Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь (1979) (1152062), страница 28
Текст из файла (страница 28)
В !4о этой точке максимальное изменение расстояния составляет 111,3 км, что соответствует 371 мкс в пересчете на групповое время запаздывания. Эксцентриситет е экваториальной эллиптической орбиты вызывает изменение расстояния между спутником и наблюдателем, находящимся на экваторе, на величину .+е('уз+се) с в(42 164 км). во ео ь »" бо н ьо ь Рис. б.!д. Диапазоны изменений скорости аАь м/с, н расстояния А», км, в (6.6) 14261.
Угол наклонения равен 1'. Дла южнык широт следует брать аналогичную величину, но с отрицательным знаком, а прн изменении угла наклоненяя — умножать на величину угла наклонении ) !в градусаз) го го ао бо во отяасатеяьяая долгота земной станции Гооанасть по допьете мел у сп иэс) Роль этого изменения группового времени запаздывания исследована в гл. 10, где рассматриваются тактовая синхронизация, буферные накопители и системы единого времени, используемые при многостанционном доступе с временнйм разделением (МДВР). Наклонные эллиптические орбиты, например орбиты советского спутника «Молния», могут обеспечить покрытие района до более высокой широты при большем угле места антенны земной станции.
Орбиту можно рассчитать так, чтобы спутник находился над данным районом относительно ббльшую часть своего пеРиода обращения, и тем самым уменьшить проблему перехода с одного спутника на другой. Орбита спутника «Молния» имеет наклонение 65', высоту в апогее — около 40000 км, высоту в пеРигее — около 500 км, субсинхронный период обращения 12 ч. 6.3.
спутник Сп тн утниковые антенны для покрытия всей видимой поверхности Земл ли с геостационарной орбиты имеют ширину диаграммы направленн Р енности 17,3 . Спутник находится в поле зрения земных о станций, ц Расположенных на экваторе, до ч-81 по долготе отноо сительно по земных стан подспутниковой точки. Точно так же спутник видим с ложены точно танции, смещенных до -+81' по широте, если они распоточки. Типичн чно в' направлении на север или юг от подспутниковой ичные зоны покрытия при различных углах места по- 14! казаны на рис. 6.15 и 6.16.
Если угловое расстояние между спутниками сделать меньше 120', то на экваторе можно использовать ббльшие углы места и обеспечить покрытие более высоких широт. а ао' Рис. о.!о. Зоны покрытия стационарного спутника при различных углах места На рис. 6.17 представлен фотоснимок Земли с высоты синхронк1ой орбиты, сделанный синхронным метеорологическим спутником НАСА. Полезная номограмма, связывающая угол места земной стантгии с ее широтой н относительной долготой (рис. 6.18), была разработана в 1428]. Здесь широта земной станции может быть северной или южной, а долгота — восточной или западной относительно подспутниковой точки. На рис.
6.18 азимутальный угол Л равен 0' вдоль вертикальной оси н 90' — вдоль горизонтальной оси. Угол места спутника равен 0' на широте 81' для относительной долготы 0'. Расстояние до спутника (рис. 6.19) изменяется от 35786 км при угле места 90' до 37412 км при угле места 45' и 41679 км при угле места 0' [5051. Потери на трассе в зависимо- 142 о о о о о д с.
о о о 3 ю о о ф Ъааь' аъ ъъ а с 143 о Ос с ц с Й ссс с." » Ж д~ 1 а од с. о оы а о с" Ф о О о а с о г. о о о д ~сО. г. О О со сти от угла места легко вычислить 1см. (17.3)]. Расстояние (на- клонная дальность) до спутника определяется по формуле' ПО йоп ы и ап дп юга тп о го го до ап до пп го оо по оагаогаагграаоо даргова зоп,град Рис. б.!7.
Вид на Землю со стационарного метеорологического спутника. Г!одспутниковая точка находится несколько западнее Южной Америки Рис. 6.18, Углы видимости стационарных спутников [428): Л вЂ” ааимутальнма угол; Š— угол места ' Иногда удобнее пользоваться формулой, выражаююей наклонную дальность г через угол места антенны земной станции Е: о 'з х 1 пз г = (а+ гз ) 1 — ~ соз Е) ~ — гз з1п Е = 42164 11— "+ гз — (О, 151266 соз Е)а) Нз — 6378 здп Е. (Прил. рад.) 144 г = ((Ь+гз)2+ "аз 2гз(Ь+ "3) сов 0)нз (6.6) где гз =6378 км — радиус Земли; 6=35786 км — высота спутника; гз +8=42 164 км. Антенны с ббльшим усилением и меньшей шириной луча, чем требуется для глобального покрытия, обеспечивают большую эффективно излучаемую спутником мощность (ЭИМ) при той же мощности бортового передатчика и применяются для покрытия ограниченных зон. Такие узкие лучи особенно пригодны для организации магистральной связи, где существует большая нагрузка между главными узлами.
На рис. 6.20 показана типичная диаграмма покрытия для трех узких лучей одной многолучевой антенны 1120'1, Остронаправленные антенны с ограниченными зонами покрытия имеют по крайней мере два потенциальных преимущества перед антенной глобального покрытия: они дают большую ЭИМ спутника и могут обеспечить пространственное разделение одной спутниковой сети связи от другой. Пространственно ога ааааа зго о ео го го уа уо оо го ва угол места г,град о) цвлшр 3вггли и Рва, б.!9.
Соотношения между наклонной дальностью г, центральным углом О, углом надира а и углом места для стационарного спутника и земной станции [5051: а — заиисимость величин г, О и и от угла места Е; б — геометрическая схема взаимного положения Сп и ЗС относительно центра Земли; радиус земли г 3 =6378 км; высота спутника а=35 786 км; радиус орбиты г +8=42164 км 3 Риа. б.хб, .Уб Изменение уровня сигтрехл нала, дБ, в зонах покрытия для мальной ши Р ученой антенны при мини- ширине луча по уровню 3 дБ около 3'(1201 145 е гоша мо оа ладо разделенные линии могут использовать общие полосы частот при условии, что боковые лепестки диаграммы направленности антенны, усиление которых можно сделать на 20 — ЗО дБ ниже максимального усиления основного лепестка, не создадут чрезмерных помех земным станциям вне основного луча.
во к. вам ее га оо и уо да ' го$ ми о Спутниково(е ретрансляторы и полосы частот' . Ширина полосы частот, которая может быть выделена для отдельноп спутника связи, ограничена 500 МГц в иоммерческом диапазоне частот с (5,925 — 6,425 ГГц — линия вверх и 3,7 — 4,2 ГГц — линия вниз) и 500 МГц ь военном диапазоне Х (7,9 — 8,4 ГГц — линия вверх и 7,25 — 7,75 ГГц — линка вниз). Более широкие полосы частот потенциально доступны в диапазоне К в еще более высокочастотных участках диапазона миллиметровых волн.
В табе. 6.1 перечислены основные полосы частот диапазона СВЧ, выделенные спутни. ковым службам связи. Кроме того, в диапазоне УВЧ выделена более узкая пс лоса для спутниковой связи (225 †4 МГц). Таблица 6.. Основные полосы радиочастот для спутниковой связи ' Пр (линия вверя! Перелача (линия вниз) Полоса частот Ширина полосы 6 и 4 ГГц 500 МГц 5,925 — 6,426 ГГц 3,7 — 4,2 ГГц 14 и 12 ГГц от 250 МГц до 500 МГц Национальные системы 11,7 — 12,2 ГГц Международные системы 10,95 — 11,2 ГГц 11,45 — 11,7 ГГц 14,0 — 14,5 ГГг 29 и 19 ГГц ~ от 2,5 ГГц ~ до 3,5 ГГц 2500 — 2535 МГц 2,5 ГГц вещание 35 МГц 1,5 ГГц 15 МГц 1543,5 — 1558,5 МГц 1645 — 1660 МГц воздушная подвижная служба 500 МГц 7,250 — 7,750 ГГц 7,90 — 8,40 ГГц (50 МГц исклю.
чительно) 7и 8ГГц военные системы 1535 — 1542,5 МГц 1,5 ГГц 7,5 МГц морская и подвижная службы 1635 — 1644 ГГц !46 Федеральная комиссия связи и Министерство обороны США использую" следующие буквенные обозначения частотных диапазонов; й 1 — 2ГГц, Ка 12,5 18 ГГц, 5 2 — 4ГГц, К 18 — 26,5 ГГц, С 4 — 8ГГц, Ка 26,5 40 ГГц, Х 8 — 12,5 ГГц, и др. Международные нормы и рекомендации по использованию радиочастот длт спутниковой связи приведены в таблице Регламента радиосвязи и примечаниях к ией. (Прим. ред.) Ограниченное повторное использование частот возможно прн передаче радиосигналов с ортогональными поляризациями.
Например, в одних и тех же полосах частот можно передавать радиосигналы с правой и левой круговой поляризацией. Достижима развязка по поляризации по крайней мере 20 — 30 дБ. При такой развязке уровни взаимных помех между радиоканалами с двумя ортогональными поляризациями относительно малы н вполне допустимы для многих цифрову(х методов модуляции. Однако при прохождении волн через атмосферу и ионосферу может возникать деполярнзация, уменьшающая развязку (см. гл, 7). На рис. 6.21 представлены структурная схема типичного спутникового ретранслятора с частотным разделением стволов и двумя лучами на линии вниз, Дна ортогонально поляризованных ра- утис. 6.2П Структурная с)тема многоствольного многолучевого спутникового ретранслятора с двукратным использованием у)плесы частот.
На ливии,вявз используытсп ортогояальвые правая кРуговая поляризация (пкп) и левов круговая полярмзация (ЛКП): По — приемиия; чр — разделпиие по частоте; чу — уплотиеияе по ч аототе диоснгнала в полосе частот ~, поступают на резервированные приемники. Сигналы шести различных частотных стволов в этой полосе частот линии вверх разделяются посредством частотно- избирательных фильтров в каждом из входных устройств частотного Разделения, транспонируются в соответствующую выходную "олосу частот и затем подаются на различные усилители на ЛБВ. гналы с выходов разлнчнуых ЛБВ, в свою очередь, объединя- 147 ются в выходных устройствах частотного объединения и подаются на передающие узконаправленные антенны линии вниз в полосе частот 1 .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
