5.1.4 Бртр с однократным преобразованием частоты

Рисунок 5.1 структурная схема ствола БРТР с однократным

преобразованием частоты

Сигнал с центральной частотой f_ПР поступает на вход БРТР от приемной антенны. После предварительного усиления во входном малошумящем усилителе МШУ и сдвига по частоте в преобразователе частоты ПрЧ (однократное понижающее преобразование) сигнал с центральной частотой f_ПЕР поступает на ствольный фильтр, в котором формируется заданная полоса пропускания ствола. Затем этот сигнал усиливается канальным усилителем КУ до уровня, необходимого для нормальной работы мощного выходного каскада УМ. С выхода этого каскада сигнал поступает на передающую антенну.

В большинстве ретрансляторов коэффициент усиления ствола составляет 105...125 дБ. На входной частоте реализовать большой коэффициент усиления технически сложно, его значение ограничивается пределами 40...45 дБ. Основное усиление сигнала происходит на выходной частоте и составляет 85…90 дБ. Значение коэффициента усиления сигнала на выходной частоте достаточно велико, и для того, чтобы избежать самовозбуждения тракта на выходной частоте, принимается ряд конструктивных мер, препятствующих возникновению режима самовозбуждения.

Наиболее распространенная структурная схема БРТР с вышеописанным типом стволов приведена на рисунке 5.2, где обеспечивается ретрансляция двенадцати стволов. Для сокращения объема оборудования МШУ и ПрЧ делаются общими для группы стволов и объединяются в единую конструкцию – приемник. Типичные полосы пропускания стволов фиксированной службы связи ФСС равны 36 и 72 МГц, а разнос центральных частот составляет 40 и 80 МГц соответственно.

Устройство разделения стволов по частоте (входной мультиплексор) содержит трехдецибельный делитель мощности, к одному из выходов которого подключена группа ствольных фильтров с четными номерами стволов, а к другому с нечетными. После усиления на выходной частоте сигналы стволов поступают на устройство объединения (выходной мультиплексор), выход которого подключен к передающей антенне. Если БРТР предназначен для ретрансляции сигналов нескольких зон обслуживания (или если используется поляризационное уплотнение), то такие многоствольные схемы повторяются для каждой зоны.

Рисунок 5.2 Структурная схема многоствольного БРТР с однократным преобразованием частоты.

5.1.4 Бртр гетеродинного типа

Принятый антенной сигнал на частоте f_ПР поступает на вход БРТР, предварительно усиливается МШУ и преобразуется в ПрЧ в сигнал промежуточной частоты ПЧ. На частоте f_ПЧ в усилителе УПЧ осуществляется основное усиление в заданной полосе частот, предварительно формируемой ствольным фильтром. в следующем ПрЧ осуществляется повышающее преобразование усиленного сигнала ΠЧ в сигнал частоты передачи f_ПЕР, который после дополнительного усиления в выходном мощном каскаде УМ излучается передающей антенной в сторону Земли.

Рисунок 5.3 структурная схема ствола БРТР гетеродинного типа.

Такие схемы построения стволов использовались на начальных этапах развития ССС («Молния», «Радуга», «Экран», «Горизонт»), поскольку по состоянию развития техники в годы их разработок усилители с. большим коэффициентом усиления (50…30дБ) в бортовом исполнении можно было реализовать только на ПЧ. В настоящее время эти схемы используют при демодуляции на борту узкополосных сигналов или когда центральная частота ствола должна оперативно перестраиваться по командам с Земли (когда создается группировка спутников, каждый из которых работает на свою зону обслуживания, и сигналы со спутника в каждую зону излучаются на неповторяющихся частотах)

Для обеспечения высоких показателей надежности системы и уменьшения затрат должна быть предусмотрена возможность замены любого из спутников группировки резервным спутником, для чего стволы БРТР должны оперативно перестраиваться по частоте при поступлении соответствующей команды с Земли.

В схеме ствола с оперативной перестройкой его центральной частоты перестройка частоты осуществляется изменением частоты гетеродина, который является общим для входного понижающего и выходного повышающего смесителей частоты (См1 и СмЗ).

Рисунок 5.4 Структурная схема ствола с перестройкой по частоте:

МШУ – малошумящий усилитель; ПФ – полосовой фильтр;

См – смеситель; УМ – усилитель мощности;

Достоинство схемы: компенсация нестабильности частоты перестраиваемого гетеродина, это упрощает его техническую реализацию. По такому принципу реализованы стволы спутника непосредственного ТВ вещания «Галс».

Рисунок 5.5 Структурная схема БРТР со стволами гетеродинного типа:

Γт – гетеродин; Огр – ограничитель; ПФ – полосовой фильтр; См – смеситель;

УМ – усилитель мощности; УПЧ – усилитель промежуточной частоты;

ФВЧ и ФНЧ– фильтр высокой и низкой частоты.

На входе приемных смесителей всех стволов включен входной мультиплексор, разделяющий принятые сигналы по частоте. Он собран по фильтровой схеме и предназначен для подавления помех по зеркальному каналy, подавления сигнала гетеродина и сигнала ПЧ, проникающих на вход приемных смесителей. Подавление этих сигналов составляет 15…60дБ; при этом не вызывается перегрузки МШУ и не создаются помехи в соседних стволах. Использование фильтровых входных мультиплексоров целесообразно при небольших различиях по частоте между принимаемыми сигналами и сигналами гетеродинов, т.е. при значениях ПЧ, лежащих в пределах 70...140 МГц, как это имеет место в БРТР спутников «Экран» и «Горизонт». При более высоких значениях ПЧ, достигающих единиц гигагерц, вход приемного устройства целесообразно делать волноводным, а фильтрующие свойства реализовывать за счет запредельных свойств волновода. Такой метод использован в БРТР спутника «Галс» входной сигнал лежит в диапазоне 18 ГГц, а сигнал гетеродина – в диапазоне 11 ГГц.

Выходные сигналы стволов объединяются выходными мультиплексорами, к которым подключается антенно-волноводный тракт.