49. Структурные схемы наземных и бортовых (спутниковых) ретрансляторов систем связи и телерадиовещания

П ередатчик радиорелейной или тропосферной системы связи содержит следующие крупные многокаскадные узлы (тракты):

• кварцевый автогенератор (АГ) с частотой , и тракт умножения частоты и усиления мощности, обеспечивающие в основном заданную, стабильность частоты передатчика; выходная частота тракта ;

• тракт промежуточной частоты с модулируемым по частоте автогенератором, обеспечивающий заданную девиацию частоты при заданных показателях качества модуляции;

• смеситель или преобразователь частоты, осуществляющий формирование рабочей частоты передатчика;

• тракт усиления мощности рабочей частоты, обеспечивающий получение заданной мощности передатчика. Во многих случаях при малой мощности передатчика тракт усиления не требуется.

П редставление о структурной схеме передатчика для тропосферной и наземной спутниковой станций дает рис. 2. Передатчик обладает большой мощностью, и поэтому после смесителя включается усилитель мощности СВЧ на многорезонаторном клистроне, на ЛБВ или др.

Б ортовой ретранслятор спутниковой системы связи близок по своей структуре к промежуточной станции РРЛ прямой видимости, так как в нем, как правило, также не производится выделение (детектирование) передаваемых сообщений. Передатчик ретранслятора решает две задачи: переносит сообщение с частоты приема на частоту передачи и обеспечивает необходимую мощность. Естественно, к бортовому передатчику предъявляются повышенные требования в отношении срока службы, т.е. надежности, потребляемой мощности, массы и габаритных размеров.

Различают два варианта построения ретрансляторов: с двойным преобразованием (гетеродинный) (рис. 3а) и с однократным преобразованием частоты (иногда называемый также линейным и прямого усиления) (рис. 3б).

Важным для бортового передатчика является жесткое ограничение по мощности источников питания. Примером реализации бортового ретранслятора (рис. 4) может служить передатчик спутника «Молния» («Молния-1», «Молния-2»,«Молния-3»), а также «Радуга», различающиеся числом стволов и рабочими частотами. На рис. 4 кварцевые генераторы и тракты умножения частоты Г₁ и Г₂ показаны в неразвернутом виде; КК – коммутаторы комплектов приемопередающего устройства. Отличительная особенность этого ретранслятора – наличие двух каскадов усиления на ЛБВ малой и средней мощности. Мощность ретранслятора 4...40 Вт в зависимости от модификации и характера работы.

50. Импульсная модуляция. Схемы импульсных модуляторов

Схема импульсного модулятора-автогенератора.

Г ТИ – генератор тактовых импульсов

НЭ – накопитель энергии

ПМ – подмодулятор

ИМ – импульсный модулятор

ИП – источник питания

Генератор тактовых импульсов формирует периодическую последовательность импульсов с заданной частотой повторения. Эта последовательность возбуждает подмодулятор, на выходе, которого формируется последовательность коротких импульсов с длительностью и тем же периодом повторения.

В качестве подмодулятора обычно используют ждущие мультивибраторы или блокинг-генераторы. Короткие импульсы с выхода подмодулятора далее возбуждают мощный импульсный модулятор. В сочетании с мощным автогенератором он обеспечивает требуемую мощность сигнала. Импульсный модулятор может быть выполнен по схеме мощного импульсного ключа или по схеме блокинг-генератора. Ключи могут выполняться на базе транзисторов, эл. лампах (ГМИ) или тиристорах. Блокинг-генераторы строятся на мощных импульсных транзисторах или лампах.

Р аботу импульсного модулятора можно пояснить при помощи упрощенных эквивалентных схем.

В отсутствии накопителя энергии импульсный модулятор управляет подключением источника питания к автогенератору.

При этом могут использоваться схемы последовательной и параллельной коммутации.

1 ) Во всех схемах без НЭ предъявляются довольно жесткие требования к устойчивости источника питания.

2) В таких схемах тяжело получить высокие энергетические показатели (P_вых, η)

П ри использовании НЭ можно повысить энергетические показатели в несколько раз.

Н акопитель энергии подключается к общей шине. В течении межимпульсной паузы НЭ подключен к ИП и происходит накопление энергии, например, заряд конденсаторов. При поступлении управляющего импульса НЭ переключается на АГ и отдает накопленную энергию за короткий промежуток времени. НЭ могут быть емкостного и индуктивного типа и включаться по параллельной и последовательной схеме. Основное требование, предъявляемое к нему – малое значение времени запуска или малая длительность переходного процесса. Для получения небольших мощностей можно использовать одиночные АГ. На более высоких мощностях (> 1 кВт)

Используются схемы сложения мощностей генераторов. В этом случае в состав генераторной системы должна включаться схема фазовой синхронизации.

Схема фазовой синхронизации (СФС) представляет собой активную петлю управления фазой сигналов обратной связи в каждом из отдельных автогенераторов.

Общим недостатком схемы импульсного модулятора-автогенератора является низкая стабильность рабочей частоты. Повысить стабильность можно за счет введения системы АПЧ, если это возможно.