7.4.2 Система отечественной персональной вязи «Гонец»

Российская система персональной связи «Гонец» позволяет использовать низкоорбитальные спутники с космическими ретрасляторами на борту. ИСЗ «Гонец» запускается на круговую орбиту на высоту 1300–1500 км, то есть в 24, 28 раза более низкую, чем геостационарная. В итоге космической и земной аппаратуры меньше по сравнению с геостационарными спутниками. Система «Гонец» состоит из космического и наземного сегмента. Космический сегмент при полном развертывании системы состоит из 36 КА, которые запускаются в 6 плоскостях по 6 спутников на поляризационные круговые орбиты с наклонением 83°. При вращении спутников по орбите происходит перемещение по поверхности Земли их зоны радиовидимости. При такой структуре не более чем через 20 минут абонент окажется в зоне радиовидимости и может получить на 10 минут через его БРТК канал связи из 36 КА. БРТК предназначен для перетрансляции информации, хранения её в бортовом запоминающем устройстве. Это могут быть сообщения в любой цифровой форме. В зависимости от типа ЗС сообщения передаются со скоростью 4,8; 9,6; 64 кбит/с. Причем обмен сообщениями происходит в пакетном режиме. Земной сегмент системы «Гонец» включает абонентский терминал трёх типов. Очевидно наиболее массовым из них является последний терминал АТ – М, его масса 3–5 кг, а габариты таковы, что он вмещается в кейс.

Стационарный терминал АТ – С имеет антенны несколько больших размеров по сравнению с первым типом. В состав входит ЭВМ. Терминал обеспечивает передачу информации в пакетном режиме 9,6 кбит/с.

К третьему типу относятся региональные станции, на базе которых развивается региональные узлы связи, которые концентрируют большие массивы информации и передают со скоростью 64 кбит/с. Абонентам системы «Гонец» не нужна специальная подготовка, они с помощью клавиатуры вводят информацию, а далее все происходит автоматически. При поступлении со спутников сигналов управления между ним и терминалом устанавливается связь, по которой уходит подготовленный файл с адресом доставки сообщения. Абонент получает квитанцию о проведении сеанса. Если абонент находится в зоне радиовидимости, то он практически мгновенно получает сообщение. Если при передаче сообщения абонент находился вне зоны радиовидимости, в этом случае сообщение остается в бортовом запоминающем устройстве, объем памяти составляет 8 Мбайт. Он будет находиться там до тех пор, пока в зону радиовидимости не попадет абонент получатель. В этом случае время доставки сообщения достигает 3–5 часов.

Для системы «Гонец» выбран наиболее удобный диапазон, выделенный на ВАКР для низкоорбитальной спутниковой связи. Передатчики наземных терминалов работают в направлении Земля – космос в диапазоне 312–315МГц, БРТК в направлении космос – Земля в диапазоне 387–390 МГц. Это сочетание с орбитами высотой 1300–1500 км позволяет применить на КА и наземных терминалах слабонаправленные антенны с коэффициентом усиления до 3 дБ и мощностью передатчика 2–10 Вт.

7.4.3 Структурная схема базового абонентского терминала «Гонец»

Абонентский терминал разработан с максимальным удобством для пользования. Предусмотрено возможность быстрого развития станции. Для установки терминала не нужно специального помещения. Он может работать в автономном режиме без последующего обслуживания.

Наличие широкой категории пользователей предопределено разделением на две составляющие части: аппаратно-радиотехнические средства и внешний персональный компьютер. На аппаратные средства терминала возлагается задача связи с космическим аппаратом. Входящие в него блоки и устройства обеспечивают подготовку и ведение сеанса связи, ввод и вывод информации. в состав абонентского терминала входят: антенна, приемные и передающие устройства, синтезатор частот, устройство управлении, сетевой блок питания. Антенный коммутатор служит для отключения приемного устройства и включения передающего. Приемное устройство построено по схеме с двойным преобразование частоты, что обеспечивает выполнение высоких требований по избирательности и помехоустойчивости по каналам побочного приема. На входе приемника установлен УВЧ с фильтром ПАФ. Чувствительность приемного устройства не хуже 0,2 мкВ. В приемнике реализован принцип цифровой обработки сигнала.

Рисунок 7.3 Структурная схема абонентского терминала «Гонец».

Сигнал с УПЧ – 2 поступает на синфазный (СК) и квадратичный (КК) каналы и после ЦАП и мультиплексора поступают на блок цифровой обработки. В схеме использован цифровой синтезатор частот, с его выхода опорные колебания поступают на синфазный и квадратичные каналы.

Алгоритм обнаружения маркировочного сигнала передаваемого со спутника основан на поиске несущей частоты с учетом Доплеровского сдвига. Маркировочный сигнал представляет собой синхропакет, состоящий из немодулированной несущей частоты, сигнала синхронизации, а так же кода времени, положения и технологической информации.

Синтезатор частот является общим для приемника и передатчика. Он выполнен с применением кольца ФАПЧ, в который входят ГУН, делитель с переменным коэффициентом деления, частотно фазовый детектор и блок делителей частоты.

Синтезатор обеспечивает ослабление дискретных составляющих в спектре выходного сигнала не менее 60 дБ. Спектральная плотность фазовых шумов при подстройке ± 20 кГц, составляет 120 дБ.

Передающее устройство состоит из фильтра гармоник, усилителя мощности и модулятора сигналов с относительной фазовой манипуляцией. Модулятор выполнен по квадратичной схеме с двумя балансными смесителями. Выходная мощность составляет не менее 10 Вт. Потребление не более 35 Вт.

Основные технические характеристики АТ – Н:

1. диапазон частоты приема маркерного сигнала 235236 МГц.

2. диапазон частоты приема и передачи сообщений 261–264 МГц.

3. чувствительность приемного устройства не хуже 0,2 мкВ.

4. выходная мощность передатчика не менее 10 Вт.

5. Скорость передачи информации в канале 2,4 кбит/с.

6. Вид модуляции ОФМ – 2.

7. Точность определения места положения абонента не хуже 100 м.

8. Масса терминала не более 3–5 кг.

9. Масса приемопередатчика с синтезатором частоты 2–2,5 кг.

10. Масса сетевого аккумуляторного блока питания 0,1–1,5 кг.

143