30. Основы расчета сс с исз. Шумовая температура.
31. Особенности передачи сигналов в сс с исз.
Запаздывание
сигнала. Большая протяженность линии
связи между земными станциями и
ретранслятором, находящимся на борту
ИСЗ, приводит к запаздыванию сигналов.
Это определяется тем, что для прохождения
расстояния
,
м, сигналу требуется время:
Где
– протяженность линии связи от ЗС,
находящейся в точке "а", через ИЗС
до ЗС, находящейся в точке "б"
(рисунок 4.1.2); с = 3·108 м/с – скорость
света; Н – расстояние от спутника до
поверхности Земли. Отсюда следует, что
при Н = 36000 км (то есть в случае
геостационарного спутника) величина
запаздывания составит приблизительно
250 мс. Запаздывание сигнала при передаче
дуплексных телефонных разговоров
приводит к появлению вынужденных пауз
в разговоре, потери "контакта"
между абонентами, то есть ограничивает
естественность беседы [1].
Эхосигналы.
Запаздывание сигналов приводит к
появлению заметных для абонентов
эхосигналов, возникающих при переходе
с четырехпроводных цепей связи на
двухпроводные из-за неидеальности
дифференциальных систем. Эхо сигналы
проявляются в виде прослушивания
абонентом своего разговора, задержанного
на время, равное удвоенному времени
распространения сигнала между абонентами.
С учетом (9.1)
Особенно
заметны эхосигналы при больших значениях
tэха. Для систем связи, использующих
спутники, движущиеся по орбитам с
км (то есть для геостационарных спутников)
tэха ≈ 500 мс. В этих случаях следует
обеспечить затухание эхосигналов до
величины, равной примерно 60 дБ относительно
уровня полезного сигнала. Необходимое
затухание эхосигналов осуществляется
с помощью эхозаградителей.
Эффект
Доплера. Одной из особенностей систем
связи через ИСЗ является возникновение
эффекта Доплера, вызываемого движение
спутника относительно ЗС. Обозначим
через νr ту компоненту скорости движения
ИСЗ, которая совпадает с линией радиосвязи
ИСЗ – ЗС и условимся считать величину
νr отрицательной в случае уменьшения
расстояния между ИСЗ и ЗС и положительной
при увеличении этого расстояния [16].
Известно, что при движении источника
сигнала со скоростью ± νr частота
принимаемых колебаний f связана с
частотой излучаемых колебаний f0
соотношением
Здесь
с – скорость света. Обычно всегда
выполняется условие νr/c << 1, поэтому
при движении источника сигнала в сторону
приемника
.
Отсюда изменение частоты, вызванное
эффектом Доплера
Наиболее
сильно эффект Доплера будет проявляться
в системах связи, использующих не
геостационарные орбиты (в системе
"Молния" на рабочем участке орбиты
). В системах связи с геостационарными
ИСЗ эффект Доплера может иметь место
при коррекции положения спутника на
орбите. Отметим, что в соответствии с
(9.4) эффект приводит не только к изменению
частоты излучаемых колебаний, а
следовательно, и несущей частоты, но и
вызывает деформацию спектра передаваемого
сообщения. Так, если модуляция
осуществлялась колебанием с частотой
F, принятое колебание на выходе детектора
с учетом эффекта Доплера будет иметь
частоту
. Поэтому при модуляции колебаниями с
частотами F1=1 кГц и F2 = 10^4 кГц на выходе
детектора при
получим соответственно частоты
.
Отсюда следует, во первых, что верхние
частоты в спектре сообщения будут
изменяться на большую величину, а
во-вторых, что ширина спектра принятого
колебания будет отличаться от ширины
спектра модулирующих колебаний (в
приведенном примере почти на 100 Гц).
Диапазоны рабочих частот систем связи через ИСЗ [12]. Выбор полос частот, выделяемых для работы систем связи через ИСЗ, определяется следующими основными условиями:
особенностями распространения электромагнитных колебаний через атмосферу;
интенсивностью шумов, вызванных радиоизлучениями различных внешних источников (Солнце, Луны, планет, атмосферы Земли и других);
возможностью работы систем связи через ИСЗ в выделяемых полосах частот совместно с другими радиослужбами при допустимых значениях радиопомех.
Согласно регламента радиосвязи [2], для района 1 (Европа, РФ, МНР, Африка) фиксированной спутниковой службе, к которой относятся системы связи через ИСЗ, отводятся следующие полосы частот (в диапазоне до 40 ГГц):
- для передачи сообщений на участке сообщений Земля–ИСЗ 5.725…7.075; 7.9…8.4; 12.5…13.25; 14.0…14.8; 27.5…31.0 ГГц;
- для передачи сообщений на участке сообщений ИСЗ– Земля 3.4…4.2; 4.5…4.8; 7.25…7.75; 10.7…11.7; 12.5…12.75; 17.7…21.2; 37.5…40.5 ГГц.
Следует отметить, что наилучшими полосами частот для систем связи через ИСЗ являются частоты в диапазоне 2…8 ГГц.
Сигнал
на входе приемных устройств. Мощность
сигнала на входе приемника может быть
определена по формуле:
Здесь А∑ – суммарное ослабление сигнала на участке между антеннами; V(t) – множитель ослабления не превышаемый в течение t (%) времени; Ап и Апр – характеризуют соответственно затухание (ослабление) сигнала в фильтрах, стоящих между выходом передатчика и антенной, и выходом приемника и антенной; Kпол – величина поляризационных потерь, обусловленных как не идентичностью поляризационных характеристик антенн, так и изменением плоскости поляризации, вызванным эффектом Фарадея.