64. Спутниковые системы связи.

Искусственные спутники Земли (ИСЗ) связного назначения широко использу-ются для передачи различных сообщений, организации ТВ, телефонных, телеграфных и других каналов связи. Основной принцип создания спутниковых систем связи заключается в размещении ретрансляторов на ИСЗ. Следовательно, спутниковая система связи представляет собой РРЛ с одной промежуточной станцией, размещенной на ИСЗ. При построении спутниковых систем связи используются идеи и принципы, реализуемые в РРЛ.

По способу ретрансляции сигнала спутниковые системы делят на системы с пассивной и активной ретрансляцией.

Система, которая работает без бортовой аппаратуры, называется системой связи с пассивным спутником, или системой с пассивной ретрансляцией. В этом случае сигналы, посланные с Земли, отражаются поверхностью ИСЗ обратно без предварительного усиления. В качестве пассивных спутников могут использоваться как специальные отражатели различной формы. Система радиосвязи при наличии бортовой аппаратуры называется системой с активной ретрансляцией сигнала, или системой с активным спутником. При этом энергоснабжение бортового ретранслятора осуществляется от солнечных батарей, находящихся на ИСЗ. Активная ретрансляция является основной в современных системах передачи. Особенности передачи сигналов в спутниковых системах связи:

Запаздывание сигнала. Большая протяженность линий связи между ЗС и рен-транслятором, находящимся на борту ИСЗ, приводит к запаздыванию сигналов. Это определяется тем, что для прохожде¬ния расстояния между ЗС сигналу требуется время

t =Н/с где Н— расстояние от спутника до поверхности Земли, с = 3 108 м/с- скорость света. Из данного соотношения следует, что при Н = 36 000 км (случай геостационарного спутника) величина запаздывания составит приблизительно 250 мс.

Диапазоны рабочих частот систем связи через ИСЗ Выбор полос частот, выделяемых для работы систем связи через ИСЗ, определяется следующими основными условиями:

- особенностями распространения электромагнитных колебаний через атмосферу;

- интенсивностью шумов, вызванных радиоизлучениями различных внешних источников (Солнца, Луны, планет, атмосферы Земли и др.);

- простотой аппаратурной реализации антенн и приемных установок;

- возможностью локализации сверхвысокочастотного излучения бортовыми антеннами;

- возможностью работы систем связи через ИСЗ в выделяемых полосах частот совместно с другими радиослужбами при 65. Тропосферные, ионосферные и метеорные системы связи.

В зависимости от механизма распространения радиоволн, используемых для передачи сообщений, различают ионосферные, тропосферные, метеорные и космические системы.

Тропосферная радиосвязь, дальняя радиосвязь, основанная на использовании явления переизлучения электромагнитной энергии в электрически неоднородной тропосфере при распространении в ней радиоволн; осуществляется в диапазонах дециметровых и сантиметровых волн.

Электрическая неоднородность тропосферы (неоднородность её диэлектрической проницаемости e) обусловлена случайными локальными изменениями температуры, давления и влажности воздуха, а также регулярным уменьшением этих величин с увеличением высоты. Переизлучение энергии происходит в области пересечения диаграмм направленности передающей и приёмной антенн (см. рис. 10). Расстояние между пунктами передачи и приёма может достигать 1000 км. Однако на практике обычно сооружают линии радиорелейной связи, в которых Тропосферная радиосвязь используют во всех звеньях или только в некоторых из них. Протяжённость таких линий достигает несколько тыс. км.

Из-за малой интенсивности тропосферных неоднородностей (малых перепадов e) средняя мощность сигнала при Тропосферная радиосвязь очень низка и уменьшается с расстоянием R пропорционально 1/Rn, где n = 10—12. Постоянно происходят случайные изменения уровня радиосигнала (его замирания), вызванные пространственными и временными изменениями e. Поэтому при Тропосферная радиосвязь необходимо использовать передатчики большой мощности (1—50 квт), высокочувствительные приёмники, антенны больших размеров (до 40 м2), а также применять специальные методы передачи, позволяющие ослабить влияние замираний сигнала: передачу и приём одного и того же сообщения на нескольких несущих частотах; приём на пространственно разнесённые антенны.

Ионосферная радиосвязь посредством декаметровых радиоволн (частоты 3—30 Мгц), отражающихся от ионизированных слоев атмосферы. Для И. р. характерны большая дальность, малая скорость передачи сообщений, непостоянство среды распространения радиоволн (из-за тесной связи свойств ионосферы с солнечной активностью), ослабление и искажение сигналов (из-за флуктуаций диэлектрической проницаемости среды), многолучевое Распространение радиоволн и т. д. Для устойчивой И. р. с минимумом искажений сигналов применяют адаптивные системы с автоматическим запросом ошибоки с управляемым компандированием передаваемых сигналов. Для повышения пропускной способности используют системы уплотнения радиоканалов с передачей на одной боковой полосе частот. Создание цифровых радиоканалов позволяет использовать И. р. для передачи телефонных, телеграфных, фототелеграфных сигналов и данных в двоичной форме.

Метео́рная радиосвя́зь — вид радиосвязи, использующий отражение радиосигнала от ионизированных следов метеоров, сгорающих в атмосфере Земли. Обычно используемый частотный диапазон — от 20 МГц до 500 МГц, дальность связи до 2250 км. Метеоры, сгорающие в атмосфере Земли на высоте 120—70 км, образуют следы ионизированного газа, достаточно хорошо отражающие радиоволны. Время существования такого следа — от долей секунд до нескольких секунд, определяется размером сгорающей частицы. Плотность следов значительно увеличивается во время регулярных метеорных потоков.