Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «УГТУ – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК АЗИМУТАЛЬНО - УГЛОМЕСТНЫХ ОПОРНО-ПОВОРОТНЫХ УСТРОЙСТВ

Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Системы спутниковой связи» для студентов всех форм обучения специальности 210402 – Средства связи с подвижными объектами

Печатается по решению редакционно-издательского совета

ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ» от 2008 года

Екатеринбург 2008

УДК 621.396.94

Составители С.Н. Дмитриев, А.Д. Ухов

Научный редактор проф., канд.техн.наук Д.В. Астрецов

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК АЗИМУТАЛЬНО-УГЛОМЕСТНЫХ ОПОРНО-ПОВОРОТНЫХ УСТРОЙСТВ: Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Системы спутниковой связи» для студентов всех форм обучения специальности 210402 – Средства связи с подвижными объектами / С.Н. Дмитриев, А.Д. Ухов. Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ», 2008 – 25 с.

Методические указания являются руководством к выполнению лабораторной работы и состоят из краткой теоретической части, рассчетного задания, описания лабораторной работы и задания на лабораторные исследования. Лабораторная работа посвящена изучению особенностей сопровождения ИСЗ наземными станциями сопряжения в системах спутниковой связи с целью формулирования требований к характеристикам опорно-поворотных устройств.

Библиогр.: 4 назв. Рис. 6.

УДК 621.396.94

Подготовлено кафедрой «Радиоэлектронные и телекоммуникационные системы»

© ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ», 2008.

Содержание предисловие ……………………………………………...………… 4

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ ………………………………………………...………... 5

2. ВВЕДЕНИЕ ..…………………………………….…………..…………... 5

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ …………………………………. 6

   1. Кинематические схемы опорно-поворотных устройств ….….… 6

   2. Расчетные соотношения для анализа азимутально-угломестных

опорно-поворотных устройств ……………………...……….…... 9

3. Перерывы в связи и стратегия прохождения особых точек ...… 14

1. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ …………………………… 17

1. . Программное обеспечение ………..…………………………….. 17

2. . Руководство пользователя ………...…………………...…..….… 20

5. РАССЧЕТНОЕ ЗАДАНИЕ ……………………………………… …….. 21

6. ЗАДАНИЕ НА ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ………….....… 21

   1. Задание 1. Исследование характеристик движения ИСЗ ...….…. 21

   2. Задание 2. Исследование влияния ограничения угловой скорости антенны на снижения уровня сигнала ………………….…….…. 22

   3. Задание 3. Нахождение максимальной угловой скорости антенны

при допустимом снижении уровня сигнала ………………..…….22

7. ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ …………………………………………….. 23

8. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ …………………………………………... 23

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК …………… ……………………. 24

Предисловие

Лабораторные работы по дисциплине «Системы спутниковой связи» выполняются студентами в компьютерном классе кафедры радиоэлектронных и телекоммуникационных систем.

Методические указания содержат краткое напоминаний теоретических положений изучаемого раздела дисциплины, задание по домашней подготовке и рабочее задание. Приведены также контрольные вопросы, которые дают возможность проверить степень подготовки к работе, и могут быть использованы студентами для самоконтроля.

Подготовка к лабораторной работе осуществляется путем индивидуальной работы, рассчитанной на два часа. При подготовке к работе следует:

1. Ознакомиться с описанием работы и рекомендуемой литературой.

2. Выполнить рассчетное задание.

3. Продумать ответы на контрольные вопросы.

4. Продумать методику выполнения экспериментальной части.

Правила выполнения работы следующие:

1. Студент допускается к работе после представления результатов домашней подготовки и ответа на вопросы преподавателя по теме выполняемой работы.

2. Включение ПК производится только преподавателем или дежурным инженером.

3. После выполнения работы необходимо представить результаты исследований преподавателю.

Выполнение работы рассчитано на четырехчасовое занятие.

Авторы выражают признательность Дмитриевой Е.Я., взявшей на себя труд компьюторной подготовки методических указаний к изданию.

1. Цель работы.

В лабораторной работе изучаются характеристики движения связных ИСЗ с различными параметрами орбит с целью формулирования требований к характеристикам опорно-поворотных устройств.

2. Введение

Для обеспечения связи через ИСЗ станция сопряжения должна находиться в постоянном радиоконтакте со спутником-ретранслятором, следовательно, антенна земной станции должна быть наведена на спутник и постоянно отслеживать его движение в пространстве. Наведение луча антенны земной станции на ИСЗ осуществляется посредством опорно-поворотного устройства (ОПУ), в состав которого входят механизмы вращения антенны с управляющим приводом. Фокусирующая система полноповоротной антенной установки монтируется на опорно-поворотном устройстве, с помощью которого луч антенны и направляется в нужную точку пространства.

Слежение за ИСЗ, в общем случае, осуществляется с ошибками. Наличие ошибок приводит к уменьшению уровня принимаемого с ИСЗ сигнала, а, следовательно, и к снижению потенциала спутниковой системы связи. Составляющие ошибки обусловлены динамикой движения ИСЗ и динамическими свойствами объекта управления (динамическая ошибка), а также действием помех (флюктуационная ошибка). Реально, скорости и ускорения в приводе всегда ограничены, поэтому в некоторых ситуациях возникновение ошибки неизбежно. Знание законов изменения угловых координат ИСЗ от времени позволяет рассчитать угловые скорости и ускорения и, тем самым, сформулировать требования к характеристикам привода ОПУ.

В лабораторной работе исследуются зависимости азимута, угла места и соответствующих угловых скоростей ИСЗ от времени полета при различных параметрах орбит; оценивается снижение уровня сигнала при ограничении угловой скорости антенны для разных стратегий прохождения “мертвых” зон, а также исследуется обратная задача – нахождение максимальной угловой скорости антенны при допустимом уровне снижения сигнала.