Принципы построения спутниковых систем связи

Основной принцип создания спутниковых систем связи заключается в размещении ретрансляторов на ИСЗ. Следовательно, спутниковая система связи представляет собой РРЛ с одной промежуточной станцией, размещенной на ИСЗ. При построении спутниковых систем связи используются идеи и принципы, реализуемые в РРЛ.

По способу ретрансляции сигнала спутниковые системы делят на системы с пассивной и активной ретрансляцией.

Система, которая работает без бортовой аппаратуры, называется системой связи с пассивным спутником, или системой с пассивной ретрансляцией. В этом случае сигналы, посланные с Земли, отражаются поверхностью ИСЗ обратно без предварительного усиления. В качестве пассивных спутников могут использоваться как специальные отражатели различной формы (в виде сферических баллонов, объемных многогранников и др.), так и естественный спутник Земли – Луна. При достаточном усилении земных антенн и высокой чувствительности приемника земной станции (ЗС) этот метод радиосвязи может найти применение в системах с малой пропускной способностью. Пропускная способность подобных систем связи при современном уровне техники не превышает двух - трех телефонных сообщений.

Система радиосвязи при наличии бортовой аппаратуры называется системой с активной ретрансляцией сигнала, или системой с активным спутником. При этом энергоснабжение бортового ретранслятора осуществляется от солнечных батарей, находящихся на ИСЗ. Активная ретрансляция является основной в современных системах передачи.

Принцип осуществления системы связи с использованием искусственных спутников Земли показан на рисунке 13.4. Здесь через а и б обозначены земные станции (ЗС), между которыми устанавливается связь, а прямые и , касательные к поверхности Земли в точках а и б, являются линиями горизонта этих пунктов. Поэтому спутник ИСЗ₁, движущийся по орбите MN, может одновременно наблюдаться со станций а и б при движении его по участку орбиты и . Следовательно, электромагнитные колебания, излучаемые антенной системой ЗС в точке а в направлении ИСЗ₁, могут быть приняты бортовой радиоаппаратурой спутника и после их усиления и преобразования по частоте направлены в сторону Земли, где будут приняты антенной ЗС в точке б. Антенны ЗС всегда должны быть ориентированы на ИСЗ. Следовательно, при движущихся ИСЗ антенны должны поворачиваться, осуществляя непрерывное «слежение» за перемещением спутника в пространстве.

Рисунок 13.4 - Принцип радиосвязи через ИСЗ.

Для примера рассмотрим структурную схему дуплексной связи между двумя ЗС при активной ретрансляции сигнала (рисунок 13.5).

В данном случае передаваемый в одном направлении сигнал подводится к модулятору 9 ЗС 8, в результате чего осуществляется модуляция колебаний с несущей частотой . Эти колебания от передатчика 10 подводятся к антенне 11 и излучаются в сторону ИСЗ, где принимаются бортовой антенной 7 ретранслятора 1. Далее колебания с частотой поступают на разделительный фильтр 6, усиливаются приемником 2, преобразуются в частоту и поступают к передатчику 3 бортового ретранслятора. С выхода передатчика 3 колебания с частотой через разделительный фильтр подводятся к бортовой антенне и излучаются в сторону Земли. Эти колебания принимаются антенной 19 ЗС 15, подводятся к приемнику 20 и детектору 21, на выходе которого выделяется сигнал . Передача от ЗС 15 к ЗС 8 сигнала происходит на частоте аналогичным образом, причем на бортовом ретрансляторе осуществляется преобразование колебаний с несущей частотой в колебания с частотой .

ЗС соединяются с узлами коммутации сети связи (например, с междугородной телефонной станцией – МТС), с источниками и потребителями программ телевидения, звукового вещания с помощью наземных соединительных линий.

Очень распространенным и экономически выгодным является использование связных ИСЗ для организации телевизионного и звукового вещания.

Рисунок 13.5 - Структурная схема радиосвязи через ИСЗ 4 – второй приемник ретранслятора; 5 – второй передатчик рет­ранслятора; 12 – детектор ЗС 8; 13 – приемник ЗС 8; 14 – приемная антенна ЗС 8; 16 – передающая антенна ЗС 15; 17 – передатчик ЗС 15; 18 – модулятор ЗС 15

В зависимости от типа ЗС и назначения системы спутниковой связи различают следующие службы радиосвязи:

§ фиксированная спутниковая служба (ФСС) – служба радиосвязи между ЗС, расположенными в определенных фиксированных пунктах, при использовании одного или нескольких спутников;

§ подвижная спутниковая служба – между подвижными ЗС с участием одного или нескольких ИСЗ;

§ радиовещательная спутниковая служба (РВСС) – служба радиосвязи, в которой сигналы спутниковых ретрансляторов предназначены для непосредственного приема населением. При этом непосредственным считается как индивидуальный, так и коллективный прием на сравнительно простые и недорогие установки с абонентским качеством.

Дата добавления: 2014-01-07