Преобразователь токов и напряжений

 

Преобразователем токов и напряжений в передающей линии связи в электро­магнитные волны, распространяющиеся в свободном пространстве, является ан­тенна. При приеме она осуществляет обратный процесс преобразования электро­магнитных колебаний в электрические сигналы. В ГССС чаще всего используют пассивные антенны. Все пассивные антенны могут работать и на прием, и на пе­редачу, а принцип дуальности позволяет характеристики при передаче опреде­лять по характеристикам на прием и наоборот. Обычно используются направ­ленные антенны, которые излучают в разных направлениях различную мощность. Направленность антенны характеризуется диаграммой направленно­сти (ДН), представляющей собой относительную зависимость излучаемой мощ­ности от направления. ДН в общем случае являются трехмерными фигурами, а их сечения имеют выраженную многолепестковую структуру с основным лепе­стком, образующим в трехмерном пространстве луч, через который излучается основная часть подводимой к антенне мощности. Способность направленной ан­тенны концентрировать излучаемую мощность в определенном направлении по­зволяет говорить об её коэффициенте усиления но мощности — G. Пассивная антенна, естественно, не усиливает мощность подводимого к ней сигнала, а ко­эффициент усиления по мощности G количественно определяет её способность концентрировать плотность потока мощности в направлении максимума излуче­ния по сравнению с изотропным (всенаправленным) излучателем.

Электромагнитные волны являются векторными величинами, что проявляет­ся в наличии поляризации. Излучение выбранной поляризации является основ­ной составляющей, а ортогональная составляющая называется кроссполяриза-ционной. Чистота поляризации излучения количественно характеризуется отно­шением мощности основной составляющей излучения к кроссполяризационной составляющей и называется коэффициентом развязки по кроссполяризации (КРК).

В более простых антеннах используется дискретное автоматическое наведе­ние, при котором зеркало антенны остается неподвижным, а луч может сканировать в пространстве, благодаря дискретным перемещениям облучателя в фокальной плос­кости отражателя. Обычно используются два направления луча в каждой из двух взаимно перпендикулярных плоскостей. В процессе работы периодически осу­ществляется сканирование луча по всем направлениям и выбирается то, которое соответствует максимуму принимаемого от ретранслятора сигнала. Потери наве­дения в подобных антеннах составляют величину порядка 1 дБ.

Ручное наведение применяется в переносных и малогабаритных ЗС (терми­налах) сетей персональной спутниковой службы. Пользователь самостоятельно наводит слабонаправленную антенну на ретранслятор при помощи прилагаемой инструкции и показаний встроенного индикатора уровня принимаемого сигнала.

При фиксированном наведении антенна ориентируется на ГСР один раз, во время монтажа оборудования. Фиксированное наведение широко используется для малогабаритных антенн сетей VSAT, но предъявляет повышенные требова­ния к точности удержания ретранслятора в рабочей точке.

В оортовой и наземной передающей аппаратуре ССС в подавляющем боль­шинстве случаев используются УМ на лампах бегущей волны — ЛВВ {TWT — Traveling Wave Tube} и полупроводниковые УМ — ПУМ {SSPA — Solid State Power Amplifier). Основными достоинствами УМ на ЛБВ являются:

• возможность обеспечения высокой выходной мощности (более 100 Вт) во всех используемых частотных диапазонах;

• высокий КПД, достигающий в лучших образцах современных ЛБВ 70% и более;

• широкополосность, составляющая ориентировочно 10% центральной час­тоты усиления;

• высокая надежность, большой расчетный срок службы (более 15 лет) и спо­собность выдерживать значительные ударные и вибрационные нагрузки;

• приемлемые массогабаритные характеристики.

Относительным недостатком УМ на ЛБВ является необходимость использо­вания высоковольтных блоков питания, обеспечивающих ряд различных напря­жений вплоть до 10-12 киловольт, что создает ряд технических проблем, особен­но при разработке бортовой передающей аппаратуры. Тем не менее, успехи технологии позволяют производителям ЛБВ создавать высоконадежные и ком­пактные блоки питания с КПД, превышающим 90%.