Наш новый сайт находится по адресу http://www.connect-wit.ru
ПОИСК
ВЫБЕРИТЕ НОМЕР
         
Показать все
статьи из этой
рубрики
Показать все
статьи этого
автора
Показать все
статьи по этой теме
НАШИ ИЗДАНИЯ
Connect! Мир Связи
Каталог-справочник
НАШИ ПРОЕКТЫ
Наши авторы о важном
СОТРУДНИЧЕСТВО
Выставки и конференции
Connect Conferences
РЕКЛАМА












Connect!
ПОЛЯРИЗАЦИОННАЯ РАЗВЯЗКА: ВЗГЛЯД ЭКСПЕРТА   Александр Киселев , В. Нагорнов , Владимир Бобков , Михаил Ефимов
Оценка требований по кросс-поляризационным характеристикам антенн земных станций спутниковой связи
В настоящее время в системах спутниковой связи и вещания (СССВ) [1] существует практика многократного использования имеющейся полосы. Это осуществляется следующими взаимно совместимыми процедурами:
• пространственный разнос лучей: работа ведется в одних и тех же полосах частот при использовании спутниковых антенн, соединенных с различными ретрансляторами и имеющих направленные и разнесенные в пространстве лучи;
• развязка по поляризации (работа с двумя видами поляризации): передача ведется в одних и тех же полосах частот через спутниковые антенны, связанные с разными ретрансляторами радиочастотных сигналов с двумя ортогональными поляризациями.
Повторное использование частот за счет поляризационной развязки в С-диапазоне в радиолиниях с круговой поляризацией применяется достаточно давно, начиная с космического аппарата (КА) Intelsat-V [2]. Однако ухудшение качества сигнала вследствие деполяризации, обусловленной влиянием метеорологических факторов, приводит к необходимости дополнения станций устройствами поляризационной компенсации. Такие устройства разработаны [1] и применяются в основном в составе земных станций (ЗС) телепортов, в сетях типа VSAT. В то же время сложность и высокая стоимость их реализации препятствуют их широкому применению.
В России СССВ с поляризационным уплотнением до недавнего времени не создавались. Первая подобная система развернута на базе КА «Ямал-100», запуск которого был осуществлен в 1999 г. В рамках действующей СССВ «Ямал» разворачиваются сети VSAT с поляризационным уплотнением.
Многократное использование частот при поляризационном разделении сигналов в сетях, образуемых современными спутниками-ретрансляторами, выдвигает соответствующие требования к кросс-поляризационным характеристикам антенн, которые образуют радиолинии Земля – КА (линия «вверх») и КА – Земля (линия «вниз»).
Определяющим фактором при повторном использовании частот КА в одной зоне обслуживания на поверхности Земли является уровень поляризационной развязки сигналов в «смежных» стволах ретранслятора, т. е. в стволах с одинаковым частотным диапазоном.
При принятой для большинства СССВ России в
С-диапазоне (6/4 ГГц) круговой поляризации на радиолиниях кросс-поляризационные характеристики определяются прежде всего коэффициентом эллиптичности КЭ передающей и приемной антенн, образующих эти радиолинии, т. е. КЭ антенн КА и ЗС.
Имеющиеся на рынке антенны КА и ЗС различных диаметров, особенно радиусом до 5 м, имеют довольно широкий разброс значений КЭ. Причем до настоящего времени цель – получить поляризационную развязку в отечественных СССВ при изготовлении антенн не ставилась ни для ЗС, ни для КА. Впервые такая задача в ее наиболее полном виде – достижение поляризационной развязки при повторном использовании частот, в том числе для ЗС типа VSAT, была поставлена при создании СССВ «Ямал».
В данной статье будет рассмотрен комплекс факторов, влияющих на уровень поляризационной развязки в каналах связи при повтоований к коэффициенту эллиптичности антенн ЗС, которые обеспечивают работу в СССВ с поляризационным уплотнением. При этом будут учтены имеющиеся значения Кэ антенн КА, пороговых свойств применяемых и перспективных модемов земных станций, а также принципы организации спутниковых радиосетей фиксированной спутниковой службы.
Коэффициент эллиптичности по оси и в секторе углов по уровню -1 дБ диаграммы направленности для антенн КА, работающих в С-диапазоне, и антенн ЗС типа VSAT разных производителей, наиболее распространенных в сетях ФСС России, в настоящее время обычно составляет 0,7–0,85.
Воздействие мешающего сигнала от земной станции, работающей в «сопряженном» по поляризации стволе КА, происходит вследствие приема мешающего сигнала от ЗС «сопряженного» ствола из-за конечной величины поляризационной развязки как на линии «вверх» («смежная» ЗС – КА), так и на линии «вниз» (КА – «основная» ЗС).
Влияние этих двух радиолиний на уровень поляризационной развязки определяется индивидуальными характеристиками трасс распространения и оборудования КА и ЗС, а также режимом работы радиолиний. Предположим, что режимы работы ЗС и сопряженных стволов ретранслятора КА (Ку, КЭ, ЭИИМ и т. д.) и характеристики оборудования и трасс распространения одинаковы. Тогда влияние обоих путей образования помех равнозначно.
Неравномерность уровней (мощностей) сигналов, занимающих одну и ту же частотную полосу в соседних сетях (смежных стволах) при свободном (независимом) назначении в них частот, может достигать 10 дБ и более. Она обусловлена применением в сетях антенн различного диаметра (1,5–7 м и более), различными коэффициентами кодирования (R=1/2,2/3, 3/4, 7/8 и др.) и видами модуляции (ФМ-2, ФМ-4, 8PSK, QAM-16 и др.).
В табл. 1 представлены результаты расчета значения уровня подавления шумовой помехи и измеренные уровни подавления для сигналов ФМ-2 и ФМ-4 при мешающем сигнале аналогичной структуры на той же частоте и различных коэффициентах кодирования для ухудшения нормированного отношения сигнал/шум на 0,5 дБ.
При добавлении шумовой помехи с мощностью D (приращение мощности шума) отношение мощности сигнала к мощности шума N1=S/N принимает вид N2 = S/(N + D). При этом выражение S/D = S/N * 1/(A-1), где А – заданное ухудшение нормированного отношения сигнал/шум N1/N2, определяет отношение мощности сигнала к приращению мощности шума, т. е. требуемую кросс-поляризационную развязку, определяемую антеннами КА и ЗС.
Требуемое ослабление мешающего сигнала относительно полезного на входе демодулятора зависит от вида модуляции и кодирования и для часто используемых в настоящее время сигналов в спутниковых сетях находится в пределах от 11,0 до 17,5 дБ.
При свободном назначении частот сигналов, их структуры и уровней в сетях «смежных» стволов (или образуемых различными КА) возможен наихудший случай совпадения сигналов как по частоте, так и по структуре. Используя данные табл. 1, определим требуемое ослабление мешающего сигнала, обусловлен учетом идентичных режимов работы смежных стволов РТР и ЗС. Результаты расчета приведены в табл. 2.
Требования к уровню поляризационной развязки на спутниковых радиолиниях, работающих с поляризационным уплотнением, в общем случае оказываются достаточно высокими (см. табл. 2). Причем жесткость требований оказывается тем выше, чем более сложен по структуре используемый сигнал. В то же время при взаимной координации сигналов, работающих в каналах с повторным использованием частот, т. е. при взаимном ограничении выбора параметров рабочих сигналов в этих каналах, требования к уровням поляризационной развязки резко снижаются (например, при взаимной координации уровней сигналов они могут быть ослаблены на 10 дБ).
Таким образом, с учетом взаимного влияния сигналов в сопряженных стволах, определяемого рассмотренными факторами, необходимое значение кросс-поляризационной развязки должно составлять ≥24÷30,5 дБ.
Кросс-поляризационная развязка
Известно, что при идеальной круговой поляризации развязка для радиоволн с противоположными направлениями вращения вектора напряженности поля – правым и левым – стремится к бесконечности.
Вследствие различного рода конструктивных особенностей выполнения антенн вместо идеальной круговой поляризации всегда имеет место эллиптическая, которая может быть представлена как суперпозиция идеальной круговой и линейной [3]. Положение линейной составляющей напряженности поля определяет положение осей эллипса поляризации антенны.
Соответственно, отвлекаясь пока от влияния среды распространения, можно считать, что для двух антенн, образующих радиолинию, поляризационная развязка определяется взаимным положением линейной составляющих векторов напряженности поля, т. е. осей эллипсов поляризации обоих антенн (поскольку круговые составляющие обеспечивают «идеальную» развязку).
При параллельном расположении соответствующих осей (больших и малых) обеих эллипсов развязка будет минимальной, при взаимно перпендикулярном – максимальной. В соответств



Заказать полную PDF-версию свежего номера Connect!



Показать все статьи по теме Спутниковая связь

Поставьте свою оценку:
   1   2   3   4   5   

< Предыдущая статья

  
Следующая статья >

НАШИ ПРОЕКТЫ
ПРОСМОТР ПО ТЕМАМ
IP-телефония
Беспроводная связь
Бизнес-аналитика
Биллинг и OSS/BSS решения
Видеоконференцсвязь
Измерительная техника
Инфокоммунникации регионов
Информационная безопасность
ИТ-услуги
КИС (Корпоративные информационные системы)
Контакт-центры
КСПД (Корпоративные сети передачи данных)
Мобильная связь
Облачные технологии
Профессиональная радиосвязь
Серверные решения
Системы бесперебойного питания
Системы хранения данных
Ситуационные центры
Спутниковая связь
УПАТС
Фиксированная связь
Цифровое телевидение
TOP 20 СТАТЕЙ
Роль государства в обеспечении информационной безопасности
Консолидация телекоммуникационных ресурсов отраслей топливно-энергетического комплекса
Реквием по SoftSwitch
Трехсайтовая архитектура – реальная защита от катастроф
В Тулу за кальяноваром, или Что такое адаптивный call-центр
Ненадежность IP-телефонии: мифы и реальность
Четвертым будешь?
Путеводитель по рынку OSS-решений
В жизни все бывает, поэтому сделайте резервную копию…
Оптимизация энергопотребления в современном ЦОД
VSATизация России – промежуточные итоги
Современные программные телефоны
Аккумуляторные батареи для современных ИБП
Особенности информатизации телекоммуникационных компаний в России
Отечественные производители телекоммуникационного оборудования
Проблемы нормативно-правового, организационно-технического и программного обеспечения защиты информационных систем
Смена поколений в стандартизации СКС
Проблемы и перспективы формирования мобильной медиасреды в России
Принципы организации сетевой инфраструктуры ООО «ЛУКОЙЛ-ИНФОРМ»
Модульные отказоустойчивые системы бесперебойного питания: за и против
Все ТОПовые статьи >>