Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Запуск спутников. Спутники ретрансляторы на геостационарной орбите↑ Стр 1 из 26Следующая ⇒ Содержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
ЗАПУСК СПУТНИКОВ. СПУТНИКИ РЕТРАНСЛЯТОРЫ НА ГЕОСТАЦИОНАРНОЙ ОРБИТЕ Другие орбиты Эллиптические орбиты. Прием телевизионного спутникового вещания с геостационарной орбиты в точках, расположенных выше 81,3° северной и южной широт, весьма сложен при приемопередаче аналоговым способом, так как малый угол места приемной антенны приводит к ее практически полному затенению рельефом местности. Поэтому для обслуживания наземных территорий, расположенных выше 81,3е северной и южной широт, используются спутники, находящиеся на эллиптической орбите, которая имеет угол наклона к плоскости Экватора 63,5° (рис. 1.4). Высота ее апогея в северном полушарии составляет около 40550 км, высота перигея в южном полушарии - 500 км. Движение спутника относительно Земли в области апогея замедляется, а область перигея, расположенную над южным полушарием Земли, спутник проходит очень быстро. Обслуживание северных территорий одним спутником возможно в течение не менее 8 ч, поэтому трех спутников, сменяющих друг друга с равными разными фазами, достаточно для ведения круглосуточного приема. Очевидно, что антенна земной станции при передаче на спутник, а также антенны приемных станций на Земле должны отслеживать спутник на высоком участке эллиптической орбиты. Для этого нужна сложная и дорогостоящая система автосопровождения и система переключения с одного "заходящего" спутника на другой "восходящий". Если учесть высокую стоимость изготовления трех спутников, стоимость их запуска и эксплуатации, стоимость автосопровождения земных приемных устройств, то все вместе взятое делает экономически не выгодным использование спутников на эллиптической орбите для ретрансляции телевизионных программ. Низковысотные и средневысотные круговые орбиты. Особый интерес представляет использование спутников на невысоких околоземных орбитах. В зависимости от высоты орбиты различают круговые орбиты: □ геостационарную (GEO); □ низковысотную, Low Earth Orbit (LEO); □ средневысотную, Medium Earth Orbit (MEO). Небольшие расстояния от Земли до спутников, находящихся на невысоких орбитах, приводят к меньшим потерям сигнала и меньшему времени его запаздывания. Кроме того, спутники на таких орбитах позволяют охватить и приполярные районы. Однако здесь недостаточно иметь один спутник, а необходимо их около десятка и больше, и устанавливаться они должны на разных орбитах. Низковысотные орбиты (LEO) используются системой IRIDIUM, представляющей собой спутниковую сеть персональной связи, предназначенную для обеспечения всего комплекса телефонных услуг: передачи речи, данных и т.д. в любую точку Земли и в любое время. В системе IRIDIUM сеть из 66 спутников на 6-ти орбитах в разных плоскостях располагается на высоте приблизительно 780 км над поверхностью Земли. На каждой из шести орбит движется 11 рабочих спутников и один запасной. По сравнению со спутниками на геостационарной орбите низкоорбитальные спутники позволяют осуществлять связь при помощи маломощной портативной наземной аппаратуры. Это реализуется благодаря их низким орбитам, небольшому расстоянию и возможности создать большую плотность потока мощности у поверхности Земли (в относительно узкой полосе частот - до 4 кГц). Поэтому приемопередающее устройство - абонентский телефон - становится также столь малым, что помещается на ладони. Срок жизни спутника на низких орбитах небольшой (всего 6...8 лет) из-за того, что спутник пересекает радиационный пояс Земли и аппаратура под воздействием радиации (накопленной дозы) выходит из строя Апогей
Стабилизация положения спутника на геостационарной Орбите После того как спутник выведен на орбиту, его положение должно быть определено и строго фиксировано. Для этого необходимо стабилизировать положение спутника относительно плоскости геостационарной орбиты и удерживать спутник постоянно на плановой позиции в точке стояния для точной и жесткой ориентации излучения антенн в нужном направлении на земную поверхность. Но положение спутника на геостационарной орбите только условно считается постоянным. На самом деле, даже на протяжении суток, под воздействием переменного влияния гравитационных сил Луны, Земли и Солнца оно изменяется непредсказуемым образом. Спутник совершает сложные гармонические суточные и годовые колебания, которые с Земли наблюдаются в виде восьмерки, изменяющейся относительно плоскости геостационарной орбиты. Следовательно, без стабилизации положения спутника и его антенн ретрансляцию телепередач на отведенную территорию на Земле обеспечить невозможно. Стабилизация положения в сущности означает сохранение постоянного направления оси корпуса спутника относительно плоскости геостационарной орбиты. Если эта проблема решена, то обеспечить постоянную направленность антенн уже проще. Существуют два основных способа стабилизации спутника на геостационарной орбите: □ стабилизация вращением. Обычно для стационарных спутников ось вращения (стабилизации) выбирается параллельной оси Земли; □ стабилизация по трем осям (непосредственная стабилизация) осуществляется при управлении угловым положением спутника относительно каждой из трех осей координат. Стабилизация вращением является простейшим видом стабилизации (метод вращающегося "волчка" на столе). Она осуществляется за счет вращения спутника или его части с частотой 80... 100 об/мин вокруг оси, параллельной оси вращения Земли. При вращении появляется гироскопическая жесткость и создается угловой момент в фиксированном направлении. При отклонении его от заданной величины включаются собственные реактивные двигатели спутника, которые устраняют это отклонение. На рис. 1.5 показана типовая конструкция спутника двойного вращения, в котором используется вращающийся цилиндр и противовращательная платформа (т.е. направление вращения платформы постоянно противоположно направлению вращения цилиндра). За счет этого плат форма, на которой устанавливаются неповоротные направленные на Землю антенны, имеет почти нулевую угловую скорость. Антенны соединены с приемопередающим блоком волноводными вращающимися сочленениями. Стабилизация по трем осям координат (по оси рыскания, оси крена, оси тангажа) или непосредственная стабилизация - это другой способ стабилизации. Непосредственная стабилизация осуществляется при управлении угловым положением спутника относительно каждой из осей координат. Такое управление выполняется либо в результате непосредственного изменения угловых перемещений и приложения моментов силы относительно каждой из его трех осей, либо за счет применения устройств с инерционным моментом, например, маховика, который действует одновременно как гироскоп, стабилизатор вращения и двигатель. Такая система использована в американских спутниках "Интелсат V" и "Интелсат 5V". На них быстроходный вращающийся маховик удерживает направленные на Солнце панели солнечных батарей, обеспечивая гироскопическую жесткость спутника по одной, двум или трем осям. Для поддержания постоянной ориентации спутника эти устройства снабжаются чувствительными элементами и датчиками. На рис. 1.6 показана типовая конструкция спутника с непосредственной стабилизацией. Кроме этого, для удержания спутника на заданной позиции в точке стояния применяют специальный сигнал пилот-луч. Сформированный на земной передающей станции и направляемый постоянно под фиксированным углом в сторону спутника этот сигнал принимается и обрабатывается на его борту, в результате
Рис. 1.6.Типовая конструкция спутника со стабилизацией по трем осям (непосредственная стабилизация) чего определяется величина отклонения спутника от его орбитальной позиции. Затем, в случае превышения спутником допустимого отклонения, включаются его собственные двигатели, которые устраняют отклонение, что позволяет в 2...3 раза улучшить суммарную точность наведения антенн спутника на заданную территорию Земли. Согласно плана ВАКР нестабильность положения спутника на геостационарной орбите в направлении север-юг и восток-запад не должна превышать 0,1°. У современных спутников-ретрансляторов максимальная ошибка системы ориентации и стабилизации положения спутника не превышает: по оси крена 0,1°; по оси тангажа 0,15°; по оси рыскания 0,2°. Вещания Основные функции. Спутники на геостационарной орбите обеспечивают прием информации со станций, находящихся на Земле и передачу ее многочисленным наземным абонентам - приемным устройствам. В этой системе они выполняют роль станции повторения - ретранслятора. Такие спутники выполняют следующие основные функции: □ принимают сигналы (выделенном диапазоне частот), передаваемые со станции на Земле в направлении спутника; □ усиливают принятые сигналы; □ преобразовывают частоту принятых сигналов в частоту сигналов, предназначенных для передачи в направлении спутник- Земля; □ ретранслируют (передают) преобразованные и усиленные сигналы многочисленным наземным приемным устройствам только на отведенную территорию. Структурная схема спутника-ретранслятора, стабилизированного по трем осям, показана на рис. 1.7. Функционально спутник состоит из пяти основных частей и включает в себя: модуль антенн, приемоусилительный и передающий блоки (они соединяются с модулем антенн волноводным трактом), модуль стабилизации и коррекции положения спутника на орбите, включая двигатели, систему обеспечения электроэнергией с солнечными батареями. Выводы В главе рассматривается вывод спутников на геостационарную орбиту для ретрансляции телевизионных и радиовещательных программ многочисленным абонентам - наземным приемным устройствам. Спутник на геостационарной орбите устанавливается на плановой позиции в точке стояния и движется по орбите синхронно (без затрат энергии), с угловой скоростью равной угловой скорости вращения Земли, поэтому кажется неподвижно "висящим" над земной поверхностью. Однако под воздействием внешних гравитационных сил Солнца, Земли, Луны он постепенно смещается. Для удержания на установленной плановой позиции в точке стояния спутник автономно или по командам с Земли проводит корректировку своего положения собственными ракетными двигателями, используя для этого топливо, находящееся на борту. Количество топлива определяет (вместе с продолжительностью работы аккумуляторных батарей) продолжительность "жизни" спутника, которая составляет от 7 до 10 лет и более. При отсутствии топлива он безвозвратно смещается, прекращает свое существование и заменяется новым, устанавливаемым на той же позиции. Спутник на геостационарной орбите удерживается строго на своей плановой позиции в точке стояния, положение его жестко фиксировано по отношению к оси вращения Земли и стабилизировано, что дает возможность точно ориентировать антенны в нужном направлении и вести передачи на отведенную территорию. Стабилизация положения спутника осуществляется или методом вращения (метод вращающегося "волчка"), что создает гироскопическую жесткость по отношению к своей оси вращения, которая выбирается параллельно оси вращения Земли, или стабилизацией по трем осям координат, т.е. стабилизацией положения спутника относительно оси тангажа, оси рыскания и оси крена. Энергоснабжение спутника на орбите обеспечивается исключительно за счет электроэнергии получаемой от солнечных батарей, которые вырабатывают ее мощностью от 1,0 до 10 кВт и более. Она предназначена для работы бортовых приемопередающих систем и систем обеспечения "живучести" спутника в целом, а также для зарядки аккумуляторных батарей, так как при нахождении спутника в тени Земли солнечные батареи энергию не вырабатывают и энергоснабжение всех его систем обеспечивается за счет энергии запасенной аккумуляторными батареями. На борту спутника-ретранслятора устанавливаются антенны, которые принимают со станции на Земле СВЧ сигналы, предназначенные для ретрансляции. Принятые СВЧ сигналы фильтруются, усиливаются, изменяется их несущая частота. Затем они передаются с заданной конфигурацией излучения на отведенную территорию. Для передач со спутников ретрансляторы выполняются в виде отдельных частотных стволов-транспондеров. Каждый транспондер содержит тракт преобразования частоты и усилитель с ограниченной пиковой мощностью. Антенна на спутнике принимает сигналы от многих земных станций. Для разделения сигналов и развязки между излучающими СВЧ сигналами большой мощности и слабыми приемными входными сигналами (в случае установки приемопередающей антенны) применяются полосовые высококачественные разделительные фильтры, роль которых здесь огромная.
Глава 2 ТЕРМИНОЛОГИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ Шумы В любой системе связи наряду с полезными сигналами всегда присутствуют и посторонние, ненужные, которые создают помехи приему. Такие сигналы - помехи, имеющие случайную природу и не передаваемые никакими другими системами, называются шумами. Шумы - это природное явление. В идеальных системах связи сигнал мог бы передаваться и приниматься без помех. Однако в любом реальном приемном электронном устройстве всегда присутствуют шумы, от которых полностью избавиться невозможно. Они состоят: □ из внешних принятых шумов (атмосферные шумы, галактические шумы, шумы Солнца, Земли и др.) □ из внутренних шумов приемного устройства (эквивалентные приема, снижают чувствительность приемного устройства, так как ограничивают прием минимального полезного сигнала по уровню. Спутники непосредственного телевизионного вещания (НТВ) и спутники фиксированных средств связи - распределительные (ФСС) Функционирующие спутники, находящиеся на геостационарной орбите, являются в основном интернациональными - принадлежат или Европейскому сообществу (спутники EUTELSAT, сокращенно ECS) или Международному (спутники INTELSAT). Они делятся на две большие группы: □ спутники фиксированных средств связи, связи с фиксированными точками ФСС (FSS - Fixed Satelit Servise); □ спутники непосредственного телевизионного вещания НТВ (DBS - Direkt Broadcast Satelit). Спутники ФСС Другой тип спутников - ФСС спутники фиксированных средств связи ФСС, связи с фиксированными точками, или иначе - распределительные. В соответствии с Планом ВАКР 1988 г. для них выделены полосы частот 10,7... 10,95 и 11,2... 11,45 ГГц (плановые), также полосы частот 3400...4200 МГц; 10,95... 11,2 ГГц; 11,45... 11,7 ГГц. Последние три полосы частот относятся к так называемым координированным. Для работы спутников в этих диапазонах необходимо получить разрешение в МСЭ-Р, после чего они могут располагаться в любой точке стояния на орбите, для которой получено разрешение в процессе координации (согласования). Спутники, предназначенные для работы в этих полосах частот, могут вести передачи и на узкие, региональные, а также и на глобальные зоны покрытия. Для спутников ФСС излучаемая мощность транспондера ограничивается (допускается не более 50 Вт), так как в выделенной для них полосе частот работают наземные службы радиосвязи - радиолокационные, радионавигационные, радиорелейные и другие, для которых спутниковые сигналы при их достаточной мощности будут создавать недопустимый уровень помех. Для спутников, работающих как в планируемых, так и в координируемых участках частотного диапазона, плотность потока мощности у поверхности Земли составляет не более - 113... 116 дБ Вт/м2, т.е. примерно в десять раз (на 10 дБ) меньше, чем плотность потока мощности, разрешенная для спутников НТВ. Допустимые значения ППМ для них с учетом разных условий приема приведены в табл.2.1. Точность удержания этих спутников в точке стояния на позиции геостационарной орбиты невысокая, т.е. "след" их большой. Поэтому возникает необходимость при приеме иметь автоподстройку (автофокус) антенны. Однако спутники ФСС имеют большое количество транспондеров (частотных стволов) и широко используются для ретрансляции телепередач на территорию Европы и Северной Америки. Это объясняется, во-первых, тем, что спутники ФСС дешевле спутников НТВ из-за меньшей мощности излучения и меньшей мощности энергопотребления. Во-вторых, благодаря большему количеству транспондеров, с одного спутника можно передавать большее количество телевизионных каналов на разные страны и на разные территории. Кроме того, на одну и ту же территорию можно ретранслировать передачи с нескольких спутников ФСС, в результате чего увеличивается количество телевизионных каналов (50 - 100), в которых могут принимать передачи в странах Европы и Америки. Благодаря применению малошумящих усилителей-конвертеров с коэффициентом шума не более 1,0...0,6 дБ, современные приемные устройства позволяют принимать сигналы со спутников ФСС на антенны диаметром от 1,0 до 2,0 м. Как видно, для приема со спутников ФСС требуются антенны большого размера, особенно для приема за зоной покрытия. Поэтому, наземные приемные устройства распределительных систем с такими антеннами - это дорогостоящие сооружения. Они принимают сигналы со спутника, а после, преобразовав в соответствующий стандарт наземные телевизионные сигналы, распределяют их потребителям по кабельным коаксиальным линиям или через радиорелейные наземные ретрансляторы. Выводы Спутники на геостационарной орбите выполняют роль ретрансляторов. Они принимают телевизионные СВЧ - сигналы, направленные с Земли, усиливают, преобразовывают их - изменяют частоту несущей и передают в направлении Космос-Земля на отведенную территорию. Сигналы, преодолевая огромное расстояние, рассеиваясь, достигают земной поверхности весьма слабыми. Их уровень по отношению к первоначальному уменьшается приблизительно в 1020 раз (минус 200 дБ). Индивидуальные устройства могут принимать телевизионные передачи со спутников, находясь внутри зоны покрытия, на границе которой плотность потока мощности составляет (минус) -103 дБ Вт/м2, а для коллективных (минус) -111 дБ Вт/м2. Для снижения вероятных помех другим системам связи, в частности спутниковым телефонным системам или наземным радиорелейным телефонным и т.д., ППМ ограничивают. Она не должна для них превышать (минус) -152 дБ Вт/м2 в контрольной полосе частот 0...4.0 кГц (что записывается - 152 дБ ) при всех видах модуляции, при этом учитывается угол прихода мешающей электромагнитной волны (см. табл.2.1). С целью получения достаточного уровня плотности потока мощности, необходимого для качественного приема и при этом малого уровня помех, при передаче прибегают к сглаживанию энергетических выбросов в спектре передаваемого видеосигнала,- дисперсии, что делает его спектр равномерным или приближает к равномерному. Для уменьшения заметности сигнала дисперсии на изображении при приеме применяют известные схемы фиксации (схемы привязки) уровня. Ширина частотной полосы спутникового телевизионного канала выбрана для спутников НТВ в 27 МГц при девиации ±6 МГц и 36 МГц для спутников ФСС при девиации ±15 МГц. Передачи со спутников ведутся в СВЧ диапазоне, который обеспечивает большую пропускную способность. Это позволяет принимать большое количество телевизионных частотных каналов при достаточно широкой частотной полосе каждого. Работа в СВЧ диапазоне позволяет также сформировать острую диаграмму направленности передающих антенн и создать тем самым необходимую плотность потока мощности только на отведенной территории при относительно небольшой излучаемой мощности передатчика спутника и небольших размерах его антенн. Прием в этом диапазоне ведется также на небольшие антенны, особенно со спутников НТВ. Это дает возможность вести прием со спутников-ретрансляторов как коллективными, так и индивидуальными устройствами. Особенно большие возможности открывает приемопередача телевизионной информации цифровым способом, у которого целый ряд преимуществ по отношению к аналоговому, а самое главное, он позволяет реализовать большую пропускную способность частотной полосы спутникового канала, обеспечивая высокое качество принимаемого изображения и звука. Спутники, функционирующие на геостационарной орбите, в большинстве своем являются интернациональными и принадлежат или европейскому, или мировому сообществам. Они делятся условно на спутники непосредственного телевизионного вещания - НТВ и распределительные, спутники фиксированных средств связи - ФСС. У спутников НТВ мощность излучения передатчиков порядка 250...350 Вт на канал, маленький "след", т.е. высокая точность удержания на позиции в точке стояния. Каждый спутник может ретранслировать аналоговым способом не более чем в пяти телевизионных каналах. При цифровом способе количество телевизионных каналов увеличивается в 3 - 4 раза в той же частотной полосе спутникового канала. У спутников ФСС мощность излучения передатчиков небольшая (10...50 Вт на канал), "след" спутника большой, количество телевизионных каналов для ретрансляции до 16. Однако с развитием средств связи - введением цифровых способов - различие между спутниками НТВ и ФСС постепенно стирается. Широкое применение находят спутники, имеющие на борту передатчики средней мощности, маленький "след" и ретранслирующие телевизионные передачи цифровым способом. В заключение следует отметить, что международное перераспределение частот в трех Районах, перерегистрация спутниковых позиций для каждой страны, а также внесение изменений и дополнений в Регламент радиосвязи проводятся только на Всемирных Конференциях по Радиосвязи. Глава 3 Перемежение Перемежение бит представляет собой эффективный способ борьбы с групповыми ошибками, появляющихся в цифровом потоке при передаче информации по каналу связи при замираниях сигнала и помехах. Цель перемежения следующая. В условиях плохого приема при воздействии помех может произойти потеря целой, рядом стоящей, совокупности бит или появление группы ошибок. Если не использовать перемежение, то возможная потеря совокупности бит принадлежала бы одному или двум кодовым словам, и эту потерю практически нельзя было бы восстановить на приемной стороне. Благодаря перемежению, потерянная совокупность бит распределяется (при восстановлении в декодере на приемной стороне первоначального порядка следования) на несколько не рядом стоящих слов и восстанавливается различными исправляющими кодами. Известно несколько способов перемежения: диагональное, сверточное, межблоковое и блоковое. Наиболее простым и распространенным из них является блоковое. Оно представляет собой прямоугольную блок-матрицу, состоящую из К кодовых слов (строк), каждое из которых содержит л бит, что образует п столбцов. Считывание данных (обход матрицы) при передаче выполняется сверху- вниз, как показано на рис. 3.8. В цифровой код Определение. Основной принцип преобразования аналогового сигнала в цифровой код гласит. Для представления без искажений аналогового сигнала в цифровом коде количество отсчетов (замеров) при дискретизации должно вдвое превышать максимальную частоту колебаний в его спектре. (3.3) где Fмакс - максимальная частота колебания в спектре аналогового сигнала. Для представления аналогового телевизионного изображения в цифровом коде необходимо при дискретизации согласно основного принципа, чтобы для самой мелкой детали на изображении (при амплитудно-пространственном представлении) приходилось бы не менее двух отсчетов (замеров). Если это не выполняется, то исчезают не только самые мелкие детали, но появляются дополнительные муары и узоры, которые могут исказить изображение. Для сигналов, изменяющихся во времени (при амплитудно-временном представлении), также важную роль имеет частота отсчетов (частота дискретизации). Это наглядно видно при преобразовании в цифровую форму напряжения звуковой частоты, т. е. сигнала, изменяющегося во времени. Из основного принципа дискретизации вытекает, что если частота звука 20000 Гц, то отсчеты должны проводиться не менее 40000 раз в секунду. В противном случае в полученном цифровом коде появятся данные, отражающие новые комбинационные колебания (частоты), приводящие к искажениям. Этот эффект называется помехой дискретизации. Интерфейс RS 232C Обычно информация передается по каналу связи последовательным способом. В простейшем случае он требует наличия всего двух физических проводников (сигнального и обратного - корпуса). Имеется несколько стандартов реализации последовательной связи, но самым распространенным является интерфейс RS 232C. Он предполагает использование 25-контактного разъема, в котором каждый контакт предназначен для сигнала, функция и направление передачи которого полностью определены интерфейсом. Например, контакт 2 назван XMIT DATA (сокращенно X х D) и используется для передачи информации от терминала в модем. Терминал имеет штырьковую, а модем - ответную часть разъема. Описание интерфейса RS 232C выполнено в терминах модема и терминала. В общем, интерфейс RS 232C использует 20 из 25 контактов разъема и предусматривает два канала передачи, хотя всегда на практике используется только один. Модем и терминал имеют стандартный 25-контактный разъем D-типа. Это означает, что оба конца линии связи предполагают передачу данных через один и тот же контакт, т. е. по единственной линии связи. Применяются следующие мнемоники сигналов: АВ - сигнальный общий провод (SG); СЕ - индикатор звонка (вызова из модема), (RI); CD - готовность терминала DTR (в модем); СС - готовность модема DSR (из модема); В А - передаваемые данные Тх D (в модем); ВВ - принимаемые данные R x D (из модема); DA - синхронизация передатчика DTE (в модем); DB - синхронизация передатчика ТС (из модема); DD - синхронизация приемника RC (из модема); СА - запрос передачи RTS (в модем); СВ - сброс передачи CTS (из модема); CF - детектор сигнала приемной линии DCD (из модема); CG - детектор качества сигнала SQ (из модема); СН - селектор скорости передачи данных (в модем); CI - селектор скорости передачи данных (из модема); SBA - вторичные передаваемые данные (STD); SBB - вторичные принимаемые данные (SRD); SCA - вторичный запрос передачи (SCTS); SCD - вторичный сброс передачи; SCF - детектор сигнала вторичной приемной линии (SRTS) В простейшем интерфейсе для приемопередающего терминала используются только сигнальный общий провод (АВ), линии передаваемых (ВА) и принимаемых данных (ВВ). Однако для периферийного оборудования на одном конце линии может быть затребован управляющий сигнал CTS, который останавливает прием данных из модема и разрешает передачу из терминала. Если этот сигнал не формируется приемником на противоположном конце кабеля, то соединяются контакты в разъеме, чтобы устройство как бы принимало сигнал квитирования с другого конца. Такое подключение осуществляется на приемопередающих концах и называется автоответом. Интерфейс RS 232C является последовательным, асинхронным интерфейсом. В нем при асинхронной передаче требуется, чтобы от передатчика в приемник первым был послан стартовый бит, сообщающий о начале передачи информации. После этого передаются информационные биты, причем первым передается младший бит, а затем старший. Вслед за информационными битами передается контрольный бит или бит паритета. Интерфейс RS 232C определяет также электрические характеристики сигналов - уровни напряжения, максимальную длину линии связи и скорость передачи данных. Основные его характеристики: Максимальная длина линии, м 30 Максимальная скорость, бит/с 20000 Уровень логической 1,В -1,5... -36 Уровень логического 0, В + 1,5... +36 Информация в последовательной линии связи представляется в формате без возврата к нулю, т.е. между битами линия не возвращается к состоянию логического 0. Если, например, два соседних бита находятся в состоянии логической 1, то линия остается в этом состоянии в течение двух синхроимпульсов. В интерфейсе RS 232C логическому 0 соответствует уровень напряжения +12В, а логической 1 - минус 12В. Код ASCII (American Standart Code for Information Interchange). Прежде чем передавать информацию по каналу связи между двумя системами, обе системы должны иметь одинаковые скорости обработки и однотипные форматы приемопередачи кодов. Наиболее эффективным способом кодирования, который обеспечивает передачу информационных и управляющих кодов между системами, служит 7-битовый Американский стандартный код для обмена информацией. Однако вместо него в основном используется расширенный код ASCII, который имеет 256 бит. Он включает в себя 128 бит названного кода и еще дополнительно 128 бит, которые используются для кодирования букв - символов практически всех европейских алфавитов, символов псевдографики, а также математических символов. Именно расширенный код ASCII всегда применяется для передачи данных по последовательному каналу, и каждый символ кодируется в нем восьмью битами. Если выбран код ASCII и реализован интерфейс RS 232C, остается определить порядок передачи информации. Этот порядок называется протоколом передачи и определяет не только порядок передачи кодов-символов, но и порядок работы с управляющими битами, которые необходимы для синхронизации взаимодействующих систем приемопередачи. Выводы В главе рассматриваются некоторые способы модуляции несущей и их сравнительная оценка. Как отмечалось в начале главы, амплитудная модуляция в системах телевизионного вещания со спутников не может применяться ввиду ее серьезных недостатков. При передаче телевизионной информации аналоговым способом применяется частотная модуляция, так как она обладает высокой помехоустойчивостью и обеспечивает стабильный уровень сигнала в местах приема. Высокая ее помехоустойчивость объясняется тем, что помехи в канале связи воздействуют в основном на амплитуду сигнала, а не на частоту, и при приеме при определенных условиях возможно значительное ослабление уровня шума. Но для реализации своих преимуществ частотная модуляция при передаче требует широкой частотной полосы дорогостоящего спутникового канала, в этом ее основной недостаток. При передаче информации цифровым способом в системах связи применяется в основном фазовая манипуляция несущей, которая обладает всеми преимуществами частотной модуляции и в то же время свободна от многих недостатков присущих ЧМ. Для повышения помехоустойчивости данных, передаваемых по каналу связи, вводятся в цифровые слова избыточные биты, но не произвольное количество, а строго закономерное, в соответствии с законом применяемого кодирования. Широко применяются для этих целей коды Хемминга, БЧХ, Рида-Соломона, Голея и бит-перемежение. Кроме названных кодов, относящихся к блоковым, применяются сверточные коды, обеспечивающие непрерывное кодирование цифрового потока. По спутниковому каналу для передачи телевизионной информации цифровым способом применяется в основном квадратурная фазовая манипуляция несущей (Quadrature Phase Shift Keying, QPSK), при которой частотная полоса спутникового канала используется более эффективно, чем при двоичной фазовой манипуляции (Binary Phase Shift Keying BPSK). А для передачи по кабельной сети при непосредственной "доставке" телевизионных программ потребителю применяется, как более экономная, многопозиционная квадратурная амплитудная манипуляции (16-QAM, 32-QAM, 64-QAM и т.д.), в которую транскодируются сигналы QPSK. Для формирования из аналоговых видеосигналов цифровых осуществляется дискретизация с частотой 13,5 МГц сигнала яркости и с частотой 6,75 МГц - цветноразностных. Выбранная частота дискретизации 13,5 МГц сигнала яркости позволила ввести единый международный стандарт цифрового кодирования полного телевизионного видеосигнала, что очень важно для спутниковых систем при ретрансляции глобальных телевизионных передач. В этой главе рассмотрены так же интерфейс RS 232C и код ASCII, широко применяемые при передаче информации. Глава 4 Выводы Для приема программ через спутники-ретрансляторы применяются дополнительные наземные устройства, состоящие из внешнего (находящегося на антенне) и внутреннего (ресивера) блоков. Помимо антенны внешний блок включает в себя первичный облучатель, переключатель поляризаций, волноводный разделитель электромагнитных волн по поляризации, полосовой фильтр СВЧ, волноводно-полосковый переход, малошумящий предварительный усилитель, преобразователь (конвертер) частот, включающий смеситель, гетеродин и усилитель сигналов ПЧ. Кроме того, к дополнительным устройствам относится блок управления наведением антенны на спутник. Глава 5 Требования, предъявляемые к антеннам для приема со спутников-ретрансляторов Антенны являются неотъемлемой частью приемного устройства. Электромагнитные волны длинных, средних, коротких, ультракоротких диапазонов, распространяясь в свободном пространстве, наводят в них токи, которые подаются во входные каскады приемных устройств. Антенны, предназначенные для приема телевизионных сигналов со спутников-ретрансляторов, принимают электромагнитные волны СВЧ диапазона (длина волны 1...3 см) весьма низкого уровня, который практически соизмерим с уровнем естественных шумов и помех. Поэтому такие антенны имеют: □ большой коэффициент усиления; □ низкую шумовую температуру; □ острую диаграмму направленности; □ малый уровень боковых лепестков; □ большую поверхность для "сбора" электромагнитных волн. Приведенным условиям в значительной мере удовлетворяют антенны параболоидного типа, плоские (планарные) антенны - фазированные антенные решетки (ФАРы), сферические антенны и т.п. Но наиболее широкое распространение получили параболоидные антенны, т.е. антенны, использующие в качестве собирающей и отражающей (переизлучающей) поверхности внутреннюю поверхность параболоида вращения и первичный облучатель. Параболоидная поверхность не является непосредственно антенной, а только ее составной весьма важной конструктивной частью. Она предназначена для сбора, отражения (переизлучения) электромагнитных волн СВЧ, падающих на нее и для направления их в фокус, на размещенный там первичный облучатель. Он, являясь сам небольшой субантенной, представляет активную часть общей антенны. Параметры первичного облучателя и поверхности параболоида, а также их взаимное расположение, формируют в целом параметры параболоидной антенны. Основные определения параболоидных антенн для приема электромагнитных волн СВЧ Раскрыв параболоидной антенны или апертура (от латинского aperture - отверстие) - это плоскость, огр
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-01; просмотров: 643; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.144.30.14 (0.02 с.) |