Главная страница
Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
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
|
|