13.2 Особенности анализа эмс систем связи и радиотелевещания (ссрв) на базе геостационарных и негеостационарных спутников. –но это относится практ к любым ссс и ссрв!

ССРВ могут строиться на базе геостационарных спутников (ССС гсо) или негеостационарных спутников (ССС нгсо). Вначале рассмотрим вопросы электромагнитной совместимости ССРВ гсо. Это означает, что точно известна высота всех спутников над поверхностью Земли и их долгота на геостационарной орбите.

При анализе проблем ЭМС применительно к геостационарным ССРВ рассматривают следующие варианты взаимодействия систем:

1. между геостационарными спутниковыми системами;

2. между системами наземных и спутниковых радиослужб в направлении Земля – космос;

3. между системами наземных и спутниковых радиослужб в направлении космос -- Земля;

4. между земными станциями спутниковых систем и станциями наземных радиослужб;

5. между негеостационарными и геостационарными спутниковыми системами.

При анализе проблем ЭМС применительно к негеостационарным ССРВ рассматривают следующие варианты взаимодействия систем:

1. между негеостационарными спутниковыми системами, работающими в одном направлении;

2. между негеостационарными спутниковыми системами и наземными радиослужбами;

3. между негеостационарными и геостационарными спутниковыми системами (упомянуто выше в п.5).

2. Чрезвычайно большое разнообразие вариантов взаимодействия спутниковых систем принципиально разных типов между собой и множеством наземных радиослужб, очевидное из приведенного выше перечня, требует очень большого объема фактических материалов с большим содержанием графиков, геометрических построений, а также важных сведений организационно-международного характера, без хотя бы упоминания о которых представление об ЭМС спутниковых систем будет неполным. Перечисленные аспекты рассматриваемой проблемы всесторонне, полно и доходчиво изложены в книге ”Электромагнитная совместимость систем спутниковой связи” [9]. В связи со сказанным выше представляется целесообразным сосредоточить внимание в данном разделе учебного пособия на специфике спутниковых систем с точки зрения ЭМС и предоставлении ссылок на соответствующие разделы [9] для их детальной проработки студентами бакалавриата и магистратуры в порядке самостоятельной работы.

Итак, рассмотрим основные особенности ССРВ с точки зрения ЭМС (далее просто “особенность”), обозначая для краткости ССРВ на базе геостационарных спутников как ”ГСО системы”, а на базе негеостационарных – как ”НГСО системы”. В качестве определяющей первоосновы анализа ЭМС будем опираться на разработанные МСЭ методики расчета ЭМС, которые базируются не только на основных уравнениях радиосвязи, но и на использовании соответствующих статистических данных, накопленных мировым сообществом в этой области, результатах компьютерного моделирования на базе математических моделей взаимодействующих систем и других источниках. В сжатом виде эти методики публикуются в форме Рекомендаций МСЭ-Р (буква “Р” означает принадлежность рекомендации к Cектору Радиосвязи МСЭ).

Вначале рассмотрим общие особенности, присущие большинству сценариев ЭМС спутниковых систем связи и радиотелевещания.

Общая особенность 1 (ОО1).

2. Уже отмеченное выше наличие прямой видимости между космической станцией (КС) спутника связи на ГСО и огромным количеством “своих” и “чужих” для данной КС наземных и земных РЭС в зоне ее видимости с вытекающей отсюда сложностью обеспечения ЭМС всех этих РЭС. Зоны видимости КС в случае ГСО систем стационарны и могут включать в себя территории других стран. Для контроля уровня излучения КС на территории соседних стран используются контуры усиления передающей спутниковой антенны, которые берутся с определенным шагом (p.183 ). . Во избежание создания недопустимых помех от передающих устройств ССРВ одной страны радиоэлектронным средствам другой страны при проектировании новой ГСО системы предусмотрена длительная процедура международной координации частотных присвоений РЭС этой системы, включающая переговоры представителей страны – инициатора создания новой спутниковой системы с представителями так называемых “затронутых государств”, территории которых находятся в зоне видимости КС рассматриваемой новой системы и могут подвергаться воздействию помех от ее РЭС. Основные сведения об этой процедуре приведены в Приложении 3.

Общая особенность 2 (ОО2).

Доля атмосферного участка распространения МС на трассах между наземными РЭС и КС весьма мала, причем она тем меньше, чем больше угол места в точке расположения наземного РЭС в направлении на КС. Однако, именно этот участок дает основной вклад в переменную составляющую затухания радиосигналов на этих трассах. (потом уточнить глубину замир и др механизмы изменения затухания, кроме дождя). При малых углах места возрастает уровень тепловых шумов на входе рецептора помех ( приемника ЗС) из-за возрастания мощности шумового излучения атмосферы и поверхности Земли, попадающей в приемную антенну ЗС, но одновременно увеличивается ослабление МС в атмосфере.

При анализе ЭМС спутниковых систем между собой и с наземными системами рассматривается два механизма распространения радиоволн МС:

Распространение МС типа 1: распространение МС в ясном воздухе в так называемой плоскости большого круга, проходящей через точки расположения источника и рецептора МС, а также центр Земли. Распространение МС типа 2: распространение МС посредством рассеяния радиоволн гидрометеорами.

Подробный анализ распространения радиоволн на трассах Земля-Космос и Космос-Земля дан в гл.2,3,5 [1-2], а также в гл.2 [9].

Общая особенность 3 (003).

Для разных сценариев ЭМС рекомендуется использование разных критериев ЭМС [9, глава 3]. А в [1-2] иное!!

В частности, при оценке ЭМС между наземными и спутниковыми сетями на линии Земля-космос основным критерием является нормирование отношения мощностей помехи и теплового шума рецептора помехи. Why

Таблица13.1

Критерии ЭМС для различных сценариев возникновения помех сомнительно с т зр АС!

Сценарий	Источник помехи	Рецептор помехи	Критерий ЭМС Проверить с пристрастием!
А1	Наземная станция	Земная станция	Нормирование отношения помехи к шуму (p123 и 135 Л.Я.)
А2	Земная станция	Наземная станция	Нормирование отношения помехи к шуму (p135)
В1	Космическая станция ССС1	Земная станция ССС2	Защитное отношение, не превышаемое в течение заданных t процентов времени
В2	Земная станция ССС1	Космическая станция ССС2	Защитное отношение, не превышаемое в течение заданных t процентов времени
С1	Наземная станция	Космическая станция	Нормирование отношения помехи к шуму (p123)
С2	Космическая станция	Наземная станция	Нормирование отношения помехи к шуму (p127)
Е	Космическая станция ССС1	Космическая станция ССС2	Защитное отношение, не превышаемое в течение заданных t процентов времени
F	Земная станция ССС1	Земная станция ССС2	Нормирование отношения помехи к шуму (p127)

С учетом Особенности 1 для ограничения влияния помех приемникам наземных РЭС со стороны передатчиков КС было принята Рекомендация МСЭ-Р SF.358 об ограничении плотности потока мощности излучения КС, учитывающая требования всех РЭС наземной фиксированной службы.

Рекомендация SF.358

Совмещаемая служба: НФС (Наземная фиксированная служба).

Критерий ЭМС: допустимая плотность потока мощности W, создаваемая космическим аппаратом (КА) у поверхности Земли не должна превышать в любой полосе 4 кГц:

- в диапазоне 2,5 … 2,69 ГГц: -152 дБВт/м² для β ≤ 5⁰ ; (-152+0,75[β-5]) дБВт/м² для 5⁰ < β ≤ 25⁰ ; -137 дБВт/м² для 25⁰ < β ≤ 90⁰ ;

- в диапазоне 3,4 … 7,75 ГГц: -152 дБВт/м² для β ≤ 5⁰ ; (-152+0,5[β-5]) дБВт/м² для 5⁰ < β ≤ 25⁰ ; -142 дБВт/м² для 25⁰ < β ≤ 90⁰ ;

- в диапазоне 8,025 … 11,7 ГГц: -150 дБВт/м² для β ≤ 5⁰ ; (-150+0,5[β-5]) дБВт/м² для 5⁰ < β ≤ 25⁰ ; -140 дБВт/м² для 25⁰ < β ≤ 90⁰ ;

- в диапазоне 12,2 … 12,75 ГГц: -148 дБВт/м² для β ≤ 5⁰ ; (-148+0,5[β-5]) дБВт/м² для 5⁰ < β ≤ 25⁰ ; -138 дБВт/м² для 25⁰ < β ≤ 90⁰ ;

- в диапазоне 17,7 … 27,5 ГГц: -115 дБВт/м² для β ≤ 5⁰ ; (-115+0,5[β-5]) дБВт/м² для 5⁰ < β ≤ 25⁰ ; -105 дБВт/м² для 25⁰ < β ≤ 90⁰ ;

где β – угол прихода радиосигнала от КА по отношению к горизонту в точке приема.

С методикой расчета величины W и примером расчета можно ознакомиться в разделе 4 [ АС_12г ].