Звуковой /зс /зв /игп сигнал ТВ

ТВ сигнал

О 1 2 3 4 5 б 7 8 9/МГц Рис. 12.5. Спектр частот сигналов в спутниковой системе связи Орбита-2

ЧМ с девиацией 15 МГц, сигнал звукового сопровождения передается на поднесущей частоте 7 МГц с девиацией частоты 150 кГц. На поднесущих частотах 7,5 и 8,2 МГц передаются сигналы звукового вещания и изображения газетных полос (ИГП). Сигналы ИГП передаются с целью- обеспечения децентрализованного печатания центральных газет. Практически девиация несущей сигналом поднесущей ИГП составляет примерно 1,5 МГц (рис. 12.5).

Функциональная схема спутниковой системы передачи Орбита-2 представлена на рис. 12.6. Активный ретранслятор ИСЗ типа Молния работает следующим образом (см. рис. 12.6, б). Принятый антенной 1 сигнал с частотой f p поступает на разделительный фильтр 2 и далее на преобразователь частоты 3. На второй вход преобразователя поступает сигнал от гетеродина 5. Затем преобразованный сигнал с частотой усиливается усилителем промежуточной частоты 4 и поступает на второй преобразователь частоты 8, работающий совместно с гетеродином передатчика 6. На выходе второго преобразователя образуется радиосигнал с частотой fep- Данный сигнал усиливается по мощности усилителем 7 и через разделительный фильтр поступает в антенну и передается в направлении Земли.

Для слежения за ИСЗ Молния в приемной ЗС используются параболические антенны с диаметром зеркала 12 м, установленные на полноповоротном опорном устройстве. В целом ЗС представляет собой довольно сложное и дорогое сооружение.

Сигнал, поступающий на частотный модулятор передающей ЗС Орбита-2 , как и на РРЛ, предварительно подвергается частотным предыскажениям. Кроме линейных предьюкажений передаваемого сигнала на спутниковой линии связи используется еще и нелинейная обработка ТВ сигнала. Ее целью является получение дополнительного выигрыша в помехоустойчивости на 2...4 дБ без видимых искажений ТВ изображения. Структурная схема нелинейного корректора приведена на рис. 12.7. Входной ТВ сигнал после цепи низкочас-

Уигп

/ пер

Рис. 12.6. Функциональная схема спутниковой системы передачи Орбита-2 а - функциональная схема передающей земной станции: 1 - устройство преобразования сигналов ИГП; 2 - устройство совмещения сигналов L/игп и Uib, 3 - модулятор и передающий тракт промежуточной частоты; 4 - устройство совмещения ТВ сигнала и сигнала звукового сопровождения; 5 - передающий тракт ВЧ; 6 - передающая антенна;

б-структурная схема активного ретранслятора ИСЗ типа Молния ; в - функциональная схема приемной земной станции: 1 - приемная антенна с автоматическим следящим устройством; 2 - приемный тракт ВЧ с малошумящим охлажденным параметрическим усилителем; 3 - фильтры разделения; 4 - приемный тракт ПЧ и демодулятор; 5 - устройство разделения сигналов L/игп и L/as; 6 - демодулятор сигнала Шт ; 7 - устройство разделения ТВ сигнала и сигнала звукового сопровождения

тотных предыскажений 1 и схемы ВПС 2 преобразуется в сигнал U2 и подается на амплитудный ограничитель 3, срезающий экстремальнью выбросы, полученные после дифференцирования сигнала. Размах ограниченного сигнала меньше максимально допустимого

тах =ii> поэтому его усиливают в усилителе 4 с коэффициентдм усиления /< = L/ax/3. за счет чего и получают выигрыш в помехоустойчивости для низкочастотных составляющих ТВ сигнала. Напряжение с выходного усилителя и сигнал звукового сопровождения iac подаются на смеситель 5 и затем поступают к модулятору передатчика 6. При передаче сигналов цветного ТВ вводить нелинейные

>

Узе 5

Рис. 12.7. Структурная схема устройства нелинейных предыскажений ТВ сигнала

предыскажения в таком же виде, как при передаче сигналов черно-белого ТВ, нельзя, так как вносимое ими ограничение цветовой поднесущей на пиках сигналов яркости вызывает искажения типа дифференциального усиления. Выходом из создавшегося положения является устранение ограничения цветовой поднесущей при нелинейной обработке яркостного сигнала. Для этого в схему ограничителя включается широкополосный фильтр-пробка, перекрывающий диапазон изменения частот цветовой поднесущей.

К настоящему времени в России построено около 90 приемных станций Орбита . Приемная сеть системы Орбита-2 является косвенной распределительной сетью, т.е. наземные станции принимают через ИСЗ ТВ сигнал и по наземным соединительным линиям передаются на ближайшие телецентры или мощные ретрансляторы, которые доводят их до абонентов в метровом или дециметровом диапазоне волн. Эксплуатация системы Орбита-2 показала, что ее использование эффективно только в городах или в крупных населенных пунктах.

С целью повышения экономической эффективности была введена в эксплуатацию спутниковая система передачи Экран . В системе используется ИСЗ Экран , находящийся на ГСО, зона обслуживания которого охватывает районы Сибири, Крайнего Севера и частично Дальнего Востока. Земная передающая станция излучает в сторону ИСЗ ЧМ сигнал мощностью 5 кВт на частоте 6,2 ГГц. Этот сигнал принимается приемной антенной ИСЗ, преобразуется в диапазон дециметровых волн с несущей частотой 714 МГц и, усиленный до 200 Вт, излучается передающей антенной в направлении Земли. Ретранслированный ИСЗ сигнал принимается сетью приемных установок двух типов - упрощенные (II класс) и более сложные (I класс). Установки I класса комплектуются антеннами волновой канал , содержащими 32 полотна. В комплект установки II класса входит антенна из четырех полотен и малогабаритное приемное устройство, в котором спектр сигнала с принятой частоты 714 МГц переносится

в спектр одного из каналов метрового диапазона. При этом частотно-модулированный сигнал преобразуется в сигнал с амплитудной модуляцией. Данные приемные установки предназначены для подачи ТВ сигнала на маломощные ТВ ретрансляторы или в кабельную распределительную сеть.

Для расширения зоны обслуживания без опасности создания помех наземным службам в 1979 г введена в эксплуатацию новая спутниковая система Москва , работающая в диапазонах частот 6/4 ГГц. Подача ТВ сигналов на сеть земных приемных станций ведется в этом случае через геостационарный ИСЗ Горизонт или Экспресс . Мощность бортового передатчика составляет 40 Вт при наличии узконаправленной бортовой передающей антенны. Особенностью системы Москва является то, что для улучшения электромагнитной совместимости с существующими наземными и спутниковыми средствами связи было использовано искусственное рассеяние мощности путем дисперсии несущей. Для этого несущая дополнительно отклоняется с частотой 2,5 Гц и девиацией ±4 МГц. Это позволило соблюсти установленнью МСЭ нормы на допустимую мощность электромагнитного потока у поверхности Земли. В зону, обслуживаемую одним ИСЗ, входит 2-3 часовых пояса. Приемная параболическая антенна ЗС имеет диаметр зеркала 2,5 м с шириной диаграммы направленности ±1°. В качестве входного устройства стало возможным применить неохлаждаемый параметрический усилитель с температурой шума 100 К. Таким образом, создана распределительная ТВ система с приемом на сравнительно простые станции в диапазоне частот 4 ГГц, не требующие постоянного квалифицированного обслуживания. В комплект приемной станции Москва входит ТВ ретранслятор мощностью 1,10 или 100 Вт или устройство для работы на кабельную распределительную сеть. Москва является системой прямого распределения ТВ программ.

Создание современной многопрограммной ТВ сети, относящейся к РВСС, невозможно как с помощью системы Орбита-2 , вследствие ее вьюокой стоимости, так и систем Экран , Москва из-за их одно-программности. Поэтому перспективой ТВ вещания с помощью ИСЗ является НТВ при использовании наиболее выгодного в экономическом отношении диапазона частот 11,7... 12,5 ГГц. В этой полосе частот создаются многопрограммные национальные системы СТВ. Например, для России предусмотрено 5 позиций на ГСО (23, 44, 74, 110 и 140° в.д.) и 36 номиналов частот. Благодаря добавочному угло8о,му разносу между зонами обслуживания, использованию двух видов круговой поляризации радиоволн (прямой и обратной) обеспечена возможность одновременной передачи в целом сигналов 70 национальных ТВ программ. В настоящее время в России для НТВ запускается на ГСО серия связных ИСЗ типа Галс .

Планируется запуск спутников типа Ямап-300 . Ряд российских тепекомпаний начинают использовать многоканальную систему НТВ по стандарту MPEG-2. В этом случае по одному стандартному спутниковому ТВ каналу передается от трех до восьми ТВ программ.

12.6. Телевизионные устройства непосредственного приема сигналов со связных искусственных спутников Земли

Для непосредственного приема спутниковых ТВ сигналов стандартные телевизоры должны быть дополнительно оборудованы специальными приемными устройствами, осуществляющими преобразование принятых радиосигналов в диапазоне частот 11,7... 12,5 ГГц в полосу частот одного из свободных в данной местности ТВ радиоканалов I-V частотных диапазонов. Подобные приемные устройства делятся на две группы - установки индивидуального и коллективного приема [5].

В состав аппаратуры непосредственного приема спутниковых ТВ сигналов индивидуального типа входят: антенная система, устройство дистанционного управления антенной, поляризатор, обеспечивающий выделение радиосигналов с выбранным направлением круговой поляризации, и преобразователь спутниковых радиосигналов.

Радиосигналы с различными видами круговой поляризации непосредственно принимаются антенной системой, как правило, параболического типа с диаметром зеркала 0,9 м, усилением около 38,5 дБ в диапазоне 12 ГГц и шириной диаграммы направленности по уровню половинной мощности около 2°. Неотъемлемой частью приемной аппаратуры спутниковых сигналов является позиционер, т.е. устройство дистанционного управления антенной системой. С помощью позиционера абонент имеет возможность перестраивать антенну на различные ИСЗ, находящиеся в разных позициях геостационарной орбиты.

Обычно антенная система устанавливается в некотором удалении (на расстоянии нескольких десятков метров) от основного оборудования приема спутниковых ТВ сигналов. В этом случае стандартный антенный ТВ коаксиальный кабель для передачи сигналов в диапазоне 12 ГГц не годится. Уже при передаче на 1 м радиосигнал столь вьюокой частоты таким кабелем будет полностью рассеян, так как верхняя критическая рабочая частота коаксиального кабеля в несколько десятков раз ниже частот радиосигналов с ИСЗ, для передачи таких высокочастотных сигналов необходимы специальные волноводы. На практике за счет применения конверторов используется метод понижения несущих частот принимаемых сигналов. Поэтому выпускаемая аппаратура непосредственного приема ТВ сигналов в диапазоне 12 ГГц выполняется по схеме с двойным преобразованием частоты и конструктивно состоит из двух разде-

е-

Рис. 12.8. Функциональная схема ТВ установки для приема радиосигналов системы спутникового НТВ

1 - параболическая антенна; 2 - поляризатор; 3 - устройство преобразования ТВ радиосигналов; 4 - вынесенный блок; 5 - внутренний блок; 6 - типовой телевизор; 7 - позиционер

ленных блоков; вынесенного (наружного) и внутреннего (рис. 12.8) [6]. Данное техническое решение оптимально с точки зрения вьюокой избирательности приемного устройства по соседнему каналу, подавления помехи зеркального канала и обратного излучения гетеродина. Наружный блок, выполняющий роль конвертора, укрепляется непосредственно у облучателя параболической антенны. В этом случае принимаемый антенной радиосигнал по отрезку волновода проходит через поляризатор на вход конвертора. В конверторе принятые радиосигналы после первого преобразования переносятся в диапазон частот первой промежуточной частоты, усиливаются и передаются по коаксиальному кабелю на вход внутреннего блока. Для первой промежуточной частоты радиосигнала рекомендована полоса частот 0,95... 1,75 ГГц, расположенная выше диапазонов наземного ТВ вещания. Во внутреннем блоке осуществляется второе преобразование частоты, демодуляция принятых радиосигналов, т.е. их частотная демодуляция, а затем AM и перенос в один из стандартных радиоканалов частотных диапазонов, соответствующих метровым или дециметровым волнам. Причем внутренний блок выделяет только один радиосигнал из всего диапазона рабочих частот приемного оборудования шириной в 800 МГц, соответствующий определенной ТВ программе. Фактически внутренний блок является спутниковым тюнером, построенным по классической схеме супергетеродинного приемника. Выход внутреннего блока аппаратуры непосредственного приема спутниковых радиосигналов соединяется с антенным входом стационарного телевизора.

В современных приемных установках спутниковых сигналов выбор радиосигнала с нужным направлением круговой поляризации осуществляется механическим или магнитным поляризатором дистанционно с помощью управляющих импульсов, вырабатываемых во внутреннем блоке.