Основные параметры спутниковых линий связи

Параметром, определяющим добротность (качество) наземной станции, служит отношение коэффициента усиления антенны наземной станции G к эквивалентной шумовой температуре T. Обычно уровень шума измеряется его мощностью. В космических системах связи источниками шума служат входные цепи приемника, атмосфера, Земля, космос. Когда сравниваются шумы различных источников, удобно пользоваться понятием эквивалентной шумовой температуры источника излучения, связанной с мощностью шумов через постоянную Больцмана и ширину полосы пропускания приемника, пересчитанной на вход приемника. Отношение G/T характеризует передающее и приемные свойства наземной станции. Станция тем лучше (с точки зрения передачи наибольшего количества информации), чем больше антенна, т.е. больше усиление G. Качество приемника станции определяется эквивалентной шумовой температурой T. Величина T будет меньше, если используется малошумящий приемник. С параметром G/T тесно связана величина пропускной способности линии спутниковой связи.

Другим наглядным показателем спутниковой линии связи является эффективно излучаемая мощность, спутника Pэ.и на входе приемника наземной станции. Для грубой оценки возможностей спутниковой системы но передаче информации двух перечисленных параметров G/T (дб/K°) и Pэ.и (дб·Вт) вполне достаточно. С увеличением Pэ.и возрастает стоимость спутника, а с увеличением G/T стоимость наземной станции. Обычно находят такое оптимальное сочетание этих параметров, чтобы суммарная стоимость линии была минимальной, так как эти параметры определяют стоимость передатчика и приемника наземной станции, а также стоимость передатчика спутника. Ориентировочно можно выбрать такое соотношение между параметрами:

при Pэ.и = 32 дБ·Вт необходимо иметь параметр качества G/T = 22,5 дБ/К°.

В настоящее время имеется широкий ассортимент наземных станций, удовлетворяющих различным требованиям к системам связи. Основными параметрами, по которым различают станции, являются диаметр антенны, мощность передатчика и качество приемника. Наибольший диаметр антенны равен примерно 30 м, наименьший 0,5 м. Существуют и переносные наземные станции с диаметром антенны около 1 м. Антенна у станции такого типа может складываться.

Нижняя граница диапазона рабочих частот ограничивается отражающими и поглощающими свойствами ионосферы и уровнем космических помех, при обычных значениях электронной плотности поглощение радиоволн в ионосфере уменьшается с увеличением частоты и при f>100 МГц меньше или равно 0,05 дБ (малы). Космические помехи значительны при f<100 МГц и малы при f>1 ГГц. Верхняя граница частот определяется поглощением в тропосфере (кислород и пары воды) и поглощением в дожде и тумане, которые резко возрастают при f>10 ГГц. Таким образом, наименьшие помехи в диапазоне частот от 1 ГГц (30 см) до 10 ГГц (l=3 см). Используемые диапазоны 4/6 ГГц, 11/14 ГГц, 20/30 ГГц.

Вопросами распределения полос частот между различными службами радиосвязи занимается Международный союз электросвязи (МСЭ). На административных конференциях на базе исследований, проводимых в странах - членах МСЭ и представляемых международному консультативному комитету по радио (МККР), международный союз электросвязи разрабатывает соответствующие процедуры и правила. Основным международным документом, регламентирующим использование частот, является Регламент радиосвязи. Регламент содержит:

· таблицу распределения полос частот между службами;

· отдельные технические ограничения, накладываемые при совместном использовании частот различными службами;

· процедуры координации систем;

· правила регистрации частотных присвоений в Международном комитете регистрации частот (МКРЧ).

Таблица распределения частот содержит записи полос частот для использования определенными радиослужбами в диапазоне частот 9 кГц - 275 ГГц. Таблица состоит из трех столбцов. Каждый столбец соответствует одному из трех районов, на которые разделен земной шар в отношении распределения полос частот (1 - Европа, Африка, территория бывшего СНГ, Монголия; 2 - Северная и Южная Америка; 3 - Азия, Австралия, Океания.) для различных служб (фиксированной спутниковой, межспутниковой, подвижной спутниковой, радионавигационной спутниковой, радиовещательной спутниковой служб и др.).

Существуют также правила использования полос частот, которые зафиксированы в ряде статей Регламента радиосвязи. Согласно Регламенту радиосвязи любое частотное присвоение подлежит регистрации в МКРЧ.

Процедура международной координации включает предварительную публикацию, определение необходимости координации с другими системами, координацию и заявление на регистрацию. Администрация, которая хочет создать спутниковую систему, посылает в МКРЧ технические параметры системы (параметры орбит ИСЗ, зоны обслуживания, диапазон частот, максимальный уровень спектральной мощности, подводимой к антеннам и др.). Эта информация публикуется в еженедельных циркулярах МКРЧ. Если какая-либо Администрация сочтет, что ее службам могут быть созданы недопустимые помехи, она должна послать замечания заявляющей Администрации.

В процессе координации Администрациями могут быть рассмотрены изменения позиций ИСЗ, согласование параметров ередаваемых сигналов, параметров антенн, мощностей передатчиков и др. На практике координация основывается на материалах МККР по нормам на уровень помех и методике расчета. После успешного завершения координации частотные присвоения регистрируются в справочном регистре МККР.