16 Основные характеристики системы спутниковой связи вс рф.

Они состоят из двух основных сегментов - космического и земного

Космический сегмент

Под космическим сегментом обычно понимаются спутники-ретрансляторы, а также средства выведения их на орбиту и наземные комплексы управления. Спутники- ретрансляторы являются важнейшей частью космического сегмента. Они состоят из двух основных узлов: космической платформы и бортового ретранслятора.

Бортовой ретранслятор принимает сигналы земных станций, усиливает их и передает на землю. С помощью бортовых антенн, передаваемый спутником сигнал фокусируется в один или несколько лучей, чем обеспечивается формирование необходимой зоны обслуживания.

Основными характеристиками спутников связи являются количество радиочастотных каналов (ретрансляторов) или стволов, мощность передатчиков в каждом стволе (обычно представляемая как эквивалентная изотропно излучаемая мощность или ЭИИМ), количество и размеры зон обслуживания. Для уменьшения взаимных помех передача сигнала со спутника (Downlink) ведется на частоте, отличной от частоты

передачи сигнала с земли на спутник (Uplink). Поэтому ретрансляторы спутника имеют в своем составе преобразователи частоты. Обычно частота Downlink ниже, чем линии Uplink.

В космическом сегменте используются спутники-ретрансляторы, находящиеся на различных околоземных орбитах в зависимости от назначения системы:

- геостационарная орбита (радиус около 40 000 км),

- высокоэллиптическая орбита (апогей около 40 000 км, перигей около 2 000 км,

- средняя орбита (радиус от 5 000 до 20 000 км),

- низкая орбита (радиус от 500 до 2 000 км).

Геостационарные орбиты являются наиболее популярными при создании систем спутниковой связи. Плоскость этой орбиты совпадает с плоскостью экватора, а спутники находятся на высоте около 36 000 км. Период вращения спутника на геостационарной орбите составляет 24 часа в сутки, и для наблюдателя на земле он кажется неподвижным. Это позволяет использовать для связи со спутником

Высокие эллиптические орбиты занимают особое место среди остальных орбит. Во- первых, при угле наклона около 65 градусов, такая орбита отличается высокой стабильностью во времени, что позволяет значительно снизить вес космического аппарата за счет отказа от больших запасов топлива для двигателей коррекции. Во вторых, если верхняя точка орбиты (апогей) расположена над северным полушарием, спутник "освещает" практически всю территорию России, включая приполярные области, а также виден с территории Канады и Японии

Низкие орбиты привлекают разработчиков тем, что за счет малого расстояния между спутником и земной станцией потери на линии более чем в тысячу раз меньше, что позволяет значительно снизить требования к мощности передатчиков и чувствительности приемников.

Средние орбиты занимают промежуточное положение между геостационарными и низкими и предлагают некоторое компромиссное решение между двумя этими системами.

Район 1 включает Африку, Европу, Россию, Монголию и страны СНГ.

Район 2 охватывает территорию Северной и Южной Америки.

Район 3 это территории Южной и Юго-Восточной Азии, Австралия и островные государства Тихо-Океанского региона.

В соответствии с этим регламентом для систем спутниковой связи выделено несколько диапазонов частот, каждый из которых получил условное обозначение буквой латинского алфавита.

Наименование диапазона Полоса частот в ГГц

L -диапазон 1,452-1,550 и 1,610-1,710

S - диапазон 1,93 - 2,70

С - диапазон 3,40 -5,25 и 5,725 - 7,075

X - диапазон 7,25 - 8,40

Ku - диапазон 10,70 - 12,75 и 12,75 - 14,80

Ka - диапазон 15,40 - 26,50 и 27,00 - 30,20

K - диапазон 84,0 - 86,0

Большинство действующих систем спутниковой связи на базе геостационарных спутников работают в диапазонах C (6/4 Ггц) и Ku (14/11 Ггц). Ka - диапазон в нашей стране пока широко не применяется, но идет его бурное освоение в Америке и Европе. Эффективность приемных зеркальных антенн ("тарелок") пропорциональна числу длин волн, укладывающихся в ее поперечнике. А длина волны с увеличением частоты уменьшается. Следовательно, при одинаковой эффективности размеры антенн уменьшаются с увеличением частоты. Если для приема в диапазоне С требуется антенна 2,4 - 4,5 м, то для диапазона Ки ее размер уменьшится до 0,6 - 1,5 м, для диапазона Ka он может быть уже 30 - 90 см, а для K - диапазона - всего 10-15 см.

При одинаковых размерах антенна в диапазоне Ku имеет коэффициент усиления примерно на 9,5 дБ больше, чем в диапазоне С. Обычно, ЭИИМ спутников в диапазоне С не превышает 40-42 дБ, тогда как в диапазоне Ки нередки уровни ЭИИМ 50-54 дБ для систем фиксированной спутниковой связи, и даже 60-62 дБ для спутников систем НТВ. По

тем же причинам, коэффициент усиления приемных антенн на спутниках-ретрансляторах в диапазоне Ки выше, чем в диапазоне С. В результате, размеры антенн и мощность передающих устройств земных станций в диапазоне Ku в большинстве случаев меньше, чем в диапазоне С. Например, для работы со спутником "Горизонт" в диапазоне С требуются земные станции с антеннами не менее 3,5 м и передатчиком около 20 Вт