Файл: БТВА (окончательная редакция) для печати.docx

на 37 частотном канале (f_0из = 599,25 МГц) диаметр антенны должен быть

D = 60 метров. Поэтому для целей спутникового телевещания используются сантиметровый (10 см …1 см) и миллиметровый (10 мм …1 мм) диапазоны волн. Эти диапазоны волн соответствуют частотам (3…30) ГГц

и (30…300) ГГц.

Вследствие значительной общности схемных и конструктивных решений,

а также элементной базы в отечественной и зарубежной литературе принято объединять эти два диапазона, а также дециметровый диапазон

(100 см …10 см), которому соответствуют частоты (300 … 3000) МГц, под термином СВЧ, или «микроволновый» диапазон.

Территория России разбита на пять вещательных зон, каждая из которых охватывает территорию двух часовых поясов. Международными службами предусмотрено пять позиций (точек стояния) ИСЗ на орбите ТВ-вещания. При этом вся Россия оказывается охваченной спутниковым вещанием.

Диапазоны частот для ТВ-вещания.

На участке ИСЗ – Земля для ФСС выделены следующие полосы частот (ГГц):

2,5 – 2,69; 3,4 – 4,2; 4,5 – 4,8; 10,7 – 11,7; 12,5 – 12,75.

Для РВСС отведены полосы частот (ГГц):

0,62 – 0,79; 11,7 – 12,5.

В перечисленных выше частотных диапазонах ТВ-вещание сосуществует с другими радиослужбами. Для целей только ТВ-вещания выделены диапазоны частот:

37,5 – 42,5 ГГц и 81 -86 ГГц.

Для передачи сигналов ТВ-вещания с Земли на ИСЗ выделены другие полосы частот (ГГц):

5,7 – 6,4; 14,0 – 14,5; 17,3 – 81,1.

Диапазон частот в спутниковой связи записывают дробью, где в числителе указывается частота сигнала, излучаемая с ИСЗ, а в знаменателе – наземной станции в радиолинии Земля – ИСЗ. При этом частота излучения со спутника выбирается ниже частоты, излучаемой с Земли на ИСЗ. Это объясняется тем, что при излучении с Земли в сторону ИСЗ сигнал имеет большее затухание, чем при передаче сигнала в обратном направлении (чем выше частота, тем больше затухание сигнала). Большее затухание на трассе Земля – ИСЗ легко компенсируется увеличением мощности радиопередающего устройства наземной станции.

Спутниковые системы РВСС работают в диапазоне 11,7 – 12,5 ГГц. В этом диапазоне 800 МГц расположено 40 каналов и оставлены защитные поля на нижнем и верхнем концах диапазона, обеспечивающие надёжную защиту для служб, использующих смежные диапазоны (рис.9.2).

Рис.9.2. Распределение каналов спутникового ТВ-вещания в диапазоне

11,7 – 12,5 ГГц

Ширина полосы частот, отводимая для каждого канала, составляет 27 МГц, разнос между центральными (средними) частотами равен 19,18 МГц. Каналы нумеруются с 1-го по 40-й. Средняя частота первого канала f_СР.1 = 11727,48 МГц, средняя частота сорокового канала f_СР.40 = 12475,5 МГц. Значение любого из сорока каналов можно определить из выражения

F_N = 11727, 48 +19, 18·N (МГц), где N = 0 …. 40

Для повышения помехозащищённости каналов ТВ-вещания предусмотрено использование прямой и обратной круговой поляризации, обеспечивающей снижение взаимных помех на 10 – 20 дБ. Нечётные каналы имеют прямую (правостороннюю) поляризацию, чётные – обратную (левостороннюю) поляризацию. Прямая поляризация соответствует вращению вектора Е по часовой стрелке, если смотреть с ИСЗ на Землю. Обратная поляризация – против часовой стрелки. Однако в целях ослабления помех соседние каналы на одном спутнике обычно не задействуют.

9.2. Основные функции спутников-ретрансляторов телевизионного

вещания.

Спутники на геостационарной орбите обеспечивают приём информации со станций, находящихся на Земле, и передачу ее абонентам – при­ёмным

устройствам. В этой системе они играют роль станции повторения (ретранслятора). Такие спутники выполняют следую­щие основные функции:

• принимают сигналы (в отведённом диапазоне частот), пере­даваемые со станции на Земле в направлении спутника;

• усиливают принятые сигналы;

• преобразовывают частоту принятых сигналов в частоту сигна­лов,

предназначенных для передачи в направлении “Спутник – Земля”;

• ретранслируют преобразованные и усиленные сигналы многочисленным наземным приемным устройствам только на отведённую территорию.

Антенны спутника-ретранслятора.

В отличие от наземных станций, имеющих в своем составе одну антенну,

на борту современных спутников устанавливают несколько приёмных и передающих антенн. Антенны спутника-ретранслятора должны иметь:

• высокий коэффициент усиления, что позволяет созда­вать на

обслуживаемой земной территории необходимую для каче­ственного

приёма плотность потока мощности.

• острую диаграмму направленности и низкий уровень боковых лепестков, в результате чего уменьшаются вза­имные помехи между соседними

спутниками и другими системами связи.

Для реализации требуемых свойств на спутнике устанавливает­ся несколько параболических антенн больших размеров. Данные дистанционных измерений параметров ретранслятора, а также данные контроля и управления передаются либо через специальные рупорные, либо через большие параболические антенны.

Во время запуска и вывода спутника на орбиту для передачи ко­манд

управления и контроля применяется штыревая всенаправленная антенна, так как другие антенны в этот момент находятся в нераскрытом состоянии.

Антенны современных спутников устанавливаются на индивидуальные поворотные устройства, что дает возможность по команде с Земли поворачивать каждую антенну независимо друг от друга на некоторый угол. Так, в российском спутнике «ГАЛС - 16Р» каж­дая из трёх антенн может индивидуально

поворачиваться на угол в пределах ± 8°. Кроме этого, имеются две антенны, установленные на общую платформу, которые вместе можно повернуть

на такой же угол. Такая конструкция позволяет обслуживать поочерёдно большие территории, расположенные в разных временных поясах, что для России очень важно.

Приёмно-передающий блок спутника-ретранслятора

Приёмно-передающий блок спутника вместе с антеннами пред­ставляет собой спутниковый ретранслятор (транспондер). Это главная часть передающей

системы. Для того чтобы создать зону обслуживания, которая наилучшим образом соответствова­ла бы конфигурации обслуживаемой территории, большинство спутников имеют несколько ретрансляторов и антенн с узкими диа­граммами направленности.

Ретрансляторы в спутниковых системах связи обычно выполня­ются в виде отдельных частотных «стволов». Каждый «ствол» содержит тракт обработки сигнала и усилитель с ограниченной пиковой мощностью. Упрощённая структурная схема одного ствола (луча) типового ретранслятора приведена на рис.9.3. Здесь показаны са­мые важные, имеющие принципиальное значение, узлы.

Рис.9.3. Упрощённая структурная схема одноствольного ретранслятора:

1-приёмная антенна; 2-входное малошумящее устройство; 3-усилитель;

4-смеситель; 5-гетеродин; 6-усилитель мощности; 7-волноводный тракт;

8-передающая антенна.

В рассматриваемой схеме осуществляется только одно преоб­разование

частоты сигналов приёма в частоту сигналов передачи. В некоторых ретрансляторах используется двойное преобразова­ние частоты. Принимаемые СВЧ-сигналы преобразуются в сигналы про­межуточной частоты и обрабаты­ваются: усиливаются, ограничиваются, фильтруются, а затем пе­редаются на Землю абонентам (приёмным устройствам). Но в современных спутниках, например, «ГАЛС - 16Р», используется только одно преобразование.