позволяет получить полную свободу в выборе ствола ретранслятора: сеть земных станций, работающих по одному из стволов ретранслятора, можно перевести в другой ствол прн минимальных издержках, за исключением изменения частоты.
Кроме того, один неиспользуемый ствол может быть резервным для остальных стволов, тем самым повышая надежность всей системы. Некоторые из этих потенциальных использований многоствольности иллюстрирует рис. 7.2. В показанной здесь схеме многоствольного ретранслятора сигналы стволов ! и 2 раздельно фильтруются и усиливаются для каждой антенны с ортогональными поляризациями: правой круговой и левой круговой.
Посредством механического переключения выходов ЛБВ можно использовать либо антенну с глобальной диаграммой направленности, либо узконаправленную антенну. В соответствии со схемой рис. 7.2 принимаемые радиосигналы поступают на дуплексер антенны с глобальной диаграммой направленности, где они пропускаются через полосовые фильтры, развязывающие приемный малошумящий усилитель от мощных сигналов на линии вниз. Развязка, равная произведению затуханий передающего и приемного фильтров и дуплексера, должна, конечно, превышать усиление ретранслятора настолько, чтобы исключит: возможность сгмовозбуждения ретранслятора, которое может возникнуть прп коэффициенте передачи по кольцу, равном единице и более.
После предварительного усиления радиосигналы, соответствующие стволам 1 и 2, разделяются ствольными фильтрами. Для 168 оведения сигналов в каждом стволе до надлежащего уровня может использоваться дополнительное усиление с АРУ или ограничение. Однако обычно РегУлиРовка УсилениЯ в РетРанслЯтоРе осУ1це- САПНП Преддорр- тетюги усипитень Молитвы нп Пдд с дотгынм тлг— сопгм грили гром Ру РУ Спг т-! 1'г х Ы>~ е ~>Ь к А Спг Ог-7 г Удбе ПФ х -~> е ~>~ РА ппд Сигналы рпдиомаялоб дпя узлололробпенныл онтегг я,в, с,п Сонгпезотор частот ГЯ ЛНП Е ГН ПНП Ст Ф.! пт.!ус!пер уме ПФ Х 'Ь>лг Е 'Р преддпрр глепьныи. усипитепь Упрд ПФ х -~>~ е ~>$ РУ Питт Пберн РУ Чаппотнид Линия вниз 1 2 1 2 егстчта — г- Рпдиомоян Рпс. 7.7, Структурная схема многоствольного спутникового ретранслятора. На линии вниз испольауютса коммувируемые увканаправлен- НЫЕ аНтЕННЫ Ро В, С, Уп ПКП И ЛКП вЂ” ПРаВаЯ Н Лсааа КРУ- говая поляригапия; ГА — глобальная антенна; Ств.ф — ствольныа фильтр; Ру — регулировка усиления; Комм — переключатель ствляется по командам земной станции.
Такому методу управления обычно бычио отдают предпочтение по сравнению с использованием на спутнике АРУ, нбо последний метод вносит дополнительную неопРеделенность в управление излучаемой мощностью земных станций. точное им образом, уровни сигналов можно регулировать, используя ничение ое Управление мощностью на линии вверх, а не жесткое ограчение сигналов в ретрансляторе, 169 Далее радиосигналы транспонируются на частоту лик~ни вниз путем сдвига частоты в преобразователе, например, на 750 МГц. Для этого в преобразователе используется гетеродин, синхронизируемый с помощью ФАПЧ от высокостабильного стандарта частоты. Затем ЛБВ или усилитель другого типа усиливает один или несколько передаваемых по данному стволу сигналов. Если на входе ЛБВ имеется несколько сигналов, то могут возникнуть нелинейные продукты в полосе частот на выходе ствола, если уровень мощности не был уменьшен (гл.
9). Другие нелинейные продукты могут распространяться многими путями в канал приема этого же самого ствола. Это явление особенно опасно, когда одна и та же антенна используется как для передачи, так и для приема сигналов. По этой причине выходной сигнал ЛБВ должен тщательно фильтроваться, чтобы предотвратить попадание нелинейных продуктов в полосу приема и насыщение предварительного усилителя.
Чтобы обеспечить эффективное использование выходной мощности спутника, фильтр должен вносить малые потери в тракт передачи. При разработке его конструкции должно быть обращено внимание на уменыпение до минимума нелинейных продуктов, которые возникают в пассивных (но «слегка нелинейныхв) элементах его конструкции и попадают в полосу приема. Земная станция может передавать сигналы на линии вверх на приемную антенну спутника с глобальным охватом с любой поляризацией и в любом стволе, выбирая тем самым используемый узкий луч ' на линии вниз. Выходной сигнал усилителя мощности на ЛБВ через механический СВЧ переключатель поступает либо на узконаправленную антенну, либо на глобальную антенну с двумя поляризациями.
Механический переключатель управляется командами земной станции. На рис. 7.3 показан пример зон покрытия антеннами спутника, работающего над Атлантическим океаном. Земная станция, находящаяся в любой точке зоны покрытия антенны линии вверх, может направлять свои сигналы в любую из четырех локальных зон линии вниз (ширина луча 3,5'). Повторное использование частот здесь обеспечивается путем применения отдельных сигналов с правой круговой и левой круговой поляризацией или же ортогональной линейной поляризацией в одной и той же полосе частот.
Развязка между сигналами с различной ортогональной линейной поляризацией может достигать 40 дБ (490). В выходные сигналы каждого ствола ретранслятора дополнительно вводятся сигналы спутникового маяка, обычно вне полосы канала связи. Сигналы радиомаяка легко различимы и обеспечивают постоянный сигнал для приемников наведения земных станций за спутником. Кроме того, сигнал радиомаяка часто когерентен с сигналом стабильного гетеродина на борту спутника и может использоваться земной станцией для слежения за долговременными изменениями частоты сигналов, транслируемых спутни- ' Под лучом здесь и далее понимается главный лепесток диаграммы направленности антенны.
(Принс ред.) 170 ком. Для повышения стабильности опорной частоты возможно использовать на борту атомный стандарт частоты (см. гл. 17). Наконец, сигнал радиомаяка можно промодулировать опознавательным кодом спутника и низкоскоростной телеметрической информа- гаагйае.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
