Устройство связи с объектом и алгоритмы микропроцессорного контроллера многолучевой зеркальной антенны

• Автор: Чаплыгин, Игорь Александрович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 249 с. : ил.

1. Современное состояние и требования предъявляемые к многолучевым антеннам с управляемой диаграммой направленности

в системах управления.

1.1. Анализ современного состояния систем спутниковой связи и направления их совершенствования
1.2. Требования, предъявляемые к многолучевым и сканирующим антеннам систем спутниковой связи
1.3. Современное состояние практики проектирования зеркальных антенн и направления совершенствования антенных устройств систем спутниковой связи.

1.4. Выводы.

2. Математическая модель фокусирующей подсистемы и вычислительные алгоритмы микропроцессорного контроллера для эталонного моделирования ГЗА
2.1. Методы исследования многолучевых гибридных антенн зеркального типа и зеркальных антенн с управляемой диаграммой направленности.
2.2. Фокусирующие свойства многолучевых зеркальных антенн с различными типами отражающей поверхности.
2.3. Оптимальное положение облучателя и геометрические размеры фокальной области антенн различного профиля при отклонении луча.
2.4. Распределение напряженности поля в фокальной области для зеркал различного профиля
2.5. Выводы.
3. Синтез элементов системы управления многолучевой антенны зеркального
3.1. Оценка требований к компоновке и алгоритм расчета пространственной
развязки парциальных лучей в многолучевой антенной системе зеркального типа.
3.2. Синтез устройств связи с объектом на основе представления формирователя диаграмм направленности в виде пространственного или углового фильтра.
3.3. Компенсация искажений в апертуре зеркальных антенн на основе синтеза матриц весовых коэффициентов управления УСО.
3.4. Характеристика излучения облучающего устройства кластерного типа на прямоугольных волноводах при компенсации искажений амплитуднофазового распределения в раскрыве основного рефлектора.
3.5. Выводы.
4. Исследования соответствия алгоритмов эталонного моделирования многолучевой зеркальной антенны.
4.1. Интегральный метод представления поля и его применение для расчета характеристик излучения зеркальных антенн.
4.2. Технологическая схема обработки информации при расчете характеристик излучения ГЗА.
4.3. Технические решения по реализации элементов системы управления арактеристиками многолучевой антенны на основе ГЗА
4.4. Результаты измерений фокусирующих свойств осенесимметричной параболической антенны при отклонении ДН
4.5.Вывод ы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Список сокращений
АСМ асимптотический метод
АУ антенное устройство
АФР амплитуднофазовое распределение
АШС антенна с широкоугольным сканированием
БРТК бортовой ретрансляционный комплекс
ВАКР всемирная административная конференция радиосвязи
ГСО геостационарная орбита
ГЗА гибридная зеркальная антенна
ГМОПО геометрическое место оптимальных положений
ГО геометрическая оптика
ГТД геометрическая теория дифракции
ДН диаграмма направленности
ДОС диаграммообразующая схема
ЗА зеркальная антенна
ЗССС земная станция спутниковой связи
ИСЗ искусственный спутник Земли
КИП коэффициент использования поверхности
КНД коэффициент направленного действия
КПД коэффициент полезного действия
КСВН коэффициент стоячей волны по напряжению
КВЧ крайневысокие частоты
МАСЗТ многолучевые антенные системы зеркального типа
МЛА многолучевая антенна
МСЭ международный союз электросвязи
МГМ метод геометрии масс
МИП метод интегрального представления электромагнитных полей
МКРС многоканальная радиосвязь
млдн многолучевая диаграмма направленности
МСКО минимум среднего квадрата ошибки
мсп метод сшивания полей
мтм модифицированный токовый метод
но направленный ответвитель
ОАР облучающая антенная решетка
опкс обобщенный показатель качества связи
оспш отношение сигнал помеха шум
пвос пространственновременная обработка сигналов
попн пространственная область поверхности неопределенности
псс подвижная спутниковая служба
РС ретранслятор связи
РСС радиовещательная спутниковая служба
ско среднеквадратическое отклонение
ссс система спутниковой связи
стд статистическая теория допусков
СВЧ сверхвысокие частоты
снтв спутниковое непосредственное телевизионное вещание
ств спутниковое телевизионное вещание
ТфОП телефонная сеть общего пользования
ТВ телевизионное вешание
УСО устройство связи с объектом управления
удн управляемая диаграмма направленности
УДМ управляемый делитель мощности
ФСС фиксированная спутниковая служба
ФО физическая оптика
шдн ширина диаграммы направленности
эиим эквивалентная изотропно излучаемая мощность
эмс электромагнитная совместимость.
ВВЕДЕНИЕ


Корпоративной системой спутниковой связи, базирующейся на собственный космический сегмент является система ЯМАЛ, развернутая компанией ОАО ГАЗКОМ. ИСЗ Ямал 0 и двух Ямал 0 используется для оперативной связи в сетях ОАО ГАЗПРОМ, остальные для предоставления телекоммуникационных услуг российским и зарубежным пользователям, а также трансляции в цифровом стандарте 2V национальных и региональных ТВ программ 3,4. Единственная в России система непосредственного телевизионного вещания СНТВ НТВПЛЮС основанная и эксплуатируемая частной компанией ЗАО Бонум1 холдинга МедиаМост в качестве космического сегмента использует арендуемые транспондеры ИСЗ РИТМБОНУ М1 В. ЯМАЛ0 0, а также арендуемых ретрансляторов на ИСЗ V4 В. Д., обеспечивая трансляцию около ТВ программ. Для надежного управления частотноэнергетическим ресурсом орбитальной группировки в ФГУП КС развернут современный единый наземный комплекс управления НКУ рис. Управление спутниками осуществляется средствами НКУ, расположенными в Центрах космической связи Дубна, Владимир, Железногорск, Сколково и Хабаровск. При этом наземный комплекс управления, автоматизированная система мониторинга и орбитальных измерений ЦКС Дубна выигравшие международный конкурс на управление космическими аппаратами осуществляет мониторинг спутников I, , I и собственных спутников ФГУП КС. Основными причинами недостаточной развитости мультисервисных V сетей в России до года являлось ограниченность частотного и энергетического ресурса имеющейся на тот момент орбитальной группировки. V сетей. Пространственным разделением сигналов с целью повторного использования частотного ресурса. Реализацией многостанционного доступа с пространственным или пространственновременным разделением сигналов. На сегодняшний день услуги подвижных сетей спутниковой связи использующих космические аппараты на геостационарных орбитах, предоставляются такими системами, как ИСЗ 1 . ИСЗ 1, 3, I ИСЗ I, и I, , а также компании ИСЗ из них в России лицензированы и официально представлены услуги мобильной спутниковой связи, I, . Эффективное функционирование этих систем стало возможным только благодаря использованию на ретрансляторах связи многолучевых антенн. Так например пропускная способность ретрансляционной аппаратуры ИСЗ 1 сетей связи перераспределяется динамически в зависимости от трафика. Высокое значение пропускной способности достигается за счет использования многолучевой антенны диаметр раскрыва м, формирующей до 0 узких лучей в диапазоне частот, переключение частот и лучей реализовано с помощью бортового процессора. АТ. Отличие данной ССС от заключается в предоставляемой возможности непосредственной связи АТ 1 АТ 2 в диапазонс без ретрансляции через ЗСС управления мощностью по лучам путем изменения их количества и ее процентного содержания в каждом из них перекоммутации в процессе формирования лучей МЛА повторного использования частот и цифровой обработки групповых сигналов при их разделении, объединении и коммутации. Цифровое формирование луча обеспечивает динамическую зону покрытия путем перенацеливания приемопередающих лучей по наземным ячейкам с целью оптимизации трафика и перераспределения нагрузки по требованиям. Принцип управления многолучевой ДН реализованый на основе систем с эталонной моделью представлен на рисунках 1. В настоящее время на основе новых сетевых технологий например , использующей принцип пакетной передачи с коммутацией не пакетов, а каналов на основе временного статистического мультиплексирования при объединении информационных потоков в магистральных каналах, а также резким ростом требований к расширению уровня предоставляемых мультимедийных услуг, но главное, с пониманием того факта, что спутниковые системы связи, не смотря на ограниченный по сравнению с I ресурс примерно до Гбитс. II i Ii I, интеграции технологий связи и информатики в единую инфотелекоммуникационную инфраструктуру путем преодоления проблемы последней мили предоставлением канала заданной скорости высококачественная передача речи возможна при скорости 4,8. Мбитс.