Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь (1979) (1151860), страница 35
Текст из файла (страница 35)
ямналлнм ииид Рис. 7.8. Зоны покрытия четырьмя узкими лучами и одной глобальной антенной спутника связи, расположенной над Атлантическим океаном цией о состоянии спутника. Такая непосредственная передача телеметрической информации на управляющую земную станцию иногда используется для управления спутником и сетью земных станций в реальном масштабе времени. Для уменьшения искажений сигналов в фильтрах и полосовых усилителях схем объединения сигналов обычно производится коррекция их характеристик усиления и групповой задержки.
Как правило, каждый ствол имеет свой отдельный комплект устройств коррекции. Для уменьшения искажений сигнала осуществляется компенсация как неравномерности усиления в полосе, так и крутизны скатов. На рис. 7.4 представлена упрощенная структурная схема !2- ствольного спутникового ретранслятора <Интелсат-1тг». Каждый из четырех приемников состоит из усилителя на туннельном диоде в по~осе 6 ГГц, малошумяшего предварительного усилителя, последовательно с которым включен полосовой заграждающий фильтр диапазона 4 ГГц, обеспечивающий затухание вне рабочей полосы частот Принимаемые радиосигналы в полосе частот шириной МГц транспонируются из диапазона 6 ГГц в диапазон 4 ГГц.
Четные и нечетные входные устройства частотного разделения содержат по шесть полосовых фильтров с шириной полосы 36 МГц, как показано на рис. 7. 4. Соседние частотные стволы ретранслято- 171 ра разнесены по частоте на 40 МГц, поэтому между ними имеется защитный частотный интервал в 4 МГц. Характеристики каждого из 12 разделительных фильтров четных и нечетных стволов корректируются независимо друг от друга. внадине вьощдине раюдеаогпеао пдыдоитпепо д аое нне аю дюи ,юевг йе ' ' Мд В стане а) дрюметутюи юаютют нетду дериней ЮНГА о полней парасита проема Уд йюа Рис. 7.4. Спутниковый ретранслятор «Интелсат-1Н»: а — упрощенная структурная схема; б — частотный план; Гяар 1 Анар щщанная н передающая глобальные антенны Последовательно с этими фильтрами включены основные и резервные усилители мощности на ЛБВ, фильтры гармоник и переключатели для подачи сигналов на соответствующую передающую антенну.
С целью повышения надежности ретранслятора практически большинство его элементов резервируется. На рис. 7.4 для простоты некоторые резервные элементы опущены. 7.4. чАстОтные плАны формирование частотных стволов. На рис. 7.5 изображен частотный план ретранслятора для спутника США ГдЬСЬ (фаза П'). ' Спутник связи Министерства обороны США. (Прим, ред.) 172 Иа этом спутнике имеются две узконаправленные (локальные) и один глобальная антенны. Имеются усилители мощности на ЛБВ (с резервированием) для двух стволов, работающих на локальные ое ° цго о глооольноо лонпльноп айюеннор ЬЬ 73 В РО гй П оу у,р га йг рг йу рррп( Препона мрее перепал мрм елейельнрю мнпжнрю Лонер ропе Рио.
7.5. Частотный ~план спутника связи РТСБ (фа- за 11) для линий вверх и вниз антенны, и для ствола с глобальной антенной 1210а). В этом ретрансляторе сигнал от потребителя, находящегося в зоне узкого луча линии вверх ( 2,5') спутника, может ретранслироваться либо через глобальную, либо через локальную антенны. Мощность делится между двумя локальнымн антеннами. Аналогично сигналы на линии вверх, принимаемые глобальной антенной, ретранслируются по линии вниз либо через локальные, либо через глобальную антенну в зависимости от частоты сигнала на линии вверх, Таким образом, земная станция, расположенная в зоне луча локальной ни~сины (диаметром около 1800 км), может передавать сигналы на спутник в частотных стволах либо локальной, либо глобальной антенны и путем выбора частоты передавать сигналы по линии Вниз в стволах локальных или глобальной антенны. Заметим, что два ствола шириной по 50 МГц (см.
рис. 7.5) являются перекрестными В том смысле, что они переводят сигнал линии вверх, принимаемый глобальной антенной, в сигнал линии вниз, излучаемый локальной антенной, и наоборот. стволы передачи с глобальным покрытием (от 7250 до 7450 М"ц) общей полосой 200 МГц отделены от стволов приема с гло- 173 лнгпеииы с епайа иж Ьагдгммаа и прайеиинми (7.1) б м окрытием (7900 — 8100 МГц) по частоте на 450 МГц. Поэтому если бы не была обеспечена достаточная ф р фильт ация сигналов на выходах ЛБВ, то нелинейный продукт 7-го порядка (4, 3) двух сигналов на линии вверх мог бы попасть в полосу частот ствола приема глобальной антенны: 7450+3 200=8050 МГц.
О ейные продукты 3-го и 5-го порядков не могут по- антенны. пасть в ствол приема из ствола передачи глобальной н Повторное использование частот. Повторное использование частот — это передача двух отдельных сигналов в одной и той же полосе частот путем использования двух разного типа антенных лучей.
Особо важно здесь использование двух совпа- ~12 д1 дающих антенных лучей с ортогональной поляриаи с млигипапиинс и Нгмгизнранп агнии га зац ией, т. е. вертикальной Ьппгиипиииаи пегилгга и горизонтальной или правой и левой круговой поляризации . На р ис. 7.6 изображен спутник на котором используется диавол н, причем пол яр изаторы установлены перед раскрывами антенн. Представляется реальным получить развязку по поляризации порядка 30 дБ. Развязка по поляризации антенн с круговой поляризацией радиоволн зависит от эллиптичРис.
7.б. Общий вид спутника связи с повтор- поляризации (отноным использованием полос частот пр р н ве ти- ности по кальиой и горизонта ьн " альной полярнзании снгна- щения осей) волны, падалов ющей на приемную антенну земной станции и элли птичности поляризации самой приемной " антенны. Для совпадаю- их на п иемную ших элли птически поляризованных волн, падающ р н с войной поляризацией, коэффициент передачи щ мо ности антенну с двойн " ажением 11231 на ортогональный выход определяется выр (1+ г2) (1+ г2) 4г ги л (1 — и ) (1 — г2) р 1 2 и (+",)(+ 2) 174 10 ЯО 4 $ 50 цг 50 1Ы 1057 гО01 7005 1055 1057 7001 7005 Время (ппспюннное) поясное Рнс.
78. Экспериментальные измерения затухания в дожде в апреле 1973 г. (403): о — круговая полярнзацня, б — горизонтальная поляризация; — — затухание в дожде, — — — — измеренная деполярнзованная компонента 173 где г~ — отношение большой и м дающей волны, гз — отношение большой и малой осей эллипса поляризации ортогонального луча данной антенны. В выражении (7.1) знак «плюс» приводит к минимальному переходному затуханию (совпадение осей эллипсов), а знак «мннус» соответствует максимальному переходному затуханию (одноименные оси эллипсов взаимно ортогональны). На рис.
7.7 показана зависимость развязки для отношения осей эллипса падающей волны, равного 0,5 дБ. Если отношение осей эллипса поляризации антенны равно также 0,5 дБ, то минимальное переходное затухание равно г" = = 25 дБ. Дождь не только увеличивает затухание принимаемой волны, алой осей эллипса поляризации па- 40 ! ф 55' УО 75 $ ф РО а т $10 1 0 1 7 Х Ф 5 5 Ошношеное осеа ояяапса пояяраеааоа п(и- онной анвенны, иБ Рис.
7,7. Полярнзапнонная развязка антенны в зависимости от отношения осей эллипса поляризации (1231: — — макснмум; — — — — мнннмум; отношение осей поляризации прнннмаемого сигнала — 0,5 дБ как описано в гл. 6, но также вызывает деполяризацню падающей волны. Дождь может значительно уменьшить развязку между ортогонально поляризованными радиоволнами, необходимую для повторного использования частот, особенно на частотах выше 10 ГГц.
Приведенные в (408] данные измерений, иллюстрирующие это влияние, показывают влияние дождя на вертикальную и горизонтальную поляризацию радиоволн на частоте 18 ГГц на радиорелейной линии связи прямой видимости на расстоянии 2,6 км. Как можно видеть на рис. 7.8, развязка ортогонально поляризованных радиосигналов в отсутствие дождя или при слабом дожде составляет около 30 дБ как для линейной, так и для круговой поляризации радиоволн. В периоды сильного дождя развязка между полезной компонентой и деполяризованной компонентой составляла лишь 8 дБ для круговой поляризации, но около 18,5 дБ для линейной поляризации.
Поэтому представляется, что с точки зрения уменьшения деполяризации, вызванной дождем, линейная поляризация радиоволн предпочтительнее круговой. Многолучевые спутниковые антенны. Многолучевые спутниковые антенны позволяют увеличить эффективность использования мощности и ширины полосы спутниковой линии. Множество узких лучей обеспечивают более высокое усиление в направлении локализованных зон с высокой плотностью трафика и позволяют получить ббльшую емкость канала при той же мощности спутника по сравнению с антенной глобального покрытия с шириной луча !7,3'. Кроме того, при использовании многолучевой антенны (МЛА) данный частотный ствол ретранслятора может быть подключен посредством многополюсного многопозиционного СВЧ переключателя к любому из обслуживаемых географических районов Земли. Много- лучевые антенны с большим коэффициентом усиления можно использовать также для снижения стоимости земных станций в узловых пунктах сетей связи, находящихся в центрах узких лучей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
