Главная » Книги и журналы

1 ... 28 29 30 31 32 33

устанавливаемые на входе усилительного тракта, и шлейфы, отводящие мощность на выходе передатчика. Шлейфы и переключаемые запредельные волноводы позволяют снижать мощность на 10. ..20 дБ. Что касается аттенюаторов на pin-диодах, то их можно включать непосредственно в волновод (см. рис. 9.6). При использовании сдвоенных диодов (структур n-i-p-i-n) типа КА508А получаем простую диодную волноводную секцию. Изменением постоянного тока через диоды меняем их сопротивления и тем самым коэффициент отражения от диодной секции. Отраженную мощность отводят в балластную нагрузку циркулятора, устанавливаемого перед диодной секцией. Различные варианты схем аттенюаторов на волноводах и полосковых структурах с использованием pin-диодов рассмотрены в [9.5, § 5.1; 9.11].

Дадим ряд рекомендаций по вЬбору типов и режимов усилительных приборов. На частотах до 6...8 ГГц используют биполярные и МДП-полевые транзисторы, выше этих частот - ПТШ. Параметры транзисторов и гибридных схем на их основе, выпускаемых в России, хорошо представлены в [1.2]. Наряду с изготовлением транзисторов ведущие фирмы-производители электронных приборов выпускают усилители, выполненные в виде отдельных СВЧ интегральных схем (чипов) или микромодули, которые состоят из нескольких каскадов усиления с необходимыми цепями согласования. Такие чипы и модули обычно имеют согласованные вход и выход с ПЛ сопротивлением 50 Ом. Часть модулей предназначена для широкополосного усиления с полосой в октаву и более. Для передатчиков РРС больше подходят усилители, рассчитанные на более узкий диапазон частот, но с высоким коэффициентом усиления. Так, в диапазоне 2,5. . .15 ГГц существуют различные модули с выходной мощностью 30.. .35 дБм и усилением не менее 35 дБ.

В верхней части сантиметрового диапазона и в миллиметровом диапазоне серьезную конструкцию ПТШ составляют новые типы транзисторов. Для частот выше 15... 20 ГГц разработаны биполярные гетеро-транзисторы. На частоте 30 ГГц на таком транзисторе при выходной мощности 26 дБм получено усиление б дБ. Для миллиметрового диапазона выпускают мощные транзисторы с высокой подвижностью электронов (НЕМТ). В усилительном модуле на таких транзисторах получена выходная мощность 3,5 Вт на 34,5 ГГц. Все эти транзисторы и усилительные модули оформлены в виде ИС, выполненных на основе микрополосковой технологии.

В структурах СВЧ усилителей широко используют циркуляторы для развязки отдельных групп каскадов, схемы сложения для увеличения выходной мощности. Пример построения многокаскадного усилителя для передатчика цифровой РРС диапазона 3,7...4,2 ГГц приведен на рис. 9.21 [1.45]. Усилитель состоит из трех модулей: входного с Рвых = 500 мВт, предоконечного с Рвых = 1,5 Вт и оконечного с Рвых = 5 Вт в номинальном режиме усиления. Цифрами на рис. 9.21 указаны уровни мощности в дБм (децибелах по отношению к 1 мВт). В выходных ступенях первого и третьего модулей применены

Входной модуль

-\------1---------1

шШонечныа Ононечнш

W т нг

yj ,5

14,5

I п

ys моЗумь

15 :t

Рис. 9.21

схемы сложения мощностей. Для температурной стабилизации коэффициента усиления (допустимо отклонение в пределах 1 дБ в интервале температур 10...70 °С) использован управляемый от терморезисторов аттенюатор на pin-диодах VD1 и VD2.

Главной проблемой, которую приходится решать при выборе режимов транзисторов, является снижение нелинейных искажений усиливаемых сигналов до допустимого уровня. В ЧМ РРС этот уровень зависит от числа ТФ каналов, в ЦРРС - от скорости передачи и вида манипуляции. Выходную мощность выпускаемых в настоящее время ЛБВ и транзисторов принято указывать на уровне компрессии 1 дБ (Р 1дб), т.е. на уровне, где экспериментальный график Рвых = /(Рвх) отклоняется от прямой на 1 дБ. Этот режим обычно приемлем при усилении ЧМ радиосигналов или 4-ОФМ, но не годится для усиления сигналов КАМ, где существенно меняется амплитуда сигнала, причем требования к линейности усиления возрастают с увеличением числа позиций сигнала. Так, при усилении 16-КАМ максимальная мощность, снимаемая с ЛБВ или ПТ, должна быть снижена на 5.. .6 дБ по сравнению с Р 1дб, а при усилении 64-КАМ - на 10 дБ. Это означает, что ЛБВ и транзисторы необходимо выбирать со значительным запасом по номинальной мощности и работать с низким КПД (транзисторы в режиме А). Так, в схеме рис. 9.22 при снижении уровня возбуждения и переводе транзисторов в режим А для сигнала 64-КАМ получена мощность 0,6 Вт при допустимых искажениях на выходе.

Тракт усиления сигнала промежуточной частоты (рис. 9.22) состоит из буферного усилителя, ПФ, корректора группового времени запаздывания (ХГВЗ) и выходного усилителя ПЧ У1. В соответствии с рекомендацией МККР на вход тракта ПЧ (сопротивлением 75 0м) поступает сигнал с максимальным напряжением 0,3 В (эф). Нагрузкой выходного каскада является сопротивление варакторов смесителя СВЧ на ПЧ, величину которого, а также выходное напряжение [/д^ определяют при расчете смесителя (см. § 9.4). В тракте ПЧ предъявляют жесткие тре-

?......

Рис. 9,22

бования к линейности фазовой характеристики (отклонение ХГВЗ не более 15 НС в полосе радиоканала при усилении 4-ОФМ и не более 2 не при усилении 64-КАМ) и к равномерности АЧХ (отклонение не более 0,8 дБ при усилении 4-ОФМ и 0,2 дБ при усилении 64-КАМ). Чтобы в последующих каскадах СВЧ тракта искажения, вызванные паразитной амплитудно-фазовой конверсией, не выходили за допустимые пределы, интермодуляционные искажения должны быть ниже уровня сигнала более чем на 50 дБ.

Полосовой фильтр строят как пяти-семизвенный фильтр с характеристикой Ваттерворта. Усилители сигнала выполняют на ИС широкополосных усилителей. Например, при усилении сигнала на /пч = 70; 140 МГц можно использовать ИС S872 фирмы Temic Semiconductors.

Схема обеспечивает усиление Кр = 18...22 дБ в полосе 30... ...500 МГц при выходной мощности 40 мВт и уровне интермодуляционных искажений менее -55 дБ. Другая ИС той же фирмы, S868T, обеспечивает при тех же параметрах выходную мощность 20 мВт. Пример построения структуры трактов ПЧ и СВЧ активного ретранслятора приведен в [9.5, § 9.3].

Список литературы к гл. 9

9.1. Радиорелейные и спутниковые системы передачи / А.С. Немировский, О.С. Данилович, Ю.И. Маримонт и др.; Под ред. А.С. Немировского. - М.: Радио и связь, 1986. - 392 с.

9.2. Поборчий е.д. Радиорелейное оборудование Радуга-2 Электросвязь. - 1991. - N= 9. - С. 5-8.

9.3. Поборчий е.д., Радионов В.М., Райкин В.М. Радиорелейная система связи Радиус Электросвязь. - 1996. - № 9. - С. 30-34.

9.4. Николаев A.H., Сухомлин К.В., Широков В.е. Передатчик радиорелейной станции 11 ГГц на двух лавинно-пролетных диодах Электросвязь. -

1985, - N= 7. - С. 20-22.

9.5. Твердотельные устройства СВЧ в технике связи / Л.Г. Гассанов, А.А. Липатов, В.В. Марков, Н.А. Могильченко. - М.: Радио и связь, 1988. - 288 с.

9.6. Полупроводниковые приборы. Диоды высокочастотные, диоды импульсные, оптоэлектронные приборы: Справочник / Под ред. А.В. Голомедова. - М.: КУБК-а, 1997. - 592 с.

9.7. Рыжков А.е., Чечик И.е. Оптимизация энергетических характеристик варакторных СВЧ смесителей Изв. вузов СССР. Сер. Радиоэлектроника. -

1986. - Т. 29. - № 10. - С. 19-21.

9.8. Техническое состояние, тенденции развития и проектирования стабильных твердотельных генераторов и фильтров СВЧ малой мощности / А.И. Афанасьев, А.И. Алексейчик, Л.В. Бродуленко и др. Обзоры по электронной технике. Сер. 1, СВЧ-техника. - М.: ЦНИИ Электроника . - 1993. - Вып. 2. - 81 с.

9.9. Протопопов А.П. Расчет генератора СВЧ на полевом транзисторе с диэлектрическим резонатором Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ. - 1986. - Вып. 8. - С. 20-22.

9.10. Полупроводниковые приборы на горячих электронах и их применение в радиотехнике и связи / С.А. Корнилов, К.Д. Овчинников, В.Е. Широков, А.П. Шта-гер. - Л.: Изд. ЛЭИС, 1988. - 56 с.

9.11. Балыко А.К., Залялутдинова О.В., Ольчев Б.М., Юсупова Н.И. Выключатели и аттенюаторы на p-i-n-диодах Обзоры по электронной технике. Сер. Электроника СВЧ. - М.: ЦНИИ Электроника . - 1991. - Вып. 7. - 71 с.

ГЛАВА 10 Передатчики спутниковых систем связи и вещания

10.1. Общие сведения

Спутниковые системы электросвязи (ССЭ или СССВ) применяют с конца 60-х годов. К середине 80-х годов на них в мире приходилось около половины трафика. Полагают, что загрузка ССЭ останется высокой и в будущем, несмотря на конкуренцию волоконно-оптической связи. Первые доказали свою эффективность не только при передаче сообщений на большие расстояния, но и в качестве региональных систем. Они используют радиоканалы, соединяя земные станции (ЗС) через бортовой ретранслятор (БР). Последний размещают на космических аппаратах - искусственных спутниках Земли (ИСЗ). Основными видами сообщений, которые передают по ССЭ, являются телевизионные программы (ТВ) и их звуковое сопровождение (ЗС), телефония (радиовещание - РВ), многоканальная телефония (МТФ) и различного рода дискретная информация. Частным случаем служит информация газетных полос и обмен данными в компьютерной сети.

Службу связи разделяют на фиксированную (ФСС) и подвижную (ПСС). До конца 80-х годов ССЭ использовали в основном как ФСС. В них выделяют связные и вещательные системы. Последние называют еще и распределительными, а соответствующую передачу - циркулярной. Линии связи ЗС-БРв ФСС определяют какфидерные. Применение спутникового вещания в ФСС обеспечивает подачу радио- и телевизионных программ от источников их создания через центральную ЗС на узловые (УЗС) и абонентские (АЗС) земные станции и через них в системы эфирного вещания. Непосредственное вещание через БР отличается, тем, что АЗС напрямую соединена с приемным устройством абонента. Вещательные системы однонаправленные - симплексные. Связные системы - дуплексные. В них соединяемые через БР земные станции равноправны и передача сообщений происходит в двух направлениях. Первоначально дуплексная связь по каналам ССЭ осуществлялась между узловыми ЗС с большой загрузкой каналами МТФ. В последнее десятилетие XX века за рубежом широко применяют VSAT. Эта аббревиатура соответствует английскому наименованию - Very Small Aperture

Terminal, что дословно означает: терминал с очень малой апертурой (здесь - узкой диаграммой направленности антенн). Под терминалом понимают комплекс технических средств, обеспечивающий абоненту доступ к каналу связи. Системы VSAT предоставляют связь через бортовой ретранслятор широкому кругу абонентов. Последние работают на закрепленных или предоставляемых по требованию каналах. Разновидностью этих систем является абонентский терминал индивидуального пользования ( телефонная трубка ).

Развитие космических исследований в России позволило успешно решить одну из основных проблем электросвязи - обеспечить устойчивый прием центральных программ радиовещания и телевидения на всей территории страны. Спутниковые линии связи используют также для централизованной передачи изображений газетных полос (ИГП) фототелеграфным способом, телефонных и телеграфных сообщений и для передачи данных.

Характеристики профессионального оборудования как ЗС, так и БР, в частности передатчиков, существенно зависят от орбиты спутника. Близкое к стационарному положению БР на геостационарной орбите (ГЕО) упрощает наведение на него приемной антенны. Небольшой пространственный дрейф БР легко отслеживается системой наведения антенны, а иногда допускает ее установку в фиксированное положение. Это достоинство ГЕО. Значительное удаление орбиты от поверхности Земли (38 ООО км) требует применения передатчиков ЗС и БР значительной мощности и крупногабаритных антенн. Ретрансляторы размещаются на орбитах, лежащих в экваториальной плоскости, что затрудняет прием сигналов в высоких широтах.

Высокоширотные (приполярные) зоны обслуживают спутники, движущиеся по высоким эллиптическим орбитам (ВЭО). В апогее орбиты БР удален от Земли примерно на то же расстояние, что и спутник на ГЕО. В течение сеанса связи спутник перемещается по небесному своду, и антенна должна его отслеживать, а в конце сеанса - находить другой БР, входящий в зону видимости ЗС. Расстояние между БР и ЗС изменяется столь сильно, что приходится вводить регулировку мощности передатчика ЗС. В каждой из рассмотренных выше систем при большом удалении БР от Земли становится заметным запаздывание сигнала на трассе. Это создает определенные неудобства при обмене телефонными сообщениями.

10.2. Основные требования и параметры*

В спутниковом вещании различают диапазоны частот, выделяемые для передачи сигналов на линиях Земля - ИСЗ, и частоты распределительной сети ИСЗ - Земля. Распределительная сеть обеспечивает прием сигнала одного БР большим числом приемных пунктов.

* Раздел написан совместно с В.Е. Коротиным.

Передатчики земных станций работают на частотах 4,4. ..4,7; 5,7. ..6,4; 7,9. ..8,4; 10,95... 11,20; 12,50... 12,75; 14,0. ..14,5 ГГц и выше. Мощность передатчиков центральных ЗС составляет от единиц до десятка киловатт. Бортовые передатчики работают в качестве ретрансляторов сигналов земных станций. Их мощность невелика: от двухсот ватт (система Экран ) до нескольких десятков ватт на ствол. В большинстве случаев сигнал на борту не демодулируют, а спектр переносят в интервал частот распределительной сети. Приемопередающий тракт соединяют по промежуточной частоте (ПЧ). Для бортовых передатчиков характерно совместное усиление сигналов нескольких каналов одним усилителем. Полосы частот А/ств ствола (канала связи, обеспечиваемого обычно одним трактом усиления) значительно шире, чем это необходимо даже для передачи сигналов, формируемых на крупных узлах связи. Полную загрузку канала БР в этом случае обеспечивает многостанционный доступ (МД) к нему При МД ряд ЗС, иногда несколько десятков, работают в режиме передачи сигналов через один, общий для них ствол БР. Использовать общую полосу частот А/ств многими ЗС позволяет разделение радиоканалов по частоте, времени или коду.

Частотное разделение (ЧР) осуществляют наиболее просто. В полосе ствола БР каждой из ЗС выделяют свой участок. Суммарное колебание усиливают в радиотракте ствола БР. Эффективность усилителя .в таком режиме низкая. Это существенный недостаток МДЧР.

Возможности передающих устройств ЗС и БР используют лучшие при разделении радиоканалов по времени (BP). В кадре сообщения каждой передающей ЗС выделен свой интервал времени. На приеме ЗС выбирает фрагменты кадра, адресованные ей. Участвующие в обмене сообщениями ЗС могут находиться в зонах, обслуживаемых разными антеннами БР. Соответствующую коммутацию каналов выполняют на борту. Система связи с МДВР требует синхронизации действий ЗС и БР со стороны управляющей ЗС. Последняя использует для связи с БР собственные, командные радиоканалы. По мере развития техники часть функций управляющей ЗС передают ретранслятору. Повышение эффективности усилителей БР при МДВР достигают усложнением аппаратуры ССЭ. На практике применяют оба названных выше способа МД. Высокой помехоустойчивостью и скрытностью передачи сигналов обладает разделение каналов по коду (МДКР). Сигналы при этом передают одновременно и в общей полосе частот как псевдошумовые. Сообщение меняет параметры псевдошумовой кадровой последовательности, которая известна только корреспондентам данной линии связи. Полученные модулированные кадровые последовательности являются управляющими (модулирующими) колебаниями для радиопередающего устройства. Доступность спутникового канала радиосвязи с МДЧР и МДВР для прослушивания посторонними делает МДКР и другие системы, обеспечивающие скрытность передачи сообщений, перспективными не только в военных применениях.

Обработка сигналов. Сигнал ТВ при передаче предыскажают подобно тому как это делают при ЧМ радиовещании, и по тем же сообра-

ПЦ1В у

зт У

рвУ

7>J f , jalg

F3£ fiE.,

fm fn2 F

Рис. 10.1

жениям. Естественные свойства управляющего колебания восстанавливают в приемном устройстве. Улучшение соотношения сигнал-помеха для ТВ сигнала дает фильтр, ослабляющий низкие и средние частоты примерно на -12 дБ. Этим выравнивают распределение спектральной плотности модулированного колебания. Линейная предкоррекция видеосигнала делает его двухполярным и увеличивает пик-фактор. Последнее нежелательно, для сокращения динамического диапазона вводят двухстороннее ограничение (нелинейная предкоррекция). Требования электромагнитной совместимости спутниковых ЛС с радиорелейным выполняют введением в ТВ сигнал специальных сигналов дисперсии. Они уменьшают среднюю мощность помехи, которая может возникнуть в полосе любого ТЛФ канала РРС при ее работе на прием в полосе частот передачи БР. Причиной помехи может послужить неблагоприятное распределение спектральной плотности ТВ сигнала. Низкочастотный (единицы герц) сигнал дисперсии в приемном устройстве ЗС ослабляют благодаря фиксации уровня гашения. Указанные выше операции с ТВ сигналом выполняют на видеочастоте.

Частотное уплотнение сообщений. Рассмотрим в качестве примера модулирующий сигнал, принятый для системы Москва . Вещание в ней идет через специальный ствол ИСЗ Экспресс . Параметры ствола позволяют, пользуясь ЧР, вместе с ТВ изображением передавать два звуковых РВ сообщения (одно из них - звуковое сопровождение ТВ) и один канал ИГП. Звуковое сопровождение и сигнал РВ передают методом ЧМ поднесущих, которые выбраны равными 7,0 и 7,5 МГц соответственно. Номинальная девиация частоты поднесущих составляет ±150 кГц. Уровни поднесущих выбраны такими, что девиация частоты излучения от каждой составляет ±1,0 МГц. Высшая модулирующая частота в канале звука - 10 кГц. Существует возможность еще больше увеличить пропускную способность канала за счет передачи на поднесущей частоте 8,2 МГц сигналов ИГП или другой дискретной информации. Упрощенная структурная схема (рис. 10.1) иллюстрирует рассмотренные выше преобразования сигналов в модулирующее колебание. Расширение спектра модулирующего колебания до 8,5 МГц и появление в нем двух ЧМ сигналов с постоянной амплитудой и ме-. дленно меняющейся частотой при фиксированной номинальной девиации частоты ухудшает помехозащищенность ТВ сообщения. Распределенным между сообщениями ресурсом является номинальная девиа-

ция частоты; А/ном = к{итв + UbI + Un2) = kUmb.x- Она выбрана равной 15 МГц. Девиацию частоты от ТВ сообщения уменьшают на 1...2 дБ (от 15 до 13 МГц), что допустимо. Индекс модуляции для верхней модулирующей частоты при этом остается большим, чем два: Мтвв = А/твном/РвТВ = 13 10V6 10* > 2. Достаточную помехозащищенность РВ сообщений получают увеличением девиации частоты поднесущих, которую принимают в три раза большей, чем при радиовещании в диапазоне метровых волн. Во столько же раз возрастает индекс ЧМ на поднесущей и помехозащищенность этого сигнала. Полоса частот ЧМ сигналов на поднесущей существенно увеличивается. Приближенно она равна А/рв = 2,27;(1 + М^) = 2,2 10(1 +150 1010) = 352 кГц. Разнос между поднесущими выбран с учетом ширины спектров ЧМ РВ сигналов: fi2 - fn 0,50 МГц, что больше, чем найденная выше полоса А/рв.

Временное уплотнение сообщений. На отечественных линиях ССЭ действует многоканальная аппаратура, формирующая цифровой информационный поток (ЦИП) из сигналов телефонии. В спутниковой системе Орбита-РВ длительность кадра выбрана равной 125 мкс. Ее делят поровну между сигналами многоканального цифрового РВ и МТФ с временным разделением каналов. Каналы РВ высшего класса качества передают, дискретизируя аналоговый сигнал с частотой /дис = 32 кГц. Применяют десятиразрядное кодирование. Период следования отсчетов Го = 1 дис ~ 30 мкс. Это значительно меньше длительности полукадра. Последний содержит информацию о нескольких отсчетах из разных сообщений. В состав передающей аппаратуры введен временной компандер, в свою очередь сокращающий временной интервал между соседними отсчетами. Всего для сигналов РВ выделяют два ЦИП со скоростями 2,048 Мбит/с. Передачу одного канала РВ по высшим классам качества обеспечивает ЦИП со скоростью 320 кбит/с. Объединяя ЦИП, аппаратура Орбита-РВ формирует модулирующий сигнал со скоростью около 10 Мбит/с. Это позволяет передавать в каждом из цифровых каналов ствола до шести РВ программ по высшему классу качества или десять по первому. Для радиопередатчика имеет значение единственный параметр ЦИП - его скорость.

В связных системах, в том числе подвижных, телефонию передают в основном в цифровой форме. Так работают на магистральных линиях и в системах VSAT. Скорость цифрового потока у последних принимается небольшой - от 64 кбит/с в режиме один канал на несущей и до 2,048 Мбит/с при МТФ.

В системах централизованного и непосредственного вещания передача ТВ в цифровой форме вытесняет аналоговый вариант. Современные системы кодирования уменьшают скорость цифрового информационного потока (ЦИП), соответствующего ТВ сообщению, до 7 Мбит/с. Это позволяет разместить в полосе ствола до 10 ТВ каналов.

Управление колебаниями. Частотная модуляция служит основным способом при передаче ТВ сигналов в аналоговой форме. Многоканальная телефония применяет импульсно-кодовую модуляцию при

создании группового сигнала и фазовую (ФМ) или относительную ФМ (ОФМ) манипуляцию в радиочастотном тракте. Линии спутниковой связи являются элементами Единой автоматизированной сети связи. Требования к каналам связи задают для сети в целом. Передатчики ЗС и бортовые являются элементами тракта. Их параметры определяют в процессе проектирования линии с учетом свойств других элементов системы. Максимальную девиацию частоты в диапазонах ниже 10 ГГц принимают обычно 10... 15 МГц. В диапазоне 12... 14 ГГц из-за сильных селективных замираний в атмосфере рекомендуют меньшую девиацию (A/max = 6,0 МГц). Исследования искажений ЧМ сигналов в радиочастотных трактах показали, что для высококачественной передачи необходима полоса частот 25.. .27 МГц для A/max = 6,0 МГц и около 35 МГц при большей девиации. Отклонение АЧХ от среднего значения в полосе частот не должно превышать 1,0 дБ, а допустимое отклонение характеристики группового времени задержки (ХГВЗ) от среднего составляет единицы наносекунд. Такой тракт пригоден и для передачи информации в цифровой форме со скоростью несколько десятков мегабит в секунду. Многоканальная работа при ЧМ предъявляет высокие требования к линейности статической модуляционной характеристики модулятора. Коэффициент вэаимомодуляционных искажений должен быть меньше -40 дБ. Этим требованиям отвечает ЧМАГ, упомянутый в гл. 9. Требования к линейности тракта усиления обсуждены в § 10.5.

Характерной особенностью передачи сигналов в ССЭ является та их обработка, которую выполняют на БР. Обязательной операцией является перенос радиосигнала из диапазона частот линии связи ЗС-БР на частоты передачи ретранслятора. Ее выполняют без демодуляции и обработкой сигнала не считают. Примером обработки сигнала на борту служит регенерация модулирующего цифрового потока, которая устраняет ошибки в кодовых посылках, возникающих на трассе ЗС-БР. Операции обработки осуществляют до модулятора передатчика БР.

Системы спутниковой электросвязи. В нашей стране действуют национальные системы вещания Экран , Москва и Москва глобальная , многофункциональная Орбита , ведомственные ( Ямал ОАО Газпром ) и региональные (табл. 10.1). Национальные системы созданы давно и нуждаются в модернизации. Первую по времени ввода в эксплуатацию ССЭ Орбита при модернизации переименовывают в Рабиту . Система Экран также морально устарела, и ее предлагают заменить более совершенной. Дальнейшее развитие передающей техники спутниковой связи видят в увеличении числа стволов в одном ИСЗ. Прогнозируют, что умощнением тракта усиления и расширением его полосы частот число стволов на борту возрастет до 40 и более при близком к предельному уровне сигнала в каждом стволе. Предстоит и частично осуществлен перевод ТВ каналов на цифровой метод передачи. Большое внимание уделяют улучшению эксплуатационных характеристик оборудования, прежде всего увеличению срока службы БР. Усовершенствуют аппаратуру управления и коммутации с целью расширения возможности

о о S S

, я.

Т н

а

О

6 S S с

3- J ь

? I I и

1 я I о

2 t о ч

г- 1 г-

Ci

s s I

°- °- r-

tt ii °

1Л

о

ООО m (T) Щ cq cq l

О Ш

о о x cl

I о s

о

CO 00 CM

0 о <N

ii ii й

о

о

. 03 fO .-I

о o o CO CO * lo

о

о

1Л

5 5 2

т е т

5 Т

И

п

q- о.

x cq

о- q.

в в

н н

cq cq

и со I-

Z й г

о m U ш 5

I к

>>.

U и X U U

I i: ж S oi

a. с

Cl ,-1 Ol О Ol О

00 CM

8

cl q: cl J-

4 CJC5

5 55

<U <U <L I (0 s

ma I

о (Л

многостанционного доступа к каналу связи. Работа на борту идет, естественно, без присутствия обслуживающего персонала, но она находится под контролем управляющей ЗС.

Госкомитетом РФ по связи и информатизации совместно с Российским космическим агентством модернизируемый спутник Ямал рекомендован для использования в ФСС. Для обеспечения вещанием и связью высокоширотных территорий предлагают спутник Полярная звезда , работающий на ВЭО. Система Ямал по времени создания является одной из последних и лучших в нашей стране. Ее основные характеристики в 1998 г.: число спутников - 2, орбита ГЕО, диапазон частот 6/4 ГГц, вид доступа МДЧР, скорость передачи информации от 2,4 кбит/с до 8,192 Мбит/с. Новую систему спутникового цифрового ТВ создает ОАО Газком . В ней предусмотрена передача одной ТВ программы со скоростью ЦИП 7 Мбит/с в полосе частот 6 МГц или четырех со скоростью 32 Мбит/с в полосе 27 МГц. Земные станции системы связи Ямал имеют мощность передатчика от 5 до 700 Вт, диапазон частот приемника 3,65.. .4,15 МГц, а передатчика 5,975.. .6,425 ГГц. HJar сетки несущих частот 2,5 кГц. Предусмотрена передача синхронных и асинхронных ЦИП со скоростью до 8,448 Мбит/с. Станции потребляют мощность от 1,5 до 18 кВ-А, наработка на отказ в районах Крайнего Севера не менее 15 тыс. ч.

Примером современного аппарата может служить и спутник Экс-пресс-М , введенный в опытную эксплуатацию в 1999 г. Основные параметры его БР: орбита ГЕО, диапазон частот 14/11 ГГц, число стволов до 30, все с полосой частот 36 (72) МГц. Срок его службы предполагают довести до 12 лет. На модификации Экспресс-Д , работающей в диапазоне 6/4 ГГц, размещают не менее 24 стволов с полосой 36 МГц. К новому поколению принадлежат и спутники серии Галс .

Большое внимание уделяют созданию систем связи с помощью спутников на низких орбитах (сотни километров) и средних (около 1000 км) круговых орбитах. Бортовой ретранслятор на такой орбите имеет сравнительно небольшие зоны обслуживания и быстро уходит из зоны радиовидимости. К достоинствам таких орбит относят:

малое затухание на трассе, что позволяет применять сравнительно небольшие антенны и работать с маломощными передатчиками ЗС и БР;

малые массы соответствующих БР и невысокую стоимость их вывода на орбиту, значительно меньшую, чем при других орбитах; для их запуска можно использовать боевые ракеты, снимаемые с вооружения;

малое запаздывание сигнала на одном участке приемопередачи, которое способствует прохождению сигнала по цепочке бортовых ретрансляторов, что расширяет зону действия системы в целом.

В России, как и в других странах, рассчитывают на увеличение спроса на спутниковую подвижную связь. В настоящее время ведется разработка системы Марафон на базе спутников Аркос , выводимого на ГЕО, и Маяк , работающего на ВЭО. Данная система обеспечит связь между объектами воздушной, морской и сухопутной служб подвижной связи, работающими как на территории РФ, так и за ее пределами.

614 .

Отметим, что быстрое развитие различных ССЭ основывается на использовании канала радиопередачи с названными выше параметрами. Он пригоден для целей вещания и связи при всех вариантах многостанционного доступа как при аналоговом, так и при цифровом способе передачи сообщения.

Передатчики тропосферных линий связи. Создание спутниковой связи повлияло на применение тропосферных линий, использующих эффект рассеяния дециметровых и сантиметровых волн на диэлектрических неоднородностях нижней части атмосферы Земли. Их по-прежнему применяют в качестве магистральных в малонаселенной и труднодоступной местности, в частности в районах Крайнего Севера. В основном тропосферную связь рассматривают как резервное средство,. она же обеспечивает внутризоновую и местную связь.

Мощность передатчиков определяется протяженностью участков переприема. На коротких, длиной менее 300 км, передают до 120 ТЛФ каналов при выходной мощности единицы киловатт. На более протяженных участках число каналов уменьшают до 12, а мощность доводят до десятка киловатт. Групповой сигнал формируют с помощью типовой аппаратуры методами частотного и временного разделения каналов. По Регламенту радиосвязи для тропосферных линий отведены полосы частот в диапазоне 0,8. ..8 ГГц. В отечественной практике используют диапазон 0,8... 1,0 ГГц.

Для линий тропосферной связи большое значение имеет борьба с селективными замираниями. В системе Сатурн с этой целью применяют разнесение передаваемого сигнала по пространству и частоте. Создают-два радиоканала, в каждом из них формируется сигнал на трех разнесенных по частоте поднесущих. Все вместе они образуют сетку из шести эквидистантных частот, используемых для передачи одного сообщения. На приеме осуществляется обработка сигнала, которая обеспечивает высокую надежность канала связи в любых метеорологических условиях во все времена года. Требования к передающей части тракта передатчиков тропосферной связи в целом те же, что и для обычных РРС.

Большой интерес проявляют к подвижным средствам, в том числе для ведомственных систем. Они широко распространены в военных применениях [10.6]. Различают тяжелые (с мощностью передатчиков до 10 кВт), средние (2,5 кВт) и легкие подвижные станции. Используют диапазоны 0,75... 1,00; 2,0...2,5; 4,4...5,0 и 7,1...8,5 ГГц.

Оконечные усилители мощности станций различного назначения от 1 кВт строят на многорезонаторных клистронах и ЛБВ. В возбудителях применяют синтезаторы с дискретной сеткой частот при шаге 2,5 кГц и более. Аппаратура подвижных станций обеспечивает передачу 60 и более каналов телефонии в аналоговой или цифровой форме. Как и в стационарных станциях, основными способами управления колебаниями служат частотная модуляция и фазовая манипуляция. Другие сведения о передатчиках спутниковых и тропосферных линий связи приведены в [1.1], специальные вопросы рассмотрены в [10.2-10.6].

10.3. Составление структурной схемы

Рассмотрим в качестве примера укрупненную структурную схему (рис. 10.2) передатчика ЗС, обслуживающего два ствола. Их высокую надежность обеспечивает резервирование замещением. В каждом стволе один передатчик работает, другой - резервный. Сигнал того ствола, который служит для передачи программ телевидения (ПТВ), создают в аппаратуре уплотнения телевизионного канала (АУТК). Второй ствол используют для многоканальной телефонной связи. Его групповой сигнал создают в каналообразующей аппаратуре (КОА). Он за счет вторичного уплотнения может включать в себя сигналы многоканальной телеграфии, а также использоваться для передачи данных. Выходы передатчиков соединяют с антенно-волноводным трактом (АВТ) через разделительный фильтр (ФР), подобный применяемому в ТВ радиостанциях.

Обратимся к структурной схеме собственно передатчика. Она отличается от рассмотренных в гл. 9 введением оконечного усилителя мощности на клистроне или ЛБВ (рис. 10.3). На схеме весь предварительный тракт условно показан как ЧМ модулятор 1, подробнее раскрыты элементы оконечного каскада. На входе установлен аттенюатор 3, регулирующий уровень мощности возбуждения, корректор ХГВЗ 5, если он необходим, и развязывающие устройства 2, 4, б. Последние обеспечивают работу предварительного тракта на согласованную нагрузку, согласование корректора по входу и выходу, а также независимость характеристик усилителя от длины соединительного фидера между источником возбуждения, которым в данном случае служит элемент б, и усилителем 7. В качестве развязывающих устройств применяют ферритовые вентили и циркуляторы. Оконечный усилитель нагружают на фидер с небольшим КСВН. Это достигают включением развязывающего устройства высокого уровня 8. Высшие гармонические колебания на выходе усилителя ослабляет фильтр 9.

В бортовых, а иногда и в земных передатчиках применяют совместное усиление сигналов нескольких стволов в общем тракте (режим МДЧР). i/gf Для примера изображена схема совмест-ного усиления сигналов двух стволов (рис. 10.4). Модуляцию осуществляют на ПЧ, которую выбирают такой же, как и в РРС (см. гл. 9). Имеется два модулятора Ml и М2 - по одному для каждой частоты излучения /oi и /02. Модулиро-

У

т

и

Рис. 10.2

пТп

5 в Рис. 10.3

ГОЧ УМ!

т

в стШ г

Рис. 10.4

	упч к		юпч			угпч 2ППЧ у
						О			>

>20дБ

твол 2

ванные колебания частот излучения получают с помощью смесителей 1ППЧ и 2ППЧ (повышающих преобразователей частоты). На схеме они показаны как модуляторы, что отвечает принципу их действия. Две ступени повышающих преобразователей частоты с промежуточными частотами 70 и 1000 МГц применяют для лучшего подавления неиспользуемых продуктов преобразования частоты. Генератор опорных частот (ГОЧ) - общий. Частоту его колебаний стабилизируют с помощью кварцевого резонатора. Колебания ГОЧ служат для создания гетеродинных частот /г1 и /г2, которые получают на выходах умножителей УМ1 и УМ2. Другие, более сложные варианты построения устройств формирования гетеродинных колебаний, образующих сетку частот, даны в гл. 4. Усиление модулированных колебаний осуществляют сначала раздельно, а потом совместно, как показано на рис. 10.4. Раздельное усиление снижает уровень взаимомодуляционных искажений, но усложняет схему. Сложение сигналов на частотах излучения выполняют с помощью разделительного фильтра или посредством мостовой схемы. В последнем случае половину мощности каждого из трактов рассеивают в балластном резисторе моста сложения. Оконечный усилитель (ОУ) работает в режиме совместного усиления двух модулированных колебаний.

Структурная схема передатчика бортового ретранслятора включает (рис. 10.5) усилитель промежуточной частоты (УПЧ), повышающие преобразователи частоты (один или два) и усилитель мощности (УМ). Такую же схему имеют одноствольные передатчики ЗС, когда они служат ретрансляторами сигналов РРС, соединяющих источник формирования программ со станцией спутниковой связи.

Обсудим один из возможных вариантов построения структурной схемы передатчика дальней тропосферной линии связи (рис. 10.6). Блок формирования на ПЧ сигналов, подлежащих передаче по радиоканалу, условно показан как ЧМ модулятор. Способ формирования радиосиг-

Vayi

гоч

См1 foi ПФ1 ПУ1\

Рис. 10.6

налов аналогичен принятому в схеме рис. 10.4. В дальнейшем их усиливают, а иногда и излучают раздельно. Для получения на выходе радиоканалов требуемой мощности и повышения надежности оконечные усилители строят по схеме сложения мощностей.

Разработку структурной схемы начинают с выбора номинальной мощности и числа оконечных усилителей. Соображения по выбору ЭВП даны в § 1.5. Для выбранного прибора по паспортным данным находим число источников питания, их напряжения и токи. Коэффициент усиления принимается номинальным А'рном, а мощность предварительного тракта Рвозб 2Р.. \рном- Двукратный запас мощности Рвозб необходим для покрытия потерь во входной цепи оконечного усилителя (см. рис. 10.3). Тракт предварительного усиления проектируют по рекомендациям гл. 9.

10.4. Построение схемы оконечного усилителя

Выходная цепь. Возбуждаемому электронным потоком резонатору, связанному с нагрузкой фидерной линией, соответствует эквивалентная схема (рис. 10.7,а). Наведенный ток протекает во внешней цепи, представленной парой комплексных проводимостей Y и УвнЛг- Собственная ( холодная ) проводимость У^дг складывается из проводимости потерь С^дг в резонаторе и реактивной составляющей \Bj = i(l + AfrN/fN)/ZcN- В этой формуле Zcn - характери-

СУ ру

Рис. 10.7

стическое сопротивление резонатора; AfN - расстройка ненагруженного резонатора относительно его резонансной частоты f. Последнюю принимают равной частоте излучения (несущей). Активная составляющая GbhW проводимости Увнлг учитывает передачу энергии в полезную нагрузку (фидер). Она зависит от величины сопротивления связи резонатора с фидером. Реактивная составляющая iBbhJV появляется при работе на несогласованный фидер. Процесс взаимодействия электронов с электрическим полем зазора порождает проводимость электронного потока YeM = GN + \Вем Частотные свойства резонатора определяет полная проводимость Удг = Yf + Yn + YeN- На резонансной частоте РеУдг = Gjv = CxN + GsnN + GeN: а мнимая lm Y}vf = 0. Эквивалентное, пересчитанное к зазору сопротивление нагрузки 7?,элг = 1/{GbhN + Gxn)-Цепь возбуждается генератором тока, комплексная амплитуда которого 7дг = /?jv7eijv. Она задана коэффициентом злектронного взаимодействия /?лг и первой гармоникой конвекционного тока leiN- Эта функция практически линейна при небольших относительных амплитудах напряжения на зазоре, когда <Jjv = Un/E 0,8. Напряжение на зазоре Un = fNhiN/YN = PnIsinZm-

При увеличении коэффициента использования напряжения <дг рост КПД замедляется вследствие уменьшения наведенного тока. Это обстоятельство учитывают в эквивалентной схеме введением зависимости тока генератора (коэффициента взаимодействия /?лг) и проводимости Gejv от напряжения {/дг.

Выходную цепь характеризуют коэффициентом передачи 7\вых = = Uh/Un: где комплексные амплитуды напряжения на нагрузке (падающей волны в выходном фидере), и Um на зазоре. Он равен

Т^вых = x/SWiJZcN

в передатчиках спутниковой и тропосферной связи чаще всего используют клистроны с внутренними резонаторами (рис. 10.7,6). Выходной резонатор такого прибора имеет фиксированную связь с нагрузкой (фидерной линией). Эквивалентное сопротивление нагрузки выходного резонатора КэМ, пересчитанное к зазору, при работе на согласованный фидер (КСВН и 1) определяет конструкция прибора. Оно не регулируется. Максимальный КСВН на выходном фидере (в месте соединения последнего с ЭВП) не превышает обычно 1,1... 1,2, но активная и реактивная составляющие входного сопротивления фидера все же зависят от длины фидера. Вносимое реактивное сопротивление компенсируют соответствующей расстройкой резонатора. Изменения активной составляющей входного сопротивления не желательны. Их устраняют включением в выходной фидер согласующего устройства (СУ).

Цепи промежуточных резонаторов. Преимущественное распространение имеют одиночные контуры. Их цепи подобны выходной, если конструкция прибора предусматривает связь с внешней нагрузкой. Чаще их затухание подбирают введением специальных поглощающих покрытий. Требуемую проводимость Gn устанавливают при изготовлении прибора так, чтобы иметь необходимое полное затухание данного резонатора.

Входная день (рис. 10.8, а) включает источник возбуждения 1, развязывающее ферритовое устройство - вентиль или циркулятор 2, входной резонатор и соединительные фидеры W1 и W2. Развязывающее устройство обеспечивает работу возбудителя на согласованную нагрузку и независимость АЧХ клистронного усилителя от длины фидерной линии, соединяющей его вход с возбудителем. Возможность такого влияния вызвана отсутствием согласования на фидере W2. Связь его с резонатором подбирается Рис. 10.8 такой, которая позволяет использовать ча-

стотные свойства входного контура при формировании АЧХ усилителя в целом. Мощность возбуждения клистронного усилителя в соответствии с принятой схемой входной цепи определяют как мощность падающей волны во входном фидере W2. В полосе частот значительная ее часть отражается от нагрузки. Развязывающее устройство рассчитывают на рассеяние мощности не меньшей, чем Рвх- При анализе частотных характеристик вводят в рассмотрение комплексный коэффициент передачи А'вх, под которым понимают отношение амплитуд напряжения Ui на входном (п = 1) зазоре и падающей волны f/вх во входном фидере, т.е. А'вх =г= Ui/Ubx- Амплитуда Г/вх задана Э.ДС е генератора напряжения с внутренним сопротивлением г, = Wx (где Wx - волновое сопротивление фидера): U-sx = £/2. ЭДС определяется мощностью возбуждения £ = г/8РвхЖзх. Отсюда следует А'вх = 2Ui/e = vWPcTQi, где Zci - характеристическое сопротивление входного резонатора; Z\ - полное сопротивление, пересчитанное к зазору. Пример схемы клистронного усилителя дан в § 7.4. Входную и выходную цепи ЛБВ строят аналогично клистронным.

10.5. Выбор режима усилителей

При рассмотрении параметров ламп СВЧ в § 1.5 отмечалось, что клистроны и ЛБВ желательно применять в режимах, которые определены техническими условиями на изделие. Режимом усилителя задают значения токов и напряжений в его схеме. Принятая у тетродных и транзисторных ГВВ классификация режимов для клистронных не пригодна. Выбор режима подразумевает установление значений напряжения на аноде Е^ тока катода / и мощности возбуждения Рвх, обеспечивающих получение требуемой мощности Р^ в нагрузке. Такой подход позволяет ограничиться рассмотрением внешних параметров прибора СВЧ. Амплитудная характеристика (АХ) представляет зависимость мощности в нагрузке Р.. от мощности возбуждения Рвх при постоянных Еа, и /к (рис. 10.9). Нелинейные свойства усилителя выражаются в уменьшении коэффициента усиления мощности Кр = 10lg(P/PBx) в сравнении с малосигнальным по мере роста уровня входной мощности.

1>

-S У	<

0,5.

Рис. 10.9

Они обусловлены особенностями процессов группировки электронов и их взаимодействия с электрическим полем у клистрона в выходном зазоре. В качестве оптимального на рис. 10.9 принят режим, в котором уменьшение усиления равно -4 дБ.

В передатчиках с угловой модуляцией нелинейность АХ значения не имеет. Выбор режима, близкого к максимальному, дает в этом случае высокие энергетические показатели и способствует уменьшению паразитной AM. Тем не менее паразитная AM на входе прибора должна быть возможно меньше. В клистронах и ЛБВ имеет место преобразование AM входного колебания в сопутствующую ФМ выходного, называемое амплитудно-фазовой конверсией (АФК). Данное свойство приборов с длительным взаимодействием отражает фазоамплитудная характеристика (ФАХ) Д^з = /(Рвх). В любом случае окончательно режим определяют по выполнению требований к качеству передачи сообщений и совершают это на этапе натурного эксперимента.

Клистроны и ЛБВ усилителей мощности ЗС при передаче сигналов на борт ИСЗ, находящегося на геостационарной орбите, работают в стационарных режимах. Перемещение ретранслятора по ВЭО делает желательной регулировку уровня излучаемой мощности ЗС по мере изменения высоты орбиты. Наиболее проста регулировка мощности возбуждения, она может быть глубокой и не впияет на параметры канала связи. Недостатком ее является уменьшение и без того невысокого КПД усилителя. Это не только ведет к излишним затратам энергии источников питания, но и требует внимания к проблеме рассеяния тепла на коллекторе. Экономичнее регулировка мощности клистронного усилителя изменением ускоряющего напряжения, но она не может быть глубокой. Более чем двукратное снижение уровня выходной мощности по отношению к номинальной ухудшает параметры передающего тракта. Непросто выполнить и регулировку высокого ускоряющего напряжения.

Для выбора режима совместного усиления сигналов, передаваемых ЗС одновременно на двух несущих частотах, служат результаты их расчетов на ЭВМ и экспериментальные данные [10.7]. Характерные данные представлены на рис. 10.10 и 10.11. На первом даны значения уровня комбинационных колебаний третьего порядка 7\з от величины потерь мощности прибора. Последние оценивают отношением пиковой мощности сигнала к номинальной, т.е. Р^ = Р..пик/~ном- Равно-мощные сигналы, естественно, порождают более высокий уровень комбинационных колебаний и заметно ослабляют друг друга (рис. 10.11), снижая примерно на 3 дБ коэффициент усиления при максимальном использовании прибора по сравнению с усилением в линейном режиме.

О 0,4 Р~пик/Р~ш Рис. 10.10

О OA Р-пик/Р-ном Рис. 10.11

0,г 0,f Р~пт1Р~иом Рис. 10.12

Совместное усиление сильного и слабого сигналов (отношение мощностей 10:1) при допустимом уровне комбинационного колебания (около -30 дБ) приводит к более чем двукратной потере мощности прибора. Слабый сигнал при этом уже не отвечает исходному отношению мощностей 10:1. Ослаблен и сильный сигнал. Уровень слабого сигнала по отношению к сильному уменьшен так, что их отношение мощностей составляет в номинальном режиме 10:0,05 (рис. 10.11). На этом рисунке параметр М указывает отношение мощности сигнала в двухчастотном режиме к его же мощности в одночастотном, когда мощность возбуждения поддерживают неизменной.

Бортовые ретрансляторы проектируют с учетом возможного их применения в режиме МДЧР. В таких режимах, как и в рассмотренном выше, причиной взаимомодуляционных искажений служит не только нелинейность АХ, но и ФАХ прибора. У приборов СВЧ роль АФК велика, а иногда и является определяющей при выборе режима усилителя. Современные методы исследования преобразования спектра сигнала в цепях с комплексной нелинейностью, т.е. обладающих АХ и ФАХ, позволяют анализировать богатые спектры входных сигналов [10.8]. Некоторые из результатов таких исследований используем ниже при выборе режимов усилителей на клистронах и ЛБВ; В практически значимых случаях нормированную АХ этих СВЧ приборов можно представить в виде tBbix = 2/i(l, SC/gj,). где Jl - функция Бесселя первого рода первого порядка, С/вых - нормированная к номинальной амплитуда выходного сигнала (С/ых = С^вых/ном 1), а Uy. - то же для входного

(f/вх = С^вх/С/ном 1). ,

Зависимость начальной фазы от амплитуды (ФАХ) аппроксимируют параболой: АФ = BUlY, гй В - коэффициент, связанный с приводимым в справочных данных коэффициентом АФК (А'дфк) соотношением В = 4, 6А'афк, причем В выражено в рад, а Адфк - в рад/дБ. Значения коэффициента В у современных приборов лежит в'интервале 0,12...0,25 рад. Уже при В = 0,125 вклад АФК в интермодуляционные колебания равен вкладу от нелинейности АХ. Для выбора режима усилителя воспользуемся номограммой (рис. 10.12). На ее оси абсцисс отложены потери мощности прибора. По оси ординат даны уровни комбинационных колебаний третьего порядка. Комбинационные колебания

более высоких порядков пренебрежимо малы. Номограмма построена для двухчастотного равноамплитудного колебания. С ее помощью по заданным пиковой мощности сигнала и допустимому уровню интермодуляционных искажений, пользуясь справочным значением А'дфк. находят номинальную мощность прибора СВЧ - клистрона или ЛБВ.

Простота реализации МДЧР послужила причиной его широкого применения в аппаратуре со стандартными радиотрактами. Пик-фактор сигнала v при многостанционном доступе зависит от числа каналов доступа, но для более чем 10 каналов меняется мало. Для равноампли-тудных колебаний пик-фактор v = lOlgAc, где Л^с - число сигналов, передаваемых на отдельных поднесущих. Значение пик-фактора в 10 дБ считают квазимаксимальным. Десятичастотный равноамплитудный сигнал близок по своим свойствам к белому шуму. В качестве испытательных сигналов на линиях с МДЧР применяют четырехчастот-ное равноамплитудное колебание или окрашенный шум (белый в полосе ствола). Исследования показали, что для клистронов и ЛБВ допустимо применять двухчастотный испытательный сигнал. При этом уровни комбинационных колебаний связаны с уровнями четырехчастотного и десяти частотного колебаний соотношениями

А'з(4) = Кз(2) + 3,5 ± 0,1 дБ и А:з(1о) = Кз(2) + 5,4 ± 0,25 дБ.

В скобках указано число колебаний. Напомним, что по определению уровень комбинационных Кз < О и, следовательно, искажения при двух-частотных колебаниях наименьшие. Выбирая режим работы прибора при МДЧР, воспользуемся номограммой (рис. 10.12) и приведенными выше соотношениями.

Обратимся теперь к применению клистронов и ЛБВ в системе МДВР. Вопросы оптимизации линий спутниковой связи при передаче высокоскоростных цифровых потоков обсуждались в [10.9]. Для реализации высокой пропускной способности линий спутниковой связи при заданной достоверности передачи сообщения в системах типа МДВР необходимо минимизировать энергетические потери, возникающие при прохождении сигнала двукратной относительной фазовой манипуляции (ДОФМ). Эти потери возникают из-за ограничения полосы частот спутникового тракта передачи и неидеальности работы цепей синхронизации когерентного модема (цепи восстановления несущей и тактовой частот). Ограничение полосы передаваемых частот, неравномерность амплитудно-частотной и неидеальность фазочастотной характеристик радиотракта приводят к возникновению межсимвольных искажений. Дрожание фазы тактовой и несущей частот, обусловленное флуктуационными помехами, действующими на входах фильтров в цепях синхронизации модема, также вызывают межсимвольные искажения. Последние приводят к энергетическим потерям, именуемым линейными, так как отражают ухудшение качества приема по названным выше причинам. Они, как правило, сравнительно невелики.

1 ... 28 29 30 31 32 33