Орлов А.Г., Севастьянов Н.Н. Бортовой ретрансляционный комплекс (БРК) спутника связи. Принципы работы, построение, параметры (2014) (1152061), страница 4
Текст из файла (страница 4)
К их числу относится создание КА с многолучевыми БРК в Кадиапазоне с повышенной пропускной способностью (проекты «Ямал-500»,«Ямал-600»). Принципы промышленной реализации проекта «Ямал-600»также приведены в настоящей работе.13ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯРОССИЙСКИХ КА СВЯЗИ И ВЕЩАНИЯСоздание первых промышленных образцов КА связи и вещания относится к1965–1975 гг.
Именно в этот период две ведущие космические державы – СССР иСША – продемонстрировали свои технические возможности в данной области.В США в июле 1965 г. на ГСО был запущен спутник связи «Intelsat», открывший серию этих спутников для международной коммерческой системыспутниковой связи «Intelsat» (International Telecommunications Satellite), соглашение о создании которой было подписано 20.08.1964 г. 14 зарубежными странами. Усовершенствованные спутники «Intelsat» продолжают производиться,запускаться и эксплуатироваться до настоящего времени.В апреле 1965 г.
в СССР был запущен на ВЭО спутник связи «Молния-1».Этот спутник был разработан КБ, руководимым нашим выдающимся главнымконструктором космических комплексов С.П. Королевым, и далее в 1967 г. документация и задел были переданы для дальнейшего производства и совершенствования в красноярское КБ, руководимое также видным советским главнымконструктором космической техники М.Ф.
Решетнёвым.После успешной демонстрации на указанных спутниках возможностей передачи на дальние расстояния телевидения, многоканальной телефонной и телекодовой связи началось интенсивное развитие КА связи в коммерческих целях.Особенно актуальной дальняя космическая связь с использованием КА являлась для СССР с учетом его географии, труднодоступности некоторых регионов имногообразия часовых поясов. Поэтому для обеспечения дальней радиосвязив интересах народного хозяйства и обороноспособности страны в СССР вскоребыли созданы и эксплуатировались спутники связи и вещания в С-диапазоне«Молния-2» и «Молния-3».В 1975 г. в СССР был осуществлен запуск на ГСО более перспективного длянародно-хозяйственного использования спутник связи «Радуга», в декабре1978 г.
состоялся запуск на ГСО спутников связи серии «Горизонт». Последнийзапуск такого спутника был произведен в июне 2000 г. Спутники серии «Горизонт» (всего было осуществлено 33 запуска) долгое время составляли основуспутниковой группировки СССР и России для осуществления связи гражданского назначения и, безусловно, способствовали появлению коммерческой деятельности в области космической связи.
Следует отметить, что БРК вышеупомянутых российских КА создавались научно-техническими и производственными коллективами российских предприятий – МНИИРС, РНИИКП, НИИРМинсвязи – на базе отечественных радиоэлектронных компонентов.14В табл. 1 приведен ряд важнейших характеристик созданных в тот периодотечественных спутников связи и их БРК.Таблица 1Важнейшие характеристики отечественных спутников связи и их БРКПараметры,Тип ИСЗхарактеристики«Молния-1» «Молния-2» «Молния-3»«Радуга»«Горизонт»Дата первого запуска04.1965 г.11.1971 г.11.1974 г.12.1975 г.12.1978 г.РазработчикОКБ-1ОАО «ИСС» ОАО «ИСС» ОАО «ИСС» ОАО «ИСС»Мощность солнечных1 1301 1301 1301 7001 280батарей КА, ВтДиапазон частот БРК,С – 6/40,8/1С – 6/4С– 6/4С – 6/4ГГцKu – 14/11Число активных стволов6–вС1233(транспондеров) БРК1 – в KuВыходная мощность УМтранспондера, Вт404040,8015,80С – 5×10,51×65Ku – 1×1512333САС на орбите, летЭИИМ транспондера,дБВтДобротность, дВ/К26,829,530,63528,6–28,4––23,4–Антенная система БРК(Тип, ДН)Зеркальная22°Рупорная21,5°Рупорная21,5°–23Рупорная9°18°21°Зеркальная4°Рупорная6°12°Зеркальная9°5°Для сравнения динамик развития характеристик КА связи США и СССРв табл.
2 приведены параметры ряда спутников Intelsat примерно того же периода, которые разрабатывались в основном американскими фирмами и являлись,как указывалось ранее, основной спутниковой группировкой международногоконцерна Intelsat.Сравнение табл. 1 и 2 показывает некоторые особенности и отличияв подходах к построению БРК КА связи в США и СССР на начальных этапахразвития.В СССР была принята концепция создания БРК с повышенной мощностьюизлучения, почти на порядок превышающей приводимые американские аналоги. Это имело важное практическое значение, так как позволило в СССР в короткие сроки и с меньшими затратами развернуть наземные сети.
Мировым лидером по параметру ЭИИМ в то время был советский ИСЗ «Молния-3» с мощностью стволов РТР БРК 40 и 80 Вт (Intelsat-5А на тот период имел мощностьтранспондера порядка 6 Вт). На базе мощного БРК КА «Молния-3» была развернута национальная система спутниковой связи «Орбита» на основе наземных станций с антеннами диаметра 12 м (в сопоставимое время земные станции15системы Intelsat имели антенны диаметром 26–30 м, т.е. были более сложнымии дорогими в изготовлении и эксплуатации). Кроме того, на базе КА «Молния-3»были решены важные специальные государственные задачи:– «горячая» линия прямой правительственной связи Вашингтон – Москва;– линии связи Минобороны с подвижными малогабаритными терминалами.СССР также лидировал в вопросах создания систем трехосной системы стабилизации КА связи на СТО, что позволяло использовать более эффективныеантенные системы в БРК.Таблица 2Параметры спутников IntelsatПараметры,характеристикиДата первого запускаМощность солнечныхбатарей КА, ВтIntelsat 104.1965 г.Данные по ИСЗ IntelsatIntelsat 4Intelsat 510.1971 г.12.1980 г.Intelsat 610.1989 г.4546012502250Вид стабилизации КАСпиноваяСпиноваяс обратнымвращением АФУТрехоснаяТрехоснаяДиапазон частот связиБРКС – 6/4С – 6/4Число активных стволов(транспондеров) БРК212С – 6/4Ku – 14/113721 – С6 – KuС – 6/4Ku – 14/114838 – С10 – KuВыходная мощность УМтранспондера, Вт4,568,5;108,5; 101,5771011,522; 33,729; 4131; 44––18,6–2; +13600180Рупорная170170Зеркальная4,50–8,6Рупорная,зеркальнаяперенацеливаемая,зеркальнаяконтурнаяСАС на орбите, летМощность излучениятранспондера БРК, дБВтДобротность дВ/КАнтенная система БРКРупорная,зеркальнаяперенацеливаемаяК сожалению, уже с введением в эксплуатацию российского ИСЗ «Горизонт»наметилось (как видно из табл.
1 и 2) наше явное отставание по ряду ключевыхдля коммерческого использования параметров КА связи и его БРК, таких как количество активных транспондеров, надежность, ресурс на САС, к.п.д. Как следствие этого ряд важных для коммерческого КА характеристик – как совокупныйчастотно-энергетический ресурс, его пропускная способность, а также окупаемость затрат на введение в эксплуатацию – стали существенно уступать зарубежными аналогам.
К тому же в 1990-е гг. в России наблюдался общепромышленныйкризис, резко затормозивший работы по космической связи…16Выход из создавшейся «тупиковой» ситуации в области создания отечественных КА связи для коммерческого использования и его полезной нагрузкиБРК был предложен и реализован командой отечественных специалистов, созданной в ОАО «Газком» (ныне ОАО «Газпром космические системы») в рамках проектов «Ямал-100», «Ямал-200», «Ямал-300».
Подробно эти работыОАО «Газпром космические системы» рассмотрены в главе 9.Упомянутые проекты ОАО «Газпром космические системы», кроме непосредственного вклада в информатизацию страны, существенно повлияли наформирование новых подходов к построению ныне действующей и перспективной государственной группировки на базе спутников связи «Экспресс». Поколение этих ИСЗ соответствует мировому уровню, но, к сожалению, в частиБРК, как следует из [30], государственный оператор ГПКС, отвечающий за этугруппировку, ориентируется на зарубежного производителя. Разработка и запуск на орбиту серии космических аппаратов нового поколения «Ямал» в период 1997–2003 гг. создали условия для последующих разработок связных спутников в других российских предприятиях космической отрасли (ГКНПЦ имени М.В. Хруничева – спутники серии «Казсат» – и ОАО «Информационныеспутниковые системы» им.
академика М.Ф. Решетнёва (ОАО «ИСС») – «Экспресс-1000»). Несмотря на то что дорога к достижению паритета в техническиххарактеристиках отечественных спутников связи с западными оказалась не такой простой и быстрой, как казалась в начале пути, сам факт движения в этомнаправлении вселяет надежду.17ГЛАВА 1.ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПОСТРОЕНИЯ БРК1.1. ВведениеБортовой ретрансляционный комплекс КА связи является важнейшей составной подсистемой КА связи и, по существу, является полезной нагрузкой,определяющей его функциональное назначение.
Для обеспечения функционирования БРК выделяется основная часть главных ресурсов КА – энергопитания,массы, габаритов. В современных КА связи надежность и ресурс БРК определяют срок службы КА. Из функциональных характеристик БРК вытекают в конечном итоге требования к таким подсистемам КА, как подсистемы ориентации, коррекции орбиты, электропитания, терморегулирования, команднотелеметрической.В КА связи коммерческого назначения построение БРК и его функциональные характеристики определяют в конечном итоге экономическую эффективность спутника.В настоящее время спутниковая связь вошла во все сферы мирового информационного пространства и широко используется в военной, подвижной, персональной, фиксированной связи, обеспечивая потребности современной мировой цивилизации во всех видах цифровой связи – телевидении, телефонии, передачи данных, Интернет, мультимедиа.В зависимости от назначения, структуры и построения БРК КА связи отличаются большим разнообразием.
Кроме того, на принципы построения БРК оказали значительное влияние последние достижения в области радиоэлектроники,особенно в таких направлениях, как создание новых полупроводниковых иэлектронных приборов, успехи в области СВЧ микроэлектроники, технике активных антенных решеток и многолучевых антенн, создание и реализация специальных подходов к вопросам обеспечения высокой надежности и ресурса вусловиях длительного функционирования на орбите.Далее из всего многообразия БРК КА связи будет рассмотрен один достаточно широкий класс БРК со сквозной передачей (ретрансляцией) сигналов.Этот класс БРК широко используется в КА связи коммерческого назначения вмеждународных системах связи, таких как Intelsat, Eutelsat, Arabsat, Panamsat идругие, а также региональных системах связи – отечественных – Ямал, ГПКС,национальных системах США, Японии, Китая, Индии и других стран.1.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
