Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Космический аппарат связи
|
|
Тема 13. Компоновочные схемы КА обеспечения связи. Общие и частные требования. Анализ компоновочных схем. Анализ технико-экономических показателей существующих и перспективных КА обеспечения связи.
Лекция 25-26.
Космический аппарат связи
Укрупненная схема БРТК (бортовой приемо-передающей системы)
Укрупненная схема наземного комплекса приема и передачи информации
Компоновочная схема малоразмерного КА связи
Пример. Малоразмерный КА связи «Диалог» C-диапазона нового поколения для фиксированной спутниковой службы.
Предусматриваются следующие услуги, предоставляемые КА «Диалог»:
- телефонная связь и передача данных, в т.ч. высокоскоростных;
- передача мультимедийной информации, включая аудио- и видеоконференцсвязь, интерактивное телевидение и информацию сети Интернет;
- передача телевизионных программ для коллективного приема.
КА связи «Диалог» - вид спереди (А), сверху (Б), снизу (В) и сбоку (Г)
Общий вид КА «Диалог» C-диапазона для фиксированной спутниковой службы.
Большинство потребителей ресурсов КА связи имеют спутниковые сети в C- и Ku-диапазонах, в качестве базового варианта построения бортового ретрансляционного комплекса КА «Диалог» был принят двухдиапазонный 7-ствольный вариант, дополняющий по радиочастотному ресурсу КА сети «Экспресс-А». Конструктивно данный БРТК размещен на трех приборных панелях: панель ретранслятора C-диапазона, панель ретранслятора Ku-диапазона, панель антенно-фидерных устройств. Основные характеристики КА «Диалог» и его БРТК приведены в таблицах.
| Основные характеристики КА | |
| Рабочая орбита | геостационарная |
| Точность поддержания орбиты: | |
| – по наклонению, ° | ± 0.1 |
| – по долготе, ° | ± 0.1 |
| Потребляемая электрическая мощность КА в целом: | |
| – среднесуточная, Вт | |
| – максимальная, Вт | |
| Масса КА на рабочей орбите, кг | |
| Средства выведения | РН “Рокот”, “Ангара” |
| Срок активного существования, лет | 10–12 |
| Массовые характеристики КА “Диалог” | |
| Параметр | Масса, кг |
| КА на промежуточной орбите (Нп=40000–100000 км, Нa=250 км) | |
| КА на ГСО, в т.ч.: | |
| 1. Космическая платформа: | |
| – интегрированная система управления | |
| – телекомандная система | |
| – система электроснабжения | |
| – двигательная установка | |
| – средства обеспечения теплового режима | |
| – бортовая кабельная сеть | |
| 2. Бортовой ретрансляционный комплекс | |
| Резерв массы |
| Характеристики бортового ретрансляционного комплекса (вариант двухдиапазонного БРТК с 10 эквивалентными стволами) | |
| Частотный диапазон С (6/4 ГГц): | |
| – число стволов | |
| – полоса пропускания ствола, МГц | |
| – ЭИИМ, дБхВт | |
| Частотный диапазон Ku (6/4 ГГц): | |
| – число стволов | |
| – полоса пропускания ствола, МГц | |
| – ЭИИМ, дБхВт | 45.5 |
| Ширина диаграммы направленности антенны, град.: | |
| – в диапазоне Ku | 2.5х10 |
| – в диапазоне С | 4х10 |
| Добротность приемной системы G/T, дБ/К | |
| – в диапазоне Ku | -1 |
| – в диапазоне С | -3 |
| Потребляемая электрическая мощность, Вт | |
| Масса, кг |
Общий вид КА «Диалог» L- и C-диапазонов для подвижной спутниковой службы
| Характеристики модифицированных вариантов БРТК КА “Диалог” | ||||||||||||
| Варианты и их назначение | 1. Однодиа- пазонный | 2. Однодиа- пазонный | 3. Однодиа- пазонный | 4. Двухдиа- пазонный | 5. Двухдиа- пазонный | 6. Двухдиа- пазонный | ||||||
| Ku-диапазона | C-диапазона | С-диапазона | L- и С- диапазона | S- и Ku- диапазона | S- и C- диапазона | |||||||
| А | Б | Двойного применения в сетях фикс. службы | В сетях подвижной спутниковой службы | В сетях подвижной спутниковой службы | В сетях подвижной и фиксированной службы | |||||||
| Общего применения в сетях фиксированной спутниковой службы | ||||||||||||
| Диапазон частот, МГц | прием | 14000–14500 | 5725–6225 | 5725–6225 | 1631.6–1660.5 | 5725–5925 | 2665–2690 | 14000–14250 | 2655–2690 | 6430–6710 | ||
| пере- дача | 10950–11200 11450–11700 | 3400–3900 | 3400–3900 | 1530–1559 | 3400–3600 | 2500–2535 | 1095–11200 | – | 3400–3700 | |||
| Количество стволов; полоса пропускания ствола, МГц | 6х72 | 4х72 8х36 | 8х36 | 1х5; 1х10; 2х36; 1х350 | 3 луча в полосе29 МГц | 4х36 | 8 лучей в полосе35 МГц | 4х54 | 7х36 | |||
| Способ разделения стволов | частотный | частотный | частотный | пространственно- частотный | частотный | пространственно- частотный | частотный | частотный | ||||
| ЭИИМ ствола в зоне обслуживания не менее, дБхВт | 45.5 | 44.5 | 46.5 | – | ||||||||
| Добротность приемной системы, дБ/К | -1 | 5.5 | -3 | -3 | -5 | -3 | -3 | -5 | -3 | -1 | ||
| Сектор обслуживания, град | 10х2.5 10х8 | 2.5х2.5 | 10х4 | 10х4 | 14х5 3 луча 5х5 | 10х4 | 12х9 8 лучей 3.8х3.8 | 10х8 | 3.8х3.8 | |||
| Коэффициент усиления антенны, дБ | 27 22 | 27 в каждом луче | 29.5 в каждом луче | 29.5 | 29.5 | |||||||
| Максимальное энергопотребление, Вт | ||||||||||||
| Масса, кг | до 110 | до 110 |
Сравнительные характеристики малоразмерных КА связи
| Основные характеристики МКА | ||
| Параметры | " Руслан-ММ" | " Диалог" |
| Рабочая орбита | GEO | GEO |
| Масса спутника на орбите | 555 кг | |
| Масса полезной нагрузки | 125 кг | 110…130 |
| Точность удержания | ±0, 1° | ±0, 1° |
| Точность СУС | ±0, 1° | ±0, 1° |
| Срок активного существования | 10..12 лет | 10 лет |
| Ракета-носитель | " Стрела" + РБ | " Рокот" + РБ |
| Основные характеристики БРТК МКА " Руслан-ММ" | |||
| Параметры | Диапазон частот | ||
| L | С | Кu | |
| Число антенн | |||
| Ширина ДН антенн | 17°´ 17° | 6°´ 12° | 5°´ 5°; 6°´ 12° |
| Число стволов | 1 по 10 МГц (2 для 1) | 3 по 72 МГц (5 для 3) | 1 по 10 МГц; 1 по 36 МГц (4 для 2) |
| Мощность Ум, Вт | 20 (ТТУ) | 40 (ЛБВ) | 20 (ТТУ) |
| ЭИИМ, дБВт | 43 и 39 | ||
| Добротность, дБ/К | -2 | -1 | 4 и -1 |
| Основные характеристики БРТК МКА " Диалог" | ||||
| Характеристика | Базовый вариант | Альтернативный вариант | ||
| Диапазон частот | " С" | " Кu" | " L" и " Кu" | |
| Полоса частот на прием, МГц | 5725..5925 | 14000..14250 | 14000...14250 1631, 5...1660, 5 | |
| Полоса частот на передачу, МГц | 3400...3600 | 10950...11200 | 10950...11200 1530...1559 | |
| Число стволов и полоса пропускания ствола, МГц | 4x36 | 5x36 | 3x72 | 3x29 |
| ЭИИМ, дБВт | 42, 5 | До 45, 5 | До 45 | |
| G/T, дБ/К | -3 | -1 | -1 | -5 |
| Сектор обслуживания, град. | 10x4 | 10x2, 5 | 10x2, 5 | 14x5 3 луча 5x5 |
| Усиление антенны, дБ | ||||
| Потребляемая мощность, Вт max | ||||
| Масса, кг |
Пример. Космический аппарат спутниковой связи и вещания «Казсат».
КА «Казсат» включает 12 транспондеров Ku-диапазона и предназначен для телевизионного вещания и обеспечения фиксированной спутниковой связи и передачи данных. Зона обслуживания – Казахстан, страны Центральной Азии и центральной части России.
Основные технические характеристики
| Параметры рабочей орбиты: - тип орбиты: - наклонение: - долгота точки стояния (диапазон) | ГСО 0 град.; 25 ° -115 ° в.д. |
| Масса полезной нагрузки | До 180 кг |
| Количество стволов ретрансляции - фиксированной связи - телевизионных | 12 (всего) |
| Диапазон частот БРТК | Ku |
| Полоса пропускания стволов БРТК | 72 МГц |
| Номинальное энергопотребление полезной нагрузки | До 1300 Вт |
| Точность поддержания положения КА в точке стояния: – по долготе – по широте | ±0, 05 град. ±0, 05 град. |
| Точность ориентации КА при работе БРТК | 0, 1 град |
| Средство выведения на ГСО | РН “Протон” |
| Технический ресурс | 12 лет |
Основные технические решения по космической платформе.
- негерметичное исполнение конструкции на основе сотовых панелей
- обеспечение тепловых режимов с использованием тепловых труб
- высокоточное определение ориентации с помощью астроприборов
- использование двигателей с высоким удельным импульсом
- использование командной радиолинии, совместимой с НАКУ
- использование высокоэффективных арсенид-галиевых гетероструктурных фотопреобразователей
- конструкция КА адаптирована для попутного выведения
- унификация с предыдущими разработками КА на базе УКП «Яхта»
Пример. КА связи большой размерности
| Характеристики российских КА связи на ГСО | |||||||
| Показатель | " Экспресс-А" | " Экспресс-АМ 2" | " Экспресс-К2" и " Экспресс-К3" | " Ямал-200" | " Ямал-300" | ||
| САС, лет | |||||||
| Число стволов | |||||||
| С-диапазон | |||||||
| Кu-диапазон | |||||||
| Полоса пропускания, МГц | 36-72 | ||||||
| Примечания. Для всех КА точность удержания на орбите составляет+-0, 10 | |||||||
По данным Международной организации спутниковой связи «Интерспутник», стоимость производства и запуска большого КА типа «Экспресс-А» с 24 стволами составляет 200 млн. долл. США, а малоразмерногоКА типа «Диалог» с 10 стволами – 35–40 млн. Срок производства и запуска соответственно составляет 2–3 года и 6–9 месяцев.
Основные характеристики КА связи большой размерности
| Наименование параметра | «Горизонт» | «Экспресс» | «Галс» | «Галс-Р» |
| Масса, кг | ||||
| WСЭП, Вт | ||||
| M БРТК, кг | ||||
| WБРТК, Вт | ||||
| Δ φ уд, град | ±0, 3 | ±0, 1 | ±0, 1 | ±0, 1 |
| *)N-S | ±2, 0 | ±0, 2 | ±0, 2 | ±0, 1 |
| *)W-E | ±0, 2 | ±0, 2 | ±0, 2 | ±0, 1 |
| Tсас, лет | 3…5 | 5…7 | 5…7 | 10…12 |
|
|