Сначала в поляризаторе производится преобразование электромагнитного поля с вращающейся поляризацией в поле с линейной поляризацией. Для этого в отрезке круглого волновода, соединяющем выход облучателя параболической антенны со входом конвертора, дополнительно устанавливаются плоские продольные неоднородности. Благодаря им фазовые скорости распространения электромагнитных волн в волноводе, вектор напряженности электрического поля которых параллелен или перпендикулярен плоскости неоднородностей, различны. Если размеры и конфигурацию неоднородностей подобрать таким образом, что разность фаз ортогональных волн будет 90°, то электромагнитное поле с вращающейся поляризацией превращается в поле с линейной поляризацией.

В механическом поляризаторе выделение радиосигнала с требуемым направлением линейной поляризации осуществляется с помощью электрического вибратора, выполненного, например, в виде петли и установленного в волноводе после продольных неоднородностей. Выбором положения электрического вибратора добиваются того, чтобы он возбуждался радиосигналом с направлением поляризации, соответствующим передаваемой ТВ программе, выбранной для просмотра абонентом. Настроенный механический поляризатор обеспечивает развязку принимаемых антенной радиосигналов с различными направлениями поляризации до 25 дБ. При переходе на прием радиосигнала ортогональной поляризации следует повернуть электрический вибратор вокруг собственной оси на 90°. Все повороты вибратора производятся с помощью шагового двигателя.

Магнитный поляризатор конструктивно представляет собой ферритовый стержень с намотанной вокруг него катушкой, расположенный в волноводе, соединяющем облучатель антенны с конвертором, и создающий в нем продольное магнитное поле. Принцип действия магнитного поляризатора основан на эффекте Фарадея. В этом случае при распространении электромагнитной волны вдоль намагниченного феррита направление ее поляризации изменяется на некоторый угол, зависящий от длины феррита и величины магнитного поля, т.е. величины тока в катушке. Следовательно, изменяя величину тока в катушке, можно добиться совпадения направления поляризации электромагнитной волны на выходе поляризатора с нужным направлением поля на входе конвертора независимо от направления поляризации принятого радиосигнала.

Конверторы конструктивно выполняются по тонкопленочной технологии в виде СВЧ интегральных схем. В состав конвертора входят: ПФ 1, защищающий приемное устройство от воздействия помех по зеркальному каналу, малошумящий усилитель 2, преобразователь частоты 3 с гетеродином 5, работающим на частоте 10,8 ГГц, и стабилизированным диэлектрическим резонатором, широкополосный уси-

литель первой промежуточной частоты 4 (рис. 12.9) [2].

Внутренний блок спутникового приемного устройства состоит из усилителя первой промежуточной частоты 1, осуществляющего предварительное усиление принятых радиосигналов в диапазоне 0,95-1,75 ГГц, преобразова-

Рис. 12.9. Структурная схема конвертора

тепя первой промежуточной частоты во вторую, содержащего смеситель 2, гетеродин 6, ствольного фильтра 3, усилителя второй промежуточной частоты 4, частотного демодулятора 5, блока управления гетеродином 7, устройства обработки ТВ сигнала 8, устройства обработки сигнала звукового сопровождения 9, амплитудного модулятора с сумматором 10 (рис. 12.10). В различных моделях приемных устройств вторая промежуточная частота имеет значение от 70 до 612 МГц. Выбор желаемой ТВ программы обеспечивается настройкой гетеродина второго преобразователя на первую промежуточную частоту принимаемого радиосигнала. Для защиты от помех по соседнему каналу в тракт второй промежуточной частоты вкпючен ствопьный фильтр 3, который формирует требуемую полосу пропускания с достаточной избирательностью. Чаще всего используются фильтры на эффекте ПАВ, выполненные в виде микросхемы.

Спутниковое приемное устройство коллективного типа должно осуществлять одновременный прием всех ТВ сигналов, предназначенных дпя данной местности, в поносе частот шириной 800 МГц и дня двух направпении круговой поляризации. Следовательно, за поняризатором 3 с двумя выходами, осуществляющим разделение принятых антенной системой с позиционером 1 ТВ радиосигналов с различными направлениями круговой поляризации, должны располагаться два конвертора 4, 5, конструктивно объединеннью в наружном

(Выход ТВ сигнала)

Х (Выход по радиоканалу)

(Выход звукового сигнала)

Рис. 12.10. Структурная схема внутреннего блока

£9 lO 111

]l5 l6 17

26 27

in Us ~14

18 ll9

23 l24

29 i30

Ha rC CKTB

Рис. 12.11. Функциональная схема аппаратуры непосредственного приема ТВ сигналов со связных ИСЗ, устанавливаемой на ГС СКТВ

блоке 2 (рис. 12.11) [2]. Во внутреннем блоке 6 все преобразованные в конверторах ТВ радиосигналы поступают на соответствующие разветвители 7, 8, каждый из которых осуществляет их разветвление на несколько выходов по числу передаваемых на данную зону ТВ радиосигналов с одним из направлений круговой поляризации. Ко всем выходам разветвителей подключаются спутниковые тюнеры 9-14, каждый из которых с помощью перестраиваемого гетеродина выделяет только один радиосигнал, соответствующий определенной ТВ программе. С тюнеров выделенные и усиленные радиосигналы поступают на частотные демодуляторы 15-20. В видеоусилителях, входящих в состав демодуляторов, обеспечивается стандартный выходной уровень ТВ сигнала в 1 В, фиксируется минимальное значение ТВ

сигнала, за счет чего подавляется сигнал дисперсии. Далее демодулированные и усиленные ТВ сигналы, передаваемые, например, по стандарту системы цветного ТВ PAL, в транскодерах 21, 24 преобразуются в сигналы системы SECAM-III. Сигналы платных ТВ программ, подвергаемые на передающем конце кодированию, декодируются дешифраторами 22, 23. Затем в ТВ модуляторах 25-30 формируются стандартные амплитудно-модулированные ТВ сигналы в метровом или дециметровом диапазонах волн, используемых для наземного ТВ вещания. Причем выходы всех ТВ модуляторов непосредственно соединяются со входами головной станции (ГС) СКТВ. Принятые таким способом ТВ радиосигналы системы спутникового телевещания после дополнительных частотных преобразований в ГС непосредственно поступают в распределительную сеть СКТВ.

Контрольные вопросы

1. Охарактеризуйте основные принципы построения спутниковых систем связи.

2. Приведите структурную схему спутниковой системы передачи, поясните назначение элементов схемы.

3. Какие сообщения передаются по спутниковым линиям связи?

4. Какие основные службы радиосвязи организуются в спутниковых системах?

5. В чем состоит преимущество ГСО перед эллиптической?

6. С какой целью создаются системы связи с использованием ИСЗ на низких орбитах?

7. Поясните основные принципы построения низкоорбитальных спутниковых систем связи.

8. За счет чего возникает запаздывание сигналов в спутниковых системах связи?

9. Каким образом борются с эхосигналами, возникающими в спутниковых системах связи?

10. Как проявляется эффект Доплера в спутниковой связи?

11. В каких диапазонах частот работают спутниковые системы связи?

12. Поясните принцип многостанционного доступа в спутниковых системах связи.

13. В чем заключаются особенности передачи ТВ сигналов по спутниковым системам связи?

14. Дайте общую характеристику спутниковым системам связи Орбита , Экран , Москва .

15. С какой целью в спутниковой системе связи Орбита-2 осуществляются частотные предыскажения передаваемых сигналов?

16. Нарисуйте структурную схему нелинейного корректора, применяемого в спутниковых системах связи.

17. Каким способом реализуется система непосредственного приема ТВ сигналов со связных ИСЗ?

18. Назовите основные элементы структурной схемы конвертора, применяемого в системе НТВ.

19. Нарисуйте структурную схему спутникового приемного устройства коллективного типа, используемого в системе НТВ.

Список литературы

1. Справочник по спутниковой связи и вещанию / Под ред. Л.Я. Кантора. - М.: Радио и связь, 1988.-344 с.

2. Мамчев Г.В., Носов В.И. Спутниковое телевизионное вещание: Учеб. пособие. -Новосибирск; изд. Новосиб. электротехнического ин-та связи, 1993. - 82 с.

3. Кантор Л.Я. Спутниковые системы связи на низких орбитах Вестник связи. -1995.-№ 12.-С. 14-15.

4. Фреза Б. Системы низкоорбитальных спутников Сети и системы связи. - 1996. -№ 1.-С. 82-83.

5. Догерти Р. Новые приемники спутникового телевидения Сети. - 1995. - № 10. -С. 82-86.

6. Зайцев Д.Л., Кантор Л.Я. Перспективная система спутникового телевизионного вещания СТВ-12 Средства связи. - 1988. - № 1. - С. 17-22.

Часть III. Мобильная связь и системы беспроводного доступа

Глава 13. Сети подвижной радиосвязи

13.1. Краткая характеристика сетей мобильной (подвижной) радиосвязи

В последние годы наблюдается резкий рост числа пользователей радиосетей как у нас в стране, так и за рубежом. В ряде случаев такие сети целесообразно создавать не только для обеспечения связи между подвижными объектами, где таким сетям нет альтернативы, но и для организации связи между стационарными объектами. Достоинства радиосетей (беспроводных сетей) перечислены в табл. 13.1.

Во многих случаях окупаемость беспроводных сетей составляет 1-2 года. В то же время срок окупаемости проводных значительно выше. Проводные сети экономически нецелесообразны на местностях с малой плотностью населения, например в случае, когда требуется обеспечить телефонную связь с удаленной от райцентра фермой.

Таблица 13.1. Сравнение проводных и беспроводных сетей

Проводные сети

Беспроводные сети

Монтаж и пуск требуют много времени

Потери потенциальных доходов

Текущие сведения о размещении будущих абонентов критически важны и должны быть заранее известны

В некоторых местах организация проводных сетей затруднительна, легкость повреждения направляющих элементов сети

Повышенные затраты на обслуживание

Монтаж и пуск осуществляются бьютро

Доходы начинают поступать раньше

Точные сведения о размещении абонентов не имеют критического значения (важно знать плотность распределения абонентов на территории)

Радиосети идеально подходят для цветности со сложным рельефом

Пониженные затраты на обслуживание