Распределение частотных диапазонов для спутников-ретрансляторов

Для ретрансляции по спутниковым каналам согласно Плана рас­пределения частотных каналов и Регламента радиосвязи выделе­ны следующие частотные диапазоны:

□ 620...790 МГц, - предназначен для наземных телевизионных
систем. Он может быть использован и для спутникового вещания с частотной модуляцией. Здесь принято непременное условие, чтобы спутниковое вещание не создавало помех для приема наземных телевизионных передач, что обеспечивается ограничением мощно­сти, излучаемой передатчиком спутника. Преимущество этого диа­пазона в том, что в этой полосе частот можно вести прием частотномодулированных сигналов на простые приемные устройства. По­сле преобразования в стандартный наземный принятый со спут­ника ЧМ сигнал можно распределять абонентам через местные на­
земные телевизионные ретрансляторы. Однако требования по ог­раничению помех другим службам и службам, находящимся на тер­ритории соседних государств, приводят к тому, что данный диапазон может использоваться для вещания со спутников только внутри страны с большой территорией. Например, в этом диапазоне рабо­тает система "Экран", в которой спутник над Экватором с орбиталь­ной позиции 90° в.д. ретранслирует программы для Сибири;

□ 2500...2690 Мгц (S-диапазон, согласно международной клас­сификации). Данная полоса частот предназначена для националь­ных региональных систем спутникового вещания при ведении кол­лективного приема. Здесь также необходимо согласовывать ис­пользование частот и мощности с соседними странами;

□ 3400..,4200 МГц и добавленный к нему диапазон (С-диапазон) 4500...4800 МГц предоставлены спутникам ФСС - спутникам фик­сированных средств связи и оба широко используются для переда­чи программ многофункциональным приемным наземным станциям с антеннами диаметром 12...32 м. В этом диапазоне работают на­земные радиорелейные службы связи и радиолокационные стан­ции. Поэтому, применяя при передачах эффективную дисперсию, можно создавать высокую ППМ, благодаря чему в этом диапазоне могут вести прием станции распределительной сети. Распростра­нен в России и в США. Из-за необходимости применения антенн больших размеров (диаметром 2,0 м и более), а также больших за­трат на дополнительное оборудование в Западной и Центральной Европе не получил распространение;

□ 10,7... 10,95; 11,2... 11,45 ГГц (Ku-диапазон). Полосы частот
выделены спутникам ФСС, которые могут вести также ретрансля­цию телевизионного вещания при малой (с целью исключения по­ мех другим системам: радионавигационным, радиорелейным и т.д.)
плотности потока мощности у земной поверхности (на краю зоны покрытия ППМ в условиях дождя - 120 дБВт/м²);

□ 10,95... 11,2 ГГц; 11,45... 11,7 ГГц (Ku-диапазон). Указанные
полосы частот также выделены спутникам ФСС, при условии, что
они пройдут процедуру согласования;

□ 11,7... 12,75 ГГц (Ku-диапазон). Полоса частот выделена для
спутников Непосредственного Телевизионного Вещания - НТВ
(DBS). Освоение этого диапазона частот началось с 1980 г. В нем допускается большая плотность потока мощности у поверхности
Земли и частотная полоса его распределена территориально по районам, изображенным на рис. 2.11:

• для Района 1 - территория бывшего СССР, Монголия, Европа, Африка - полоса частот 11,7... 12,75 ГГц ⁹;

коммерче­ского вещания BBS, сейчас относят к DBS (НТВ) и нем первоначально начали ретрансляцию спутники TELECOM, а сейчас Astra 1G, Hot Bird 4 и т.п.

• для Района 2 - Северная и Южная Америки, полоса частот
12,1...12,7 ГГц распределена: 12,1...12,3 ГГц службам НТВ и ФСС;
полоса 12,3... 12,7 ГГц службе НТВ.

Кроме этого в Районе 2 для службы ФСС выделена полоса час­тот 11,7...12,1 ГГц:

• для Района 3 - Азия, Япония, Австралия, Океания отведена основная полоса частот 11,7... 12,75 ГГц. Из нее полоса 12,2... 12,5 ГГц распределена службе ФСС, а полоса 12,5... 12,75 ГГц – службе НТВ, при условии, что эта служба будет вести передачи рассчитан­ные на коллективный прием (с плотностью потока мощности - 111 дБ Вт/м² на границе зоны покрытия), по Плану, согласованному..
Региональной конференцией. Полоса 11,7... 12,2 ГГц для этого Района полностью выделена службе НТВ, т.е. на границе покрытия ППМ составляет - 103 дБ Вт/ м².

В полосах частот, выделенных для спутников НТВ допускается высокая плотность потока мощности, излучаемая его передатчи­ками. Поэтому можно вести прием на небольшие антенны диамет­ром 0,8... 1,0 м, что обеспечивает их дешевизну, доступность и мас­совость применения.

Полоса частот 11,7... 12,5 ГГц для Района 1 разбита на 40 частот­ных каналов (табл.2.2). Однако, благодаря многократному их исполь­зованию за счет пространственно-поляризационного разделения электромагнитных волн общее число каналов приема доведено до 984. Разнос между частотами несущих соседних каналов составляет A = 19,18 МГц. Такое частотное расстояние между соседними каналами выбрано не случайно - оно определено расчетным путем для получения максимальной пропускной способности (макси­мального количества каналов) при минимуме взаимных помехи при пространственном разносе между соседними спутниками = 6° для Районов 1, 3. Для Района 2 оптимальное значение составляет 4,5..5°. Ширина частотной полосы канала - 27 МГц, модуляция - частотная (допускается и другой вид модуляции, например, фазо­вая манипуляция при передаче информации цифровым способом, лишь бы не создавались помехи другим службам).

На рис. 2.12 показан принцип построения частотных каналов. В соседних каналах используются электромагнитные волны взаим­но ортогональных поляризаций (для спутников НТВ). При достаточ­ном пространственном разделении возможно использование со­седних частотных каналов с электромагнитными волнами однотип­ной поляризации. Значение несущей частоты для любого n-го кана­ла рассчитывается по формуле, МГц:

f_n= 11708 + . (2.6)

Для каждой страны выделяется не менее пяти телевизионных ка­налов в пределах полосы частот 400 МГц в верхней или нижней части диапазона. Для стран с большой численностью населения и большой территорией, а также многоязычным странам выделено большее коли­чество частотных каналов с разными поляризациями электромагнит­ных волн. Например, для России выделено 69 каналов. В 2002 г. ВКР (Стамбул) на плановой основе за Россией было закреплено 74 частот­ных канала на пяти позициях геостационарной орбиты.

В настоящее время диапазоны частот 22,5...23,0 ГГц; 41...43 ГГц, (К-диапазоны); 84...86 ГГц, (К-диапазон) не используются. Освое­ние их можно ожидать только в далеком будущем и в первую оче­редь, для передачи телевизионных программ высокой четкости с применением цифровых способов.

 

Таблица 2.2

 

Номер канала	Частота, МГц	Номер канала	Частота, МГц	Номер канала	Частота, МГц	Номер канала	Частота, МГц
1	11727,48	11	11919,28	21	12111,08	31	12302,98
2	11746,66	12	11938,46	22	12130,26	32	12322,06
3	11765,84	13	11957,64	23	12149,44	33	12341,24
4	11785,02	14	11976,82	24	12168,62	34	12360,42
5	11804,20	15	11996,00	25	12187,80	35	12379,60
6	11823,38	16	12015,18	26	12206,98	36	12398,78
7	11842,56	17	12034,36	27	12226,16	37	12417,96
8	11861,74	18	12053,54	28	12245,34	38	12437,14
9	11880,92	19	12072,72	29	12264,52	39	12456,32
10	11900,10	20	12091,90	30	12283,70	40	12475,50

Необходимо отметить, что частотам для передачи сигналов со спутника на Землю соответствуют частоты сигналов, передаваемых с Земли на спутник для ретрансляции. При этом, частоты сигналов, передаваемых в направлении Земля —> спутник выбираются выше, чем частоты сигналов передаваемых со спутника на Землю, так как большее ослабление на трассе Земля —» спутник легче компенси­ровать увеличением мощности передатчика наземной станции. Это принято записывать дробью, где в числителе - частота сигналов излучаемых передатчиком с Земли, а в знаменателе - со спутника, например, 18/12 ГГц. Для снижения интерференционных помех

Рис. 2.12. Принцип использования электромагнитных волн взаимно орто­гональных поляризаций (линейных или круговых, без их конкретизации) соседних частотных аналоговых каналов спутников НТВ

сигналы, как видно, разнесены друг от друга по частоте на далекое частотное расстояние.