Бортовые приемные устройства БРТР

Входные приемные устройства обеспечивают необходимое соотношение сигнал/шум стволов БРТР. Минимальный уровень принимаемых сигналов определяется собственными флуктуационными (тепловыми) шумами приемного устройства. При выборе эффективной шумовой температуры исходят:

- из условия, что вклад шумов участка Земля – спутник в 5...10 раз меньше шума участка спутник – Земля;

- минимальная эффективная шумовая температура приемной системы ИСЗ не может быть меньше эквивалентной температуры Земли Т_з поскольку приемные антенны ИСЗ ориентированы в ее сторону.

Шумовая температура входного приемного устройства БРТР (приведенная ко входу облучателя приемной антенны) состоит из следующих составляющих:

, (5.1)

где Т_АТМ - эквивалентная температура шумов атмосферы, для антенн стационарных ИСЗ в диапазоне 1…20ГГц изменяется в пределах 2...25°К;

Т_КОС - эквивалентная температура космических шумов, зависит от области неба, в которую направлена антенна, и может быть определена по специальным картам неба. максимальные значения на частоте 1ГГц не превышают 30°К и резко падают с увеличением частоты;

b - коэффициент, существенно меньший единицы, определяющий факт приема космических шумов только боковыми лепестками;

Т_ПР - шумовая температура приемника БРТР.

Входные приемные устройства современных ЗС при использовании малошумящих усилителей различного типа в диапазонах спутниковой связи имеют суммарную шумовую температуру 40…300°.

Упрощенная структурная схема входного устройства ВУ спутниковой связи и вещания с однократным преобразованием частоты диапазона 14/11ГГц.

Рисунок 5.7 Структурная схема входного устройства (ВУ) спутниковой связи и вещания с однократным преобразованием частоты диапазона 14/11 ГГц

В данном приемнике сигналы с частотой приема 14ГГц, усиливаются МШУ на полевых транзисторах, каждый из которых обеспечивает усиление 13 дБ. Для уменьшения отражений и межкаскадной развязки используются ферритовые вентили.

Гетеродин построен по традиционной схеме с умножением частоты и собран из модулей: кварцевый генератор, транзисторный умножитель частоты, усилитель, умножитель, в результате чего образуется частота гетеродина в пределах 2…3ГГц. В зависимости от номера ствола обеспечивается преобразование частоты с 14 на 11…12ГГц, что используется в ФСС. При таком построении облегчается фильтрация гармоник гетеродина, так как они лежат вне полос передачи и приема.

Построение усилителей 11ГГц выполнено с использованием входных и выходных согласующих цепей в микрополосковом исполнении. Межкаскадный полосовой ферритовый вентиль припаивается к усилителю позолоченными проводниками.

Канальные усилители, включаемые между выходом преобразователя частоты и входом мощного усилителя, выполняются в виде одной конструктивной сборки. В их состав вводится переменный аттенюатор, позволяющий устанавливать необходимый коэффициент усиления по командам с Земли. Диапазон изменения коэффициента усиления ±10...15дВ, а шаг изменения 0,5…1,0дБ. затем следуют усилители с мощностью 10…8дБ развязанные ферритовыми вентилями.

Шумовая температура входного усилителя – 120...240⁰К, а коэффициент усиления – 26…40дБ. Необходимый коэффициент усиления на входе приемного устройства обеспечивается мощными выходными усилителями. Масса приемного устройства составляет 450…600г. Потребляемая мощность не более 2 Вт.

5.2.3 С труктурная схема и параметры «Галс - Р»

1 Бортовой ретрансляционный комплекс спутника непосредственного ТВ вещания «Галс», общие сведения и основные технические данные.

Трехствольный спутник «Галс» предназначен для организации сетей спутникового непосредственного ТВ вещания (ТНВ) в диапазоне частот 11,7...12,5ГГц, специально выделенного Регламентом радиосвязи для этих систем.

БРТК «Галс» формирует два передающих луча: в одном передаются сигналы двух стволов БРТР по 85 Вт, во втором – сигнал одного ствола с выходной мощностью 40 Вт. Прием осуществляется на антенны диаметрами 45...90см.

В состав БРТК «Галс» входят:

- две приемные антенны с лучами шириной 2x2°: одна предназначена для приема сигналов с левой круговой поляризацией, вторая – с правой;

- две передающие антенны: одна формирует луч шириной 2,5x1,25°, вторая – 1,2x0,9°; каждая из антенн способна излучать сигналы с любой поляризацией, левой или правой;

- антенно – фидерные тракты приемных и передающих антенн;

- мост сложения сигналов двух стволов бортового ретранслятора;

- электромеханические приводы перенацеливания передающих и приемных антенн;

- бортовой ретранслятор;

- бортовой передатчик «Маяк».

БРТК обладает следующими функциональными возможностями:

- независимое нацеливание приемных и передающих лучей в пределах ±8,5° в направлении север-юг, запад-восток;

- изменение поляризации излучаемых сигналов в каждом передающем луче;

- перестройка стволов по частоте;

- подключение второго и третьего стволов к любой приемной антенне.

Перенацеливание лучей ретранслятора, перестройка стволов по частоте, изменение поляризации передаваемых сигналов и подключение стволов к различным приемным антеннам осуществляются оперативно по командам с Земли или по программе, заложенной в бортовой информационно-вычисленный комплекс.

Рисунок 5.8 Структурная схема БРТК «Галс».

БРТК «Галс» обеспечивает ретрансляцию сигналов трех частотных каналов по одному из трех декад, образованных группами из 1...10, 11...20 и 21...30 частотных каналов.

Сигналы СВЧ трех ТВ программ, распределенные в полосе частот 17,3.-.17,9 ГГц с уровнем -92, ±5 дБВт, принимаются двумя антеннами спутника «Галс» А4 и А5 и с каждой из них поступают на соответствующие МШУ, которые осуществляют предварительное усиление СВЧ сигналов и подачу их на приемно-преобразовательное устройство (ППУ). Для уменьшения потерь энергии принятых СВЧ сигналов и увеличения чувствительности приемника ретранслятора входные усилители, имеющие рабочую полосу частот 800 МГц, размещаются вне гермоконтейнерах в непосредственной близости от облучателей приемных антенн.

ППУ содержит три отдельных ствола, построенных по схеме с перестройкой частоты. В каждом из трех стволов ППУ осуществляются выделение сигнала одного частотного канала и обеспечение необходимого усиления. На входе ППУ включен коммутатор, позволяющей подключать второй и третий стволы к любой приемной антенне. Каждый ствол ретранслятора имеет полосу перестройки 200 МГц. Выделение сигнала заданного частотного канала в стволе осуществляется путем перестройки гетеродина 11 ГГц, имеющего дискретный шаг 19,18 МГц. Сигнал рабочего ствола из диапазона частот 17,3…17,9 ГГц переносится в первую ПЧ 6314 МГц, на которой с помощью полосового фильтра, имеющего полосу пропускания 30 МГц, производится его выделение из совокупности принятых сигналов.

Осуществление основного усиления, избирательности по соседнему каналу, коррекций характеристик группового времени запаздывания и ограничения по амплитуде принятого сигнала выполняются в тракте второй ПЧ 70 МГц наиболее простыми техническими средствами.

Перенос сформированного в диапазоне 70 МГц сигнала в диапазон выходных частот 11,7...12,3 ГГц с выполнением требований относительно заданного уровня помех в полосе соседних частотных каналов крайне затруднен, так как источником помех в данном случае является сигнал гетеродина. Поэтому в каждом стволе сигнал второй ПЧ 70 МГц предварительно переносится в третью ПЧ 714 МГц, а затем с помощью перестраиваемого гетеродина 11 ГГц, являющегося общим для входного и выходного смесителей, – в диапазон частот передачи. Частотный разнос принимаемых и передаваемых сигналов во всех случаях составляет 5600 МГц.

Для достижения необходимых уровней выходной мощности стволов в БРТК «Галс» в качестве выходных усилителей используется широкополосная ЛБВ типа «Шельф-1» и «Шельф-2». Усилители идентичны для всех стволов и имеют полосу пропускания не менее 600 МГц. Для уменьшения потерь СВЧ – энергии передающие устройства размещаются вблизи от передающих антенн, вне гермоконтейнера. Два ствола – первый и второй – с выходной мощностью по 85 Вт подключаются через мост сложения к антенне А1, третий ствол – 40 Вт к антенне А2.

Для точного наведения антенн передающих ЗС на БРТК «Галс» установлен передатчик «Маяк», излучающий на видимую со спутника поверхность Земли немодулированный сигнал частотой 11,7 ГГц. Гарантированная наработка 50000ч (при вероятности безотказной работы каждого ствола 0,95) обеспечивается выбором соответствующей элементной базы и введением в схему 100% резервирования всех функциональных узлов. Включение резервных комплектов осуществляется через блок управления ретранслятора по радиокомандам с Земли. Блок управления одновременно обеспечивает контроль работы отдельных приборов и всего изделия в целом по амплитудным и сигнальным датчикам телеметрической информации.

2. Бортовой ретрансляционный комплекс спутника непосредственного ТВ вещания «Галс - Р», общие сведения и основные технические данные.

БРТК «Галс-Р» является дальнейшей модификацией аппаратуры типа «Галс». Стволы БРТР спутника «Галс-Р» построены по схеме прямого усиления с однократным переносом спектров сигналов из диапазона приема 18 ГГц в диапазон передачи 12 ГГц. Для спутника «Галс-Р» выделено 16 частотных каналов, и все они задействованы. В выходных каскадах используются ЛБВ с мощностью насыщения 100Вт, что обеспечивает мощность сигнала на выходе ствола 87Вт. Уменьшение по сравнению с БРТК «Галс» мощности сигнала на выходе ствола стало возможным благодаря появлению приемных установок с Т_ш = 60…80К, а БРТК «Галс» рассчитан на работу с приемными установками, Т_ш которых не превышает 250…300К.

Рисунок 5.9 Упрощенная структурная схема БPTK «Галс-Р»:

ΚУ – канальный усилитель; Прд – передатчик; Прм – приемник;

ПС – поляризационный селектор; ПФ – полосовой фильтр.

Спутник «Галс-Р» диапазона 18/12 ГГц обеспечивает организацию четырех независимых приемных сетей непосредственного ТВ вещания. В каждой из трех зон обслуживания, образованных лучами узких независимо перенацеливаемых приемопередающих антенн с шириной диаграммы направленности 2,8×2,8° (ΑΙ, Α2 и АЗ), осуществляется ретрансляция от четырех до восьми стволов шириной по 33 МГц. При использовании компрессионных цифровых методов уплотнения ТВ сигналов в каждом таком стволе имеется возможность передать от 4 до 8 ТВ программ и в каждой узкой зоне – 16...32 ТВ программы.

Приемная А6 и передающая А4 антенны спутника «Галс-Р» имеют ШДН 6,5×3° и могут быть ориентированы на большие зоны обслуживания с частичным или полным перекрытием малых зон по приему и передаче для организации обмена ТВ программами между большой и малыми зонами или для передачи централизованных программ. Антенна А6 обеспечивает прием сигналов всех 16 стволов, четных и нечетных, различающихся по поляризации. На антенну А4 подаются сигналы четырех четных стволов в одной поляризации. Это дает возможность подачи в широкую зону от 16 до 32 ТВ программ в цифровой форме.

Раздел 6

Дата добавления: 2015-10-31