Головная станция спутникового сегмента системы связи

Полезная модель относится к устройствам высокоскоростного доступа к информационным сетям, а именно базовым земным станциям, образующим спутниковые сети.

Технический результат заключается в увеличении пропускной способности за счет использования единого частотного диапазона.

Для достижения указанного технического результата предлагается головная станция спутникового сегмента системы связи с поляризационным уплотнением, включающая в себя модулятор с передатчиком, делитель, облучатель первой поляризации и облучатель второй поляризации, состоящий каждый из передающей части и приемной части, два малошумящих усилителя с преобразователями частоты, интерференционный фильтр, состоящий из измерительного блока, блока генератора, сумматора первой поляризации и сумматора второй поляризации, при этом выход передатчика соединен через первый выход делителя с облучателем первой поляризации, приемный выход которого соединен с первым входом малошумящего усилителя с преобразователем частоты, первый выход которого соединен с первым входом измерительного блока интерференционного фильтра, и первым входом сумматора первой поляризации, первый выход измерительного блока соединен с первым входом блока генератора интерференционного фильтра, а первый выход блока генератора соединен со вторым входом сумматора первой поляризации, при этом измерительный блок подключен к модулятору с передатчиком, а также выход модулятора с передатчиком соединен через второй выход делителя с облучателем второй поляризации, приемный выход облучателя второй поляризации соединен с первым входом второго малошумящего усилителя с преобразователем частоты, со вторым входом измерительного блока интерференционного фильтра и первым входом сумматора второй поляризации, второй вход которого соединен со вторым выходом блока генератора, при этом второй выход измерительного блока соединен с вторым входом блока генератора.

Полезная модель относится к устройствам высокоскоростного доступа к информационным сетям, а именно базовым земным станциям, образующим спутниковые сети.

Известна наземная мобильная станция спутниковой системы связи, содержащая антенну с первым приемо-передающим антенным блоком, соединенным с первым приемником и первым передатчиком, подключенным к блоку управления, а также демодулятор, кроме того в нее введены второй передатчик, второй приемник, второй приемо-передающий антенный блок, приемный антенный блок, третий приемник, конвертор, синхронизатор, блок автосопровождения, блок коммутации, цифровой модем, комплекс обмена данными, антенна выполнена в виде антенны Кассегрена, имеющей блок управления антенной, при этом второй приемник и второй передатчик соединены с вторым приемо-передающим антенным блоком, выходы первого и второго приемников соединены с соответствующими входами блока коммутации, предназначенными для получения ретранслированных сигналов, входы передатчиков соединены с соответствующими выходами блока коммутации, предназначенными для трансляции сигналов, выход блока коммутации, предназначенный для передачи ретранслированных сигналов, и вход, предназначенный для трансляции сигналов, через цифровой модем подключены к комплексу обмена данными, выход приемного антенного блока соединен с входом третьего приемника, выход которого соединен с входом конвертора, первый выход которого через демодулятор подключен к синхронизатору, а второй выход - к блоку автосопровождения, выход которого соединен с входом блока управления антенной, блок управления подключен с помощью соответствующих линий связи к второму передатчику, конвертору, демодулятору, синхронизатору, блоку автосопровождения, цифровому модему, комплексу обмена данными и блоку управления антенной, первый и второй приемо-передающие антенные блоки и приемный антенный блок размещены в фокусном пространстве антенны и каждый приемо-передающий антенный блок содержит облучающее устройство с фидерным трактом (RU, 2010126972, Н04В 7/26, 02.07.2010).

Известна также станция спутниковой связи, содержащая антенну с приводами установки угла места и азимута, подключенную через блок облучателя к каналу приемного тракта, состоящему из первого разветвителя сигналов, один из выходов которого подключен через первый малошумящий усилитель к первому входу, а другой выход через второй малошумящий усилитель - к второму входу первого двухвходового разветвителя сигналов, блока преобразования частот приемного тракта и приемного тракта модема, канал передающего тракта, состоящий из передающего тракта модема, первого сумматора, двух блоков преобразования частот передающего тракта, двух усилителей мощности, выходы которых соединены с входами волноводного переключателя и содержит дополнительно второй блок преобразования частот приемного тракта, два разветвителя сигналов и второй двухвходовой разветвитель сигналов, тюнер, второй сумматор, направленный ответвитель, два датчика мощности и эквивалентную нагрузку, а также блок управления и контроля и вычислительный блок, при этом выходы первого двухвходового разветвителя сигналов подключены соответственно к входам первого и второго блоков преобразования частот приемного тракта, выходы которых через второй сумматор подключены к входу второго разветвителя сигналов, выходы которого подключены соответственно к входам тюнера и приемного тракта модема, выход передающего тракта модема через первый сумматор подключен к входу третьего разветвителя сигналов, выходы которого подключены к входам первого и второго блоков преобразования частот передающего тракта, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами второго двухвходового разветвителя сигналов, подключенного к входам первого и второго усилителей мощности, выход волноводного переключателя через первый датчик мощности подключен к эквиваленту нагрузки, другой выход волноводного переключателя соединен со вторым входом блока облучателя и через направленный ответвитель со вторым датчиком мощности, выходы датчиков мощности, тюнера и модема подключены к входам вычислительного блока, выход которого соединен с входом блока управления и контроля, выходы которого соединены соответственно с входами управления приводов установки угла места и азимута, входами управления первого и второго блоков преобразования частот приемного тракта, входами управления первого и второго блоков преобразования частот передающего тракта, входами управления первого и второго усилителей мощности, а также входами управления первого и второго малошумящих усилителей (RU, 17667, Н04В 7/185, 16.11.2000 г).

Недостатками вышеназванных технических решений является отсутствие возможности в увеличении пропускной способности за счет использования единого частотного диапазона.

Также, имеются спутниковые модемы, содержащие интерференционные фильтры, состоящие из измерительного блока, блока генерации и сумматора одной поляризации (Bandwidth Cancellation Controller ZN 871, Zenith Product Family, Newtec, Rev. 1/03.2012).

Недостатком вышеназванных спутниковых модемов является использование для передачи и фильтрования сигнала только в одной поляризации.

Технический результат заключается в увеличении пропускной способности за счет использования единого частотного диапазона

На фиг.1 представлена структурная схема головной станции спутникового сегмента системы связи.

Головная станция спутникового сегмента системы связи с поляризационным уплотнением, включает в себя:

- модулятора с передатчиком 1;

- делитель 2;

- облучатель 3 второй поляризации,

- облучатель 4 первой поляризации;

при этом каждый облучатель содержит:

- передающую часть 5;

- приемная часть 6.

- антенну 7;

- малошумящий усилитель с преобразователем частоты 9;

- малошумящий усилитель с преобразователем частоты 10;

- интерференционный фильтр 11;

при этом интерференционный фильтр содержит:

- измерительный блок 12;

- блок генерации 13;

- сумматор 14 первой поляризации;

- сумматор 15 второй поляризации.

- демодулятор 16 первой поляризации;

- демодулятор 17 второй поляризации.

Для пояснения работы головной станции на фиг.1 также изображены:

- спутник 8;

- сеть общего пользования 18.

При этом выход передатчика соединен через первый выход делителя с облучателем первой поляризации, приемный выход которого соединен с первым входом малошумящего усилителя с преобразователем частоты, первый выход которого соединен с первым входом измерительного блока интерференционного фильтра, и первым входом сумматора первой поляризации, первый выход измерительного блока соединен с первым входом блока генератора интерференционного фильтра, а первый выход блока генератора соединен со вторым входом сумматора первой поляризации, при этом измерительный блок подключен к модулятору с передатчиком, а также выход модулятора с передатчиком соединен через второй выход делителя с облучателем второй поляризации, приемный выход облучателя второй поляризации соединен с первым входом второго малошумящего усилителя с преобразователем частоты, со вторым входом измерительного блока интерференционного фильтра и первым входом сумматора второй поляризации, второй вход которого соединен со вторым выходом блока генератора, при этом второй выход измерительного блока соединен с вторым входом блока генератора.

Головная станция функционирует следующим образом: широкополосный сигнал (РЧ) поступает через делитель 2 на передающую часть 5 облучателя 4 первой поляризации и с антенны 7 излучается на спутник 8. Со спутника 8 широкополосный сигнал ретранслируется на наземные станции, в том числе и на головную станцию (рассматривается случай, когда головная и удаленные станции сети находятся в одном спутниковом луче). С антенны 7 головной станции сигнал поступает в приемную часть облучателя 4 первой поляризации и поступает на малошумящий усилитель с преобразователем частоты 10 первой поляризации. В малошумящем усилителе с преобразователем частоты 10 происходит понижение частоты до ПЧ (промежуточная частота). Сигнал поступает на измерительный блок 12 интерференционного фильтра 11, где происходит сравнение сигнала, два раза прошедшего через атмосферу до спутника и обратно, с оригинальным сигналом, который поступает от модулятора с передатчиком 1. Сравнение происходит по параметрам разность частоты, фазы и групповой задержки. Эти параметры поступают на блок генератора 13, который генерирует сигнал равный оригинальному от модулятора с передатчиком 1 с изменениями вышеперечисленных параметров. Этот сигнал поступает на сумматор 14 первой поляризации, где он складывается со знаком минус с сигналом, поступившим от малошумящего усилителя с преобразователем частоты 10 первой поляризации. Далее сигнал поступает через демодулятор 16 первой поляризации в сеть общего пользования 18. В результате происходит вырезание широкополосного сигнала и освободившуюся полосу частот в первой поляризации можно использовать для приема сигналов от удаленных станций, т.о. увеличивается пропускная способность станции.

Широкополосный сигнал (РЧ) поступает через делитель 2 на передающую часть 5 облучателя 3 второй поляризации и с антенны 7 излучается на спутник 8. Со спутника 8 широкополосный сигнал ретранслируется на наземные станции, в том числе и на головную станцию (рассматривается случай, когда головная и удаленные станции сети находятся в одном спутниковом луче). С антенны 7 головной станции сигнал поступает в приемную часть 6 облучателя 3 второй поляризации и поступает на малошумящий усилитель с преобразователем частоты 9 второй поляризации. В малошумящем усилителе с преобразователем частоты 9 происходит понижение частоты до ПЧ (промежуточная частота). Сигнал поступает на измерительный блок 12 интерференционного фильтра 11, где происходит сравнение сигнала, два раза прошедшего через атмосферу до спутника и обратно, с оригинальным сигналом, который поступает от модулятора с передатчиком 1. Сравнение происходит по параметрам разность частоты, фазы и групповой задержки. Эти параметры поступают на блок генератора 13, который генерирует сигнал равный оригинальному от передатчика-модулятора с изменениями в вышеперечисленных параметров. Этот сигнал поступает на сумматор 15 второй поляризации, где он складывается со знаком минус с сигналом поступившем от малошумящего усилителя с преобразователем частоты 9 второй поляризации. Далее сигнал поступает через демодулятор 17 второй поляризации в сеть общего пользования 18 В результате происходит вырезание широкополосного сигнала и освободившуюся полосу частот в первой поляризации можно использовать для приема сигналов от удаленных станций, т.о. увеличивается пропускная способность станции.

В результате имеем на головной станции факт вырезания широкополосного сигнала одновременно в первой и во второй поляризации, эти частоты можно вторично использовать для сигналов от удаленных станций, что дает нам преимущество в экономии спутникового сегмента, так же как и факт, что каждая удаленная станция получает два раза широкополосный сигнал, что дает выигрыш в мощности для расчета параметров спутниковой системы в целом, т.о. увеличивая пропускную способность станции.

Головная станция спутникового сегмента системы связи с поляризационным уплотнением, включающая в себя модулятор с передатчиком, делитель, облучатель первой поляризации, состоящий из передающей части и приемной части, малошумящий усилитель с преобразователем частоты, интерференционный фильтр, состоящий из измерительного блока, блока генератора и сумматора первой поляризации, при этом выход передатчика соединен через первый выход делителя с облучателем первой поляризации, приемный выход которого соединен с первым входом малошумящего усилителя с преобразователем частоты, первый выход которого соединен с первым входом измерительного блока интерференционного фильтра, и первым входом сумматора первой поляризации, первый выход измерительного блока соединен с первым входом блока генератора интерференционного фильтра, а первый выход блока генератора соединен со вторым входом сумматора первой поляризации, при этом измерительный блок подключен к модулятору с передатчиком, отличающаяся тем, что дополнительно введен облучатель второй поляризации, состоящий из передающей части и приемной части, второй малошумящий усилитель с преобразователем частоты, а в интерференционный фильтр введен сумматор второй поляризации, при этом выход модулятора с передатчиком соединен через второй выход делителя с облучателем второй поляризации, приемный выход облучателя второй поляризации соединен с первым входом второго малошумящего усилителя с преобразователем частоты, со вторым входом измерительного блока интерференционного фильтра и первым входом сумматора второй поляризации, второй вход которого соединен со вторым выходом блока генератора, при этом второй выход измерительного блока, в котором происходит сравнение сигналов, поступивших соответственно на первый и второй его выходы, с сигналом, поступившим от модулятора с передатчиком, по параметрам разность частоты, фазы и групповой задержки соединен с вторым входом блока генератора, который генерирует сигнал, равный сигналу модулятора с передатчиком с изменениями в указанных параметрах.