Структурная схема
На рисунке приведена упрощенная структурная схема типовой земной станции.
Рисунок 2 – Структурная схема типовой земной станции
Станция содержит приемопередающую антенну, приемный тракт, включающий малошумящий усилитель, преобразователи частоты «вниз» и приемную часть модема (демодулятор), тракт передачи в составе модулятора, преобразователя частоты «вверх», усилителя мощности. Кроме того, в ЗС входят системы наведения, контроля и управления и дополнительное оборудование.
Функции основных элементов земной станции
Антенная система – преобразование электромагнитных волн в электрические токи и напряжения и обратное.
Малошумящее входное устройство – прием и выделение слабого полезного сигнала на фоне помех (шума), т.е. формирование отношения сигнал/шум.
Усилитель мощности – усиление полезного радиосигнала до требуемого уровня мощности.
Преобразователь частоты – перенос спектра радиосигнала из одной частотной области в другую.
Модем (модулятор/демодулятор) – преобразование цифрового сигнала, поступающего от оконечной аппаратуры пользователя (мультиплексоров, аппаратуры передачи данных и т. д.) в модулированный радиосигнал на промежуточной частоте (ПЧ) и обратное преобразование.
Дополнительное оборудование многообразно (ИБП, делители/сумматоры, направленные ответвители и т. д.) и выполняет различные функции. Конструктивно элементы станции могут быть объединены. Так, трансивер – это объединенные в один конструктивный элемент преобразователи частоты «вверх» и «вниз», а иногда и МШУ и усилитель мощности. Широко применяемый в настоящее время блок BUC (Block Up Converter) является конструктивным объединением преобразователя частоты «вверх» и усилителя мощности.
Отметим, однако, что никакое конструктивное объединение не исключает приведенное распределение по основным функциональным блокам и ни одну из перечисленных функций, выполняемых элементами ЗС.
5. Принципы построения приемной и передающей аппаратуры земной станции Передающие устройства земных станций
Эти устройства аналогичны передающим устройствам тропосферных линий связи. Частотная или фазовая модуляция колебаний осуществляется методами, используемыми в РРЛ прямой видимости и в тропосферных линиях связи .
На рисунке приведена структурная схема передающей части аппаратуры "Градиент", которая работает в полосе частот 5975…6225 МГц и устанавливается на каждый ствол земной станции (ЗС). Передаваемые сообщения (многоканальный телефонный сигнал или телевизионный сигнал совместно со звуковым сообщением) подаются на вход (Вх) модулятора (М). Здесь осуществляется частотная модуляция колебаний промежуточной частоты, которые поступают к преобразователям ПР. На выходе ПР получаются ЧМ колебания в указанной выше полосе частот мощностью 3 Вт. Последующие усиление (до 3 или 10 кВт) осуществляется в мощных усилителях (МУ) на клистронах с КПД не менее 25%.
Выходы МУ подключены к переключателю Пк, с помощью которого можно подключить к устройству сложения (УС) первый или второй комплект ПР и МУ и тем самым осуществить резервирование этих блоков (время переключения на резерв не более 200 мс). Отметим, что посредством УС к антенной системе можно подключить несколько таких же комплектов аппаратуры, то есть осуществить передачу через одну антенну нескольких стволов, каждый из которых занимает полсу 34 МГц. Контроль за работой осуществляется блоками К.
Рисунок 3 – Структурная схема аппаратуры «Градиент» (передающая часть)
Передающие устройства систем связи через ИСЗ отличаются от передающих устройств других систем связи, рассмотренных в предыдущих главах тем, что в них производится ограничение мощности и вводятся специальные сигналы дисперсии.