Использование спектра частот

Персональная система спутниковой связи должна обладать большой абонентской емкостью. Выбранный диапазон (Ка) принципиально позволяет обеспечить требуемое число каналов связи в полосе частот шириной 1 ГГц. Выбор сделан, исходя из трех основных условий:

Ø Электромагнитной совместимости СПСС с местными радиостанциями

Ø Многолучевого обзора подспутниковой зоны с использованием различных частотных полос

Ø Эффективного использования геостационарной орбиты

Проведенные расчеты показали хорошую электромагнитную совместимость с местными радиостанциями даже при использовании слабонаправленной антенны абонентского терминала. В ранее рассмотренных многолучевых бортовых антеннах СПС С повторное использование частот происходит через 7 или более лучей. В рассматриваемой СПСС предлагается повторное применение частот через 3 или 4 луча. На рис. 4.37 приведены два варианта применения частот при формировании подспутниковой зоны 3 и 6 лучами ФАР.

Рис. 4.37. Варианты формирования подспутниковой зоны

При 3 лучах ФАР применяется 4 частотных канала, при 6 лучах — 3. Предполагается, что разработанная технология построения бортовой многолучевой ФАР позволит обеспечить эффективную развязку лучей.

Минимальное угловое расстояние между КА, находящимися на геостационарной орбите и использующими одни и те же частотные каналы, определяется максимальной шириной диаграммы направленности антенны абонентского терминала. При минимальной апертуре (7 см) угловое расстояние между КА СПСС может быть больше, чем в традиционных геостационарных спутниковых системах. При этом эффективность использования частотного диапазона в предлагаемой концепции СПСС значительно выше, чем в разрабатываемых проектах персональной спутниковой связи, использующих более низкий частотный диапазон.

Для повышения эффективности использования частотного диапазона КА размещены на орбите таким образом, что спутники, использующие различные каналы, будут располагаться между КА, имеющими одинаковые каналы. Пример орбитальной группировки для указанных выше условий приведен на рис. 4.38.

Рис. 4.38. Формирование подспутниковой зоны

При предоставлении каждому бортовому ретранслятору КА полосы частот шириной 50 МГц (общая ширина полосы частот всей СПСС 1 ГГц), на геостационарной орбите можно разместить 20 КА. При этом угловой разнос КА на орбите составит 10°. На рис. 4.38 показано, что для формирования требуемой подспутниковой зоны могут использоваться КА, объединенные в подгруппы.

Один КА поддерживает более 3000 каналов связи и способен обслужить более 240 000 пользователей. Это означает, что 20 КА смогут обеспечить связью 4,8 млн пользователей. На средних широтах, в регионах, подобных Японии, сектор видимости КА составит по углу места более 60°. Это позволит на территории Японии и в прилегающих к ней акваториях организовать бесперебойную связь подвижных абонентов.