Файл: Силяков В.А., Красюк В.Н. - Системы авиационной радиосвязи - 2004.pdf

131

Смежные частотные стволы ретранслятора разнесены по частоте на

40 МГц и между ними имеется защитный частотный интервал в 4 МГц.
Характеристики каждого из 12 разделительных фильтров 

четных

 и 

не-

четных стволов

 корректируются независимо друг от друга.

Последовательно с этими фильтрами включены основные и резерв-

ные усилители на 

ЛБВ

, фильтры гармоник и переключатели (

выходные

объединители

) для передачи сигналов на соответствующие передаю-

щие антенны. На рис. 5.10 показаны глобальные передающие антенны
ГА-3 (9-й и 11-й стволы) и ГА-4 (10-й и 12-й стволы) и локальные пере-
дающие антенны (

ЛАН

) нечетных (

1, 3, 5, 7

) и  четных (

2, 4, 6, 8

) ство-

лов ретранслятора. Для повышения надежности ретрансляторов боль-
шая часть  их блоков резервируется.

5.5.2. Земные станции спутниковых систем связи

Рассмотрим принцип работы земной станции спутниковой системы

[16]. Укрупненная структурная схема типичной земной станции спут-
никовой системы связи показана на рис. 5.12. Несущие колебания, мо-
дулированные аналоговыми или цифровыми сигналами, поступают от
абонентских модемов на земную станцию на промежуточной частоте
(

ПЧ

). Панель коммутаций обеспечивает подключение абонентского сиг-

нала к одному (любому) из нескольких преобразователей частоты (

Прч

).

При неисправности преобразователя панель коммутаций автомати-

чески подключает абонентский сигнал к резервному 

Прч

. Каждый из

преобразователей транспонирует сигнал промежуточной частоты пу-
тем однократного или двукратного преобразования в диапазон радио-
частот для последующего усиления и передачи. Перестраиваемые син-
тезаторы частоты (

СЧ

), используемые в 

Прч

, синхронизируются с

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

44 Мгц

36 Мгц

4 Мгц

Промежуток частот между верхней

и нижней полосами приема 20 МГц

20 + 12 

× 

40 Мгц  = 480 + 20 = 500 МГц

Рис. 5.11

132

Фпр

МУ

Ком

УМ

ПУ

УВЧ

Дел

Прч

Прч

СЧ

ЭЧ

Прч

Прч

Панель коммутации

по ПЧ

Панель коммутации

по ПЧ

ПЧ к канальным

модемам

От канальных

модемов

Сум

МУ

СЧ

СЧ

СЧ

ЭЧ

УВЧ

ПУ

УМ

Ком

Ком

Ком

Ком

Ком

Фпр

ДП

Рис. 5.12

133

помощью ФАПЧ с эталоном частоты (обычно цезиевым) (

ЭЧ

), а  требу-

емый номинал частоты сигнала достигается применением синхронизи-
руемого умножителя частоты [16].  Вместо рассмотренных сложных син-
тезаторов частоты часто используют местный генератор сигналов
фиксированной частоты, а необходимую перестройку реализуют на 

ПЧ

.

Фильтры промежуточной частоты в 

Прч

 включают корректоры ампли-

тудно-частотной характеристики и характеристики группового време-
ни запаздывания.

Усиление СВЧ-сигналов осуществляется в предварительном усили-

теле мощности (

ПУ

) и выходном усилителе мощности (

УМ

), которые

обычно реализуются на ЛБВ и имеют широкую полосу пропускания.

Выходная мощность УМ должна устанавливаться с высокой точнос-

тью (0,5 дБ и менее) в широком интервале мощностей (100 Вт...1кВт и
более) с тем, чтобы только выделенная данной станции доля выходной
мощности спутникового ретранслятора была фактически использована
для передачи ее сигналов [16].  Далее выходной сигнал в полосе частот
передачи подвергается фильтрации, чтобы уменьшить уровень  пара-
зитных компонент преобразования на выходе смесителя в полосе час-
тот для исключения перегрузки усилителей приемного тракта ЗС. За-
тем передаваемый сигнал подводится к развязывающему дуплексеру (

ДП

)

и излучается (с соответствующей поляризацией) антенной.

На входе приемника ЗС мощность сигнала определяется эффектив-

ной излучаемой мощностью спутникового ретранслятора, которая ос-
лабляется потерями в пространстве примерно на 200 дБ [16]. Поэтому
должна обеспечиваться очень большая развязка между трактом переда-
чи и трактом приема ЗС дуплексером (ДП) и фильтрами трактов при-
ема (

Фпр

) и передачи (

Фпд

).

Принимаемые антенной сигналы проходят через дуплексер, фильтр

тракта приема (

Фпр

), усиливаются широкополосным малошумящим

усилителем  (параметрическим или усилителем на туннельном диоде)
(

МУ

) и  предварительным усилителем (

Увч

). Выходные СВЧ-сигналы

усилителей поступают на делитель мощности (

Дел

), который распре-

деляет сигналы на ряд преобразователей. Преобразователи частоты
преобразуют СВЧ-сигналы в сигналы промежуточной частоты. Исполь-
зование одинаковых промежуточных частот  в трактах передачи и при-
ема позволяет использовать одинаковые частоты в модемах потреби-
телей. Синтезатор опорных частот в понижающем преобразователе

134

имеет шаг перестройки частоты 1 кГц. Синтезатор синхронизируют с
помощью ФАПЧ с тем же генератором сигналов стандартной частоты,
который имеется в повышающем преобразователе и используется толь-
ко в данной станции.

5. 6. Многостанционный доступ  в системах

спутниковой связи

Спутниковые ретрансляторы и аппаратура наземных абонентов реа-

лизуют возможность совместной работы большого числа корреспонден-
тов с заданным качеством связи за счет использования частотно-вре-
менных и энергетических ресурсов ССС и многостанционного доступа.
Задачей многостанционного доступа является организация эффектив-
ного использования ресурсов ретранслятора и их распределения между
потребителями с учетом объемов информационных потоков. На прак-
тике получили применение следующие методы многостанционного до-
ступа: постоянное закрепление каналов за абонентом, свободный (про-
извольный) доступ, предоставление каналов по требованию.

Постоянное закрепление каналов за абонентом целесообразно при

постоянстве и стабильности информационных потоков в каналах.

Свободный доступ организуется путем посылки сообщений в произ-

вольные моменты времени, однако при наложении посылок во времени
необходимо повторять передачу.

При предоставлении каналов по требованию ресурсы ретранслятора

распределяются между абонентами в соответствии с их запросами. Этот
способ реализует динамическое управление ресурсами и их эффектив-
ное использование.

Многостанционный доступ осуществляется на основе частотного, вре-

менного, пространственного и поляризационного разделения сигналов
каналов, предоставленных отдельным пользователям  ССС [3, 4, 16]. Раз-
личают многостанционный доступ с частотным разделением (МДЧР) и с
временным разделением (МДВР). Методы пространственной и поляри-
зационной селекции реализуются в системах МДЧР и МДВР в виде их
составной части.

5.6.1. Многостанционный доступ с частотным разделением

Метод частотного разделения каналов, используемый в радиорелей-

ных линиях связи, применен в ССС без существенных изменений [3, 4].
При МДЧР полоса частот, выделяемая ИСЗ, разделяется на ряд состав-

135

ных частотных полос, в пределах каждой из которых назначается своя
несущая. Различают МДЧР с одним каналом на несущую (ОКН) и МДЧР
с множеством каналов на несущую (МКН). В последнем случае исполь-
зуется частотное уплотнение каналов.

В простейшем варианте многостанционного доступа  каждый из

сигналов от одной и той же или от нескольких ЗС передается на своей
несущей частоте по отдельному, не перекрывающемуся с другими час-
тотному каналу. Пример распределения каналов в пределах полосы ча-
стот 36 МГц ствола ретранслятора одной из ССС – "Интелсат-IV" [16]
показан на рис. 5.13.

В ССС реализован метод предоставления каналов по требованию с

использованием МДЧР с распределением каналов, показанных на ри-
сунке. Частота пилот-сигнала (

ПС

) по ПЧ составляет 70 МГц, на линии

вверх – 6,320 ГГц, на линии вниз – 4,095 ГГц [12 ].

В стволе ИСЗ расположены 800 симплексных телефонных каналов

шириной 45 кГц и общий канал сигнализации (

ОКС

) шириной 160 кГц,

по которому передаются требования на занятие частотных каналов и
подтверждение о временном закреплении этих каналов за абонентами.
При каждом требовании или завершении разговора абонентом ЗС кана-
лы присваиваются или освобождаются аппаратурой предоставления
каналов по требованию, использующей общий канал сигнализации.

45

45

45

45

160 кГц

ОКС

67,5

67,5

22,5

18 Мгц

18 Мгц

18,045 Мгц

1

N

2

399 400

ПС

1

400

f

Номер канала

2

Рис. 5.13