Системы спутниковой связи




Для построения систем СС используются в основном следующие разновидности орбит ИСЗ:

· высотная орбита (более 20000 км),

· средневысотная орбита (5000-20000 км),

· низковысотная орбита (100–1000 км),

· геостационарная орбита (35863 км).

 

1000-5000 км и около 20000 км – пояса Ван Аллена. Это области скопления частиц с большим зарядом. Любой спутник, попав в эти области, будет быстро уничтожен этими частицами.

Каждый тип ИСЗ имеет свои преимущества и недостатки.

 

ИСЗ с высотной орбитой

Для покрытия Земли требуется 3 спутника, задержка сигнала – 270 мс.

 

Преимущества:

· большой размер зоны обслуживания – для полного покрытия Земли необходимо всего 3 спутника;

· движение ИСЗ в области апогея замедляется, при этом длительность радиовидимости составляет 6–8 ч.

Недостатки.

· Большая удаленность – длительные задержки сигнала и большая потребная мощность.

· Дороговизна вывода на орбиту.

· Необходимость слежения антенн за медленно дрейфующим спутником и их переориентирования с заходящего спутника на восходящий.

Примером ИСЗ с высокой эллиптической орбитой могут служить отечественные спутники типа "Молния" с периодом обращения 12 часов, наклонением 63°, высотой апогея над северным полушарием 40 000 км и перигеем в 500 км.

Низковысотные спутники запускаются на круговые орбиты, плоскость которых наклонена к плоскости экватора.

Для покрытия Земли требуется не менее 50 спутников, задержка сигнала –
1-7 мс.

Преимущества.

· Малая удаленность – небольшая задержка сигнала, небольшая мощность сигнала.

· Запуск легкого ИСЗ на низкую орбиту может быть осуществлен с помощью недорогих пусковых установок.

Недостатки.

· Малая площадь покрытия – для покрытия Земли необходимо большое число спутников.

· Скорость перемещения ИСЗ относительно поверхности Земли достаточно велика, в результате длительность сеанса от восхода спутника до его захода не превышает несколько десятков минут.

· Необходимость слежения антенн за спутником.

· Трение воздуха – срок службы 8-10 лет или необходимость периодического подъема орбиты.

 

Пример – система Iridium. Планировалось запустить 77 спутников (77 элемент таблицы Менделеева – иридиум). Состоит из 66 спутников, находящихся на 6 орбитах (по 11 спутников). Сигнал передается не только на Землю, но и между спутниками. Проект был основан фирмой Motorola, начал работу в 1998 г. Обеспечивал телефонную связь и передачу данных со скоростью 2.4 Кбит/с. Через 2 года работы проект обанкротился. К настоящему времени проект был модернизирован и обеспечивает скорость передачи данных 10 Кбит/c.

Система Globastar – 48 спутников (телефонная связь и передача данных со скоростью до 4.8 Кбит/с)

Средневысотные спутники – задержка сигнала составляет 35-85 мс, для полного покрытия Земли необходимо не менее 10 спутников.

ПримерGPS (Global positioning system – система глобального позиционирования). Состоит из 24 спутников на высоте 18000 км.

Уникальной орбитой является геостационарная орбита (ГСО) – круговая орбита с периодом обращения ИСЗ 24 часа, лежащая в плоскости экватора, с высотой 35863 км от поверхности Земли. Орбита синхронна с вращением Земли, поэтому спутник оказывается неподвижным относительно земной поверхности.

Основные достоинства:

· Четверть поверхности Земли находится в зоне прямой видимости, поэтому с помощью таких спутников просто организовать широковещание в пределах страны или даже континента.

· Спутник неподвижен относительно основных антенн, что значительно облегчает организацию связи, т.к. не нужно автоматически корректировать направление наземной антенны.

· Спутник находится за пределами Земной атмосферы и меньше "изнашивается", чем низко- и средневысотные спутники, которые из-за трения с воздухом постоянно теряют свою высоту.

Недостатки связаны с большой удаленностью от поверхности Земли. Это приводит к задержкам при распространении сигнала (230-280 мс). Высоки мощности сигнала, что требует использования мощных передатчиков и антенн большого размера. Невозможно осуществлять передачу сигналов связи вблизи северных широт.

Примеры: ИСЗ для связи и вещания типа "Горизонт", "Экран", "Экспресс", "Галс".

Диапазоны рабочих частот систем СС лежат в пределах 2..40 ГГц.

Обычный спутник обладает 12-20 приемопередатчиками, каждый из которых имеет полосу 36-50МГц, что позволяет сформировать поток данных 50 Мбит/с. Такая пропускная способность достаточна для получения 1600 высококачественных телефонных каналов (32 Кбит/c).

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-10-24 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: