2.7Распределение частотных диапазонов для спутников-ретрансляторов

Для ретрансляции по спутниковым каналам согласно Плана распределения частотных каналов и Регламента радиосвязи выделены следующие частотные диапазоны:

- 0 620...790 МГц, — предназначен для наземных телевизионных систем. Он может быть использован и для спутникового вещания с частотной модуляцией. Здесь принято непременное условие, чтобы спутниковое вещание не создавало помех для приема наземных телевизионных передач, что обеспечивается ограничением мощности, излучаемой передатчиком спутника. Преимущество этого диапазона в том, что в этой полосе частот можно вести прием частотно модулированных сигналов на простые приемные устройства. После преобразования в стандартный наземный принятый со спутника ЧМ сигнал можно распределять абонентам через местные наземные телевизионные ретрансляторы. Однако требования по orраничению помех другим службам и службам, находящимся на территории соседних государств, приводят к тому, что данный диапазон может использоваться для вещания со спутников только внутри страны с большой территорией. Например, в этом диапазоне работает система "Экран", в которой спутник над Экватором с орбитальной позиции 90' в.д. ретранслирует программы для Сибири;

0 2500...2690 Мгц (S-диапазон, согласно международной классификации). Данная полоса частот предназначена для национальных региональных систем спутникового вещания при ведении коллективного приема. Здесь также необходимо согласовывать использование частот и мощности с соседними странами;

- 3400...4200 МГц и добавленный к нему диапазон (С-диапазон) 4500...4800 МГц предоставлены спутникам ФСС — спутникам фиксированных средств связи и оба широко используются для передачи программ многофункциональным приемным наземным станциям с антеннами диаметром 12...32 м. В этом диапазоне работают на-

. земные радиорелейные службы связи и радиолокационные станции. Поэтому, применяя при передачах эффективную дисперсию, можно создавать высокую ППМ, благодаря чему в этом диапазоне могут вести прием станции распределительной сети. Распространен в России и в США. Из-за необходимости применения антенн больших размеров (диаметром 2,0 м и более), а также больших затрат на дополнительное оборудование в Западной и Центральной Европе не получил распространение;

- 10,7...10,95; 11,2...11,45 ГГц (Ku-диапазон). Полосы частот выделены спутникам ФСС, которые могут вести также ретрансляцию телевизионного вещания при малой (с целью исключения по- мех другим системам: радионавигационным, радиорелейным и т.д.) плотности потока мощности у земной поверхности (на краю зоны покрытия ППМ в условиях дождя — 120 дБВт/м);

- 10,95...11,2 ГГц; 11,45...11,7 ГГц (Ku-диапазон). Указанные полосы частот также выделены спутникам ФСС, при условии, что они пройдут процедуру согласования;

- 11,7...12,75 ГГц (Ku-диапазон). Полоса частот выделена для спутников Непосредственного Телевизионного Вещания — НТВ (DBS). Освоение этого диапазона частот началось с 1980 г. В нем допускается большая плотность потока мощности у поверхности Земли и частотная полоса его распределена территориально по районам, изображенным на рис. 2.11:

• для Района 1 — территория бывшего СССР, Монголия, Европа, Африка — полоса частот 11,7...12,75 ГГц;

• для Района 2 — Северная и Южная Америки, полоса частот 12,1...12,7 ГГц распределена: 12,1...12,3 ГГц службам НТВ и ФСС; полоса 12,3...12,7 ГГц службе НТВ.

Кроме этого в Районе 2 для службы ФСС выделена полоса частот 11,7...12,1 ГГц:

• для Района 3 — Азия, Япония, Австралия, Океания отведена основная полоса частот 11,7...12,75 ГГц. Из нее полоса 12,2...12,5 ГГц распределена службе ФСС, а полоса 12,5...12,75 ГГц — службе НТВ, при условии, что эта служба будет вести передачи рассчитанные на коллективный прием (с плотностью потока мощности— 111 дБ Вт/м' на границе зоны покрытия), по Плану, согласованному Региональной конференцией. Полоса 11,7...12,2 ГГц для этого Района полностью выделена службе НТВ, т.е. на границе покрытия ППМ составляет — 103 дБ Вт/ м'.

В полосах частот, выделенных для спутников НТВ допускается высокая плотность потока мощности, излучаемая его передатчиками. Поэтому можно вести прием на небольшие антенны диаметром 0,8...1,0 м, что обеспечивает их дешевизну, доступность и массовость применения.

Полоса частот 11,7...12,5 ГГц для Района 1 разбита на 40 частотных каналов (табл.2.2). Однако, благодаря многократному их использованию за счет пространственно-поляризационного разделения электромагнитных волн общее число каналов приема доведено до 984. Разнос между частотами несущих соседних каналов составляет fнесущ= 19,18 МГц. Такое частотное расстояние между соседними каналами выбрано не случайно — оно определено расчетным путем для получения максимальной пропускной способности (максимального количества каналов) при минимуме взаимных помехи при пространственном разносе между соседними спутниками = 6 для Районов 1, 3. Для Района 2 оптимальное значение Лу составляет 4,5..5'. Ширина частотной полосы канала — 27 МГц, модуляция— частотная (допускается и другой вид модуляции, например, фазовая манипуляция при передаче информации цифровым способом, лишь бы не создавались помехи другим службам).

На рис. 2.12 показан принцип построения частотных каналов. В соседних каналах используются электромагнитные волны взаимно ортогональных поляризаций (для спутников НТВ). При достаточном пространственном разделении возможно использование соседних частотных каналов с электромагнитными волнами однотипной поляризации.

Для каждой страны выделяется не менее пяти телевизионных каналов в пределах полосы частот 400 МГц в верхней или нижней части диапазона. Для стран с большой численностью населения и большой территорией, а также многоязычным странам выделено большее количество частотных каналов с разными поляризациями электромагнитных волн. Например, для России выделено 69 каналов. В 2002 г. ВКР (Стамбул) на плановой основе за Россией было закреплено 74 частотных канала на пяти позициях геостационарной орбиты.

В настоящее время диапазоны частот 22,5...23,0 ГГц; 41...43 ГГц, (Кадиапазоны); 84...86 ГГц, (К-диапазон) не используются. Освоение их можно ожидать только в далеком будущем и в первую очередь, для передачи телевизионных программ высокой четкости с применением цифровых способов.

Необходимо отметить, что частотам для передачи сигналов со спутника на Землю соответствуют частоты сигналов, передаваемых с Земли на спутник для ретрансляции. При этом, частоты сигналов, передаваемых в направлении Земля -спутник выбираются выше, чем частоты сигналов передаваемых со спутника на Землю, так как большее ослабление на трассе Земля - спутник легче компенсировать увеличением мощности передатчика наземной станции. Это принято записывать дробью, где в числителе — частота сигналов излучаемых передатчиком с Земли, а в знаменателе — со спутника, например, 18/12 ГГц. Для снижения интерференционных помех сигналы, как видно, разнесены друг от друга по частоте на далекое частотное расстояние.