Спутниковая система связи

 

СПУТНИКОВАЯ СИСТЕМА СВЯЗИ, состоящая из приемопередающих центров связи, содержащих синтезатор частот к выходам которого параллельно подключены N трактов основного канала, каждый содержащий последовательно включенный модулятор, к . второму входу которого подключен источник сообщения, и ключ, суммаT;OS , к выходу которого подключены последовательно соединенные преобразователь частота вверх., ограничитель , усилитель мощности и антенна, к входу которой подключены приемники основного и контрольного сигналов и передатчик, к входу которрго подключен источник сообщения искусственного спутника земли (ИСЗ)-ретранслятора ,, содержащего антенну, которая через приемник подключена к соединенным последовательно аттенюатору , сумматору, преобразователю частота вверх и усилителю мощности, выход которого подсоединен к выходу антенны, о-тличающая .с я тем, что, с целью повЕшдения помехозащищенности при увеличении пропускной способности, на приемопередающих центрах спутниковой связи между каждым из ключей трйктов основного канала и сумматором включены параллельно m дополнительных трйктов, состоящих кажд1 гй из последовательно включённых управляемого фазовращателя основного канала, второй вход которого подключен к . . соответствующему выходу блОка управления фазовращателями основного канала и фазового манипулятора основного канала, а также коммутатор с N входами, выход которого соединен с входом аттенюатора, выход которого подключен параллельно к m дополнительным тра-ктам контрольного канала, состоящим каждый из последовательно соединенных.управляемо|О фазовращателя контрольного канала , второй вход KQTOporo подклюk чен к соответств.ующему выходу блока управления фазовращателями контрольного канала и фазового манипулятора (Л контрольного канала, вторые входы Nm фазовых манипуляторов основного канала и m фазовых манипуляторов контрольного канала объединены в m параллельных групп и подключены к выходам генератора ортогональных двоичных последовательностей передающего тракта, выход синхронизации которого подключен к входу фазового манипулятора канала синхронизации , второй вход которого соединен с соответствующим выходом СИН тезатора частот, а выход - с соответствующим входом сумматора, выход приемника основного канала соединен с входом блока поиска и сле жения за задержкой ретранслированного сигнала, выход которого соединен с последовательно включенными управляемыми генератором тактовых импульсов и генератором ортогональных двоичных последовательностей канала синхронизации, первый выход которого соединен с вторым входом блока поиска и слея:ения за задержкой ретранслированного сигнала, а второй - с входом блока формирования сигнала временного рас .согласования, выход которого соеди

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 Н 04 В 7 185

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21) 337724 3/18-09 (22) 05.01.82 (46) 07,02,84. Бюл. 95 (72) И.М.Тепляков ,(53) 621. 396 ° 946 ° 001 ° 2 (088.8) ,(56) 1. Спилкер Дж.,Цифровая спутниковая связь. М., Связь .., 1979. ,2a Technical Reguirements for

Xnmarsat coast Earth Stations .

Inmarsat Council Adrisory Соппп111ес.

on Technical апй Operational matters

Third зеэ1on, april 1980 (прототип) ° (54) (57) СПУТНИКОВАЯ СИСТЕМА СВЯЗИ, состоящая из приемопередающих центров связи, содержащих синтезатор частот к выходам которого параллельно подйлючены Н трактов основного канала, каждый содержащий последовательно включенный модулятор, к второму входу которого подключен источник сообщения, и ключ, сумматор, к выходу которого подключены

Последовательно соединенные преобразователь частота вверх,, ограничитель, усилитель мощности и антенна, к входу которой подключены приемники основного и контрольного сигналов и передатчик, к входу которого подключен источник сообщения искусственного спутника земли (ИСЗ)-рет-. ранслятора,, содержащего антенну, которая через приемник подключена к соединенным последовательно аттенюатору, сумматору, преобразова.телю частота вверх и усилителю мощ- ности, выход которого подсоединен к. выходу антенны, о. т л и ч а ю щ а- я с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности при увеличении пропускной способности, на приемопередающих центрах спутниковой связи .между каждым иэ ключей трактов основного канала и сумматором включены параллельно m дополнительных трактов, состоящих каждый из пос„.БО„„А ледовательно включенных управляемого фаэовращателя основного канала, второй вход которого подключен к соответствующему выходу блока управления фазовращателями основного канала и фазового манипулятора основного . канала, а также коммутатор с N входами, выход которого соединен с входом аттенюатора, выход которого подключен параллельно к m дополнительным трактам контрольного канала, состоящим каждый иэ последовательно соединенных.управляемого фаэовращателя контрольного канала, второй вход которого подклю1 чен к соответствующему выходу блока управления фаэовращателями контроль- е ного канала и фазового манипулятора контрольного канала, вторые входы

Nm фазовых манипуляторов основного канала и m фазовых манипуляторов С: контрольного канала объединены в m параллельных групп и подключены к р выходам генератора ортогональных двоичных последовательностей передающего тракта, выход синхронизации которого подключен к входу фазового манипулятора канала синхронизации, второй вход которого соединен с соответствующим выходом син» тезатора частот, а выход — с соответствующим входом сумматора, выход приемника основного канала соеди.нен с входом блока поиска и сле жения за задержкой ретранслированного сигнала, выход которого соединен с последовательно включенными управляемыми генератором тактовых импульсов и генератором ортогональных двоичных последовательностей канала синхронизации, первый выход которого соединен с вторым входом блока поиска и слежения

sa задержкой ретранслированного сигнала, а второй — с входом блока формирования сигнала временного рассогласования, выход которого coeW1072274 нен с входом второго управляемого генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с входом генерато-. ра ортогональных двоичных последовательностей передающего тракта, выход приемника основного канала соединен также с последовательно, включенными блоком поиска и слежения за задержкой сигнала маяка, первым управляемым генератором тактовой частоты и генератором ортогональных двоичных последовательностей приемного тракта, второй вход блока поис" ка и слежения за задержкой сигнала маяка соединен с соответствующим выходом генератора ортогональных двоичных последовательностей приемного тракта и вторым входом блока формирования сигнала временного рас. согласования, кроме того, выход приемника основного. канала соединен также с Ж параллельно включенными трактами, состоящими каждый иэ последовательно включенных фазового демодулятора, второй вход которого соеди.нен с соответствующим выходом генератора ортогональных двоичных последовательностей приемного тракта и фильтра, выходы которых у каждого тракта соединены с входами каждого из Щ блоков когерентного сложения сигналов, выходы которых соединены с соответствующими е демодуляторами сигналов, к выходу приемника контрольных сигналов подключены демодулятор контрольного сигнала и последовательно включенные амплитудный детектор, блок вселения сигнала

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для обеспечения связи ряда наземных центров спутниковой связи (ЦСС) через искусственный спутник Земли (ИСЗ)— ретранслятор.

Известна система связи с многолучевой антенной на ИСЗ-ретрансляторе, в котором .возможен режим .частотного разделения каналов, когда каждому лучу выделяется своя полос а частот, содержащая Й источников информации, Й .полосовых филь T ров, Й модуляторов и блок уплотнения каналов связи 31) .

Однако в известной системе при изменении графика системы пропус;„:ноя способность снижается, режим временного разделения каналов на несущей приводит к неоптимальному использованию мощности бортовых передатчиков ° ошибки положения луча фазированной антенной решетки (ФАР) второй вход и выход которого подключены к выходу блока формирования сигнала сканирования луча ФАР и к входу процессора> выходы процессора соединены с входами N соответствующих блоков управ-. ления фаэовращателя основного канала и входом блока управления фазовращателями контрольного сигнала, а на

ИСЗ-ретрансляторе к выходу приемника подключены гараллельно N трактов, состоящих каждый из последовательно включенных фазового деманипулятора, второй вход которого соединен с соответствующим выходом генератора ортогональных двоичных последовательностей, фильтра, второго, преобразователя частота вверх и усилителя мощности, выходы всех. Ф трактов подсоединены к входам ФАР и соединены также с соответствующими .входами трактов приема, состоящих каждый из последовательно включенных приемника и фазового манипулятора, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами генератора ортогональных двоичных последовательностей, а выходы подключены к) входам сумматора, выход источника сигнала маяка соединен фа.эовым манипулятором, второй вход .которого соединен с соответствующим выходом генератора ортогональнцх двоичных последовательностей, а выход — с соответствующим входом сумматора, где N,,щ — целые числа, Наиболее близкой к предлагаемой яв ляется международная морская спутнико- . вая система связи "ИНМАРСАТ", состоящая из одного или нескольких ЦСС и большого

5 числа корабельных станций. В системе, "MHMAPCAT" используются ИСЗретрансляторы с 1 диаграммой на.правленности передающей и приемной антенн, охватывающей всю

10 Землю, частотное разделение ка,налов (один канал на несушун) в режиме телефонии и временное разделение каналов в телеграф. ном режиме при передаче информации с одного ЦСС на корабельные станции.

Спутниковая система связи состоит из приемопередающих ЦСС, содержащих синтезатор частот, к выходам которого параллельно подключены К трактов основного канала, каждый содержащий последовательно

107 2274 включенный модулятор, к второму входу которого подключен источник сообщения, предназначенный для мало- 1 канальных станций, и ключ, сумматор, к выходу которого подключены после.довательно соединенные преобразо5 ватель частота вверх, ограничитель, усилитель мощности и антенна, к входу которой подключены приемники основного и контрольного сигналов и передатчик, к входу которого подключен источник .сообщения, ис" кусственного спутника Земли ИСЗтетранслятора, содержащего антенну, к выходу которой подключены соединенные последовательно приемник, аттенюатор,сумматор, преобразователь частота вверх и усилитель мощности, выход которого подсоединен к входу антенны (2) .

Известная система "MHNAPCAT" име- 20 ет недостаточные энергетические потенциалы радиолиний "РетрансляторМКС" и обратно, что приводит к недостаточной пропускной способности системы, сложным гиростабилиэиро- 25 ванным антенным системам корабель-. ных станций (NKC), трудностям приема сигналов бедствия от аварийных радиобуев иэ-за слабой энергетики линий "Радиобуй-ретранслятор". 30 тельностей приемного .тракта и вторым входом блока формирования сигнала временного рассогласования, кроме того, выход приемника основного канала соединен также с m параллельно включенными трактами, состоящими

Цель изобретения — повышение помехозащищенности при увеличении пропускной способности.

Поставленная цель достигается тем, что в спутниковой системе свя- 35 зи, состоящей иэ приемопередающих центров связи, содержащих синтезатор частот, к выходам которого параллельно подключены М трактов основного канала, каждый содержа- 40 щий последовательно включенный модулятор, к второму входу которого подключен источник сообщения, и ключ, сумматор, к выходу которого подключены последовательно соединенные преобразователь частота вверх, ограничитель, усилитель мощности и антенна, к входу которой подключены приемники основного и контрольного сигналов и передатчик, к входу которого подключен источник сообщения. искусственного спут ника Земли {ИСЗ) -ретранслятора, содержащего антенну, которая через приемник подключена к соединенным .последовательно аттенюатору, сумматору, преобразователю частота вверх и усилителю мощности, выход которого подсоединен к выходу ан: тенны, на приемопередающих центрах спутниковой связи между каждым из 60 ключей трактов основного канала и сумматором включены параллель= но m дополнительных трактов, состоящих каждый иэ последовательно . включенных управллемого фаэовращателя основного канала, второй вход которого подключен к соответствующему выходу блока управления фазовращателями основного канала и фазового манипулятора основного канала, а также коммутатор с и

N входами, выход которого соединен с входом аттенюатора, выход которого подключен параллельно к е дополнительным трактам контрольного канала, состоящим каждый из последовательно .соединенных управляемого фаэовращателя контрольного канала, второй вход. которого подключен к соответствующему выходу блока уп.равления фазовращателями контрольного канала- и фазового манипулятора контрольного канала, вторые входы

Nm фазовых манипуляторов основного канала и m фазовых манипуляторов контрольного канала объединены в m параллельных групп и подключены к выходам генератора ортогональных двоичных последовательностей передающего тракта, выход синхронизации которого подключен к входу фазового манипулятора канала синхронизации, второй вход которого соединен с соответствующим выходом синтезатора частот, а выход — с соответствующим входом сумматора, выход приемника основного канала соединен с входом блока поиска и слежения за задержкой ретранслированного сигнала, выход которого соединен .с последовательно включенными управляемыми генератором тактовых импульсов и генератором ортогональных двоичных последовательностей канала синхронизации, первый выход которого соединен с вторым входом блока поиска и слежения за задержкой ретранслированного сигнала, а второй— с входом блока формирования сигнала временного рассогласования, выход которого соединен с входом второго управляемого генератора. тактовых импульсов, выход которого соединен с входом генератора ортогональных двоичных последовательностей передающего тракта, выход приемника основного канала соединен также c,ïîñледовательно включенными блоком поиска и слежения эа задержкой сигнала маяка, первым управляемым генератором тактовой частоты и генератором ортогональных двоичных последовательностей приемного тракта, второй вход блока поиска и слежения за задержкой сигнала маяка соединен C соответствующим выходом генератора ортогональных двоичных последова1072274

I каждый из последовательно включенных фазового демодулятора, второй вход которого соединен с соответствующим выходом генератора ортогональных двоичных последовательностей приемного тракта и фильтра, выходы которых у каждого тракта соединены с выходами каждого из

m блоков когерентного сложения сигналов, выходы которых соединены с соответствующими m демодуляторами сигналов, к выходу приемника контрольных сигналов подключены демодулятор контрольного сигнала и последовательно включенные амплитудный детектор, блок выделения сигнала ошибки положения луча фазированной антенной решетки (ФАР), вто. рой вход и выход которого подключены к выходу блока формирования сигнала сканирования луча ФАР и входу процессора, выходы процессора соединены с входами N соответствующих . блоков управления фаэовращателя основного канала и входом блока управления фазовращателями контрольного сигнала, а на ИСЗ-ретрансляторе к выходу приемника подключены параллельно m трактов, состоящих каждый из последовательно включенных фазового деманипулятора, второй вход которого соединен с соответст- ЗО вующим выходом генератора ортогональных двоичных последовательностей,фильтра,.второго преобразователя частота вверх и усилителя мощности, выходы всех m трактов под- 35 соединены к входам ФАР и соединены также с соответствующими входами трактов приема, состоящих каждый иэ последовательно включенных приемника и фазового манипулятора, вто- 40 . рые входы которых соединены с соответствующими выходами генератора ортогональных двоичных последовательностей, а выходы поцключены к входам сумматора, выход источника 45 сигнала маяка соединен с фазовым манипулятором, второй вход которого соединен с соответствующим выходом генератора ортогональных двоичных последовательностей, а выход— с соответствующим входом сумматора, где N, m — целые числа.

На фиг. 1 дана. структурная электрическая схема приемопередающего (ЦСС); на фиг. 2 — структурная электрическая схема ИСЗ-ретранслятора. 55

ПриемоперЕдающий НСС содержит синте затор 1 частот, модуляторы 2.1,...,..

2.N,источники 3.1,...,3.N сообщений, ключи 4.1....,4.N, управляемые фаэовращатели 5.1.,1,5.1.2,...,5.1.m, 60

5.2.1, 5.2.2,..., 5.m. 1,5.N. 1,..., 5М в основного канала, блоки 6.1, 6.2,...,6.Й управления фаэовращателями основного канала, фазовые манипуляторы 7.1.1, 7.1.2,..., 65

7 ° 1 ° % 7 ° 2 ° 1 7 ° 2 ° 2 ° ° ° ° 7 ° 2 ° % ° ° ° °

7.N..1,7.N.2,...,7.N m основного канала, генератор 8 ортогональных двоичных последовательностей передающего тракта, сумматор 9, блок 10 преобразования частота вверх, ограничитель 11,усилитель 12 мощности,антенну 13, коммутатор 14, аттенюатор 15, управляемые фаэовращатели 16.1, .,16m,. контрольного канала, блок 17 управления фаэовращателями контрольного канала, фазовые манипуляторы 18.1..

18.m контрольного канала, приемник

19 контрольных сигналов, демодулятор 20 контрольного сигнала, блок

21 формирования сигнала сканирования луча ФАР, процессор 22, амплитудный детектор 23, блок 24 выделения сигнала ошибки положения луча

ФАР, приемник 25 основного канала, блок 26 поиска и слежения за задержкой сигнала маяка, генератор 27 ортогональных двоичных последователь ностей приемного тракта, первый управляемый генератор 28 тактовой частоты, фазовые демодуляторы

29.1, ...,29.m, фильтры 30.1,..., 30.m, блоки 31.1,...,.31.m когерентного сложения, демодуляторы сигналов 32.1,...,32.m, источник сообщения 33 для центра связи, передатчик 34, фильтр. 35 узкополосного сигнала, демодулятор 36, фазовый манипулятор 37, блок 38 поиска и слежения за задержкой ретранслированного сигнала, генератор 39 ОртО гональных двоичных последовательностей канала синхронизации, второй управляемый генератор 40 тактовых импульсов, блок 41 формирования сигнала временного рассогласования, третий управляемый генератор 42 тактовых импульсов.

ИСЗ-ретранслятор (фиг. 2) содержит антенну 43, приемник 44, фазовые манипуляторы 45.1,...,45.m, генератор 46 ортогональных двоичных последовательностей, фильтры 47.1,..., 47.m, преобразователи частота вверх

48.1,...,48.m, усилители мощности

49.1,...,49.m, ФАР 50, приемники

51.1;...,51.m, фазовые.манипулятоpbl 52.1,...,52.m дополнительный фазовый манипулятор .53, источник 54. сигнала маяка, сумматор 55., преобразователь частота вверх 56, усилитель 57 мощности и аттенюатор 58.

Система спутниковой связи при передаче сообщений от ЦСС в режиме частотного разделения каналов работает следующим образом.

На QCC (фиг. 1) синтезатор 1 частот формирует необходимые. частоты для частотного разделения каналов.

Синусоидальные колебания Й разных частот с выхода синтезатора 1 частот поступают каждое на свой первый вход модулятора 2.1,...,2.й, на вторые

107 2274 сумматор 9, на выходе которого получают многоканальный сигнал, уплотненный по форме. Многоканальный сигнал переносится на несущую частоту передатчика в блоке 12 преобразования частота вверх, ограни10 чивается ограничителем 11, а заТем поступает в усилитель 12 мощности и излучается антенной 13 в направлении на ИСЗ-ретранслятор

Сигнал, излучениый ЦСС, поступает в антенну 43 ретранслятора (фиг.2) с шириной диаграммы направленности, охватывающей территорию, где находятся ЦСС. С выхода антенны 43 сигнал поступает. на вход приемника 44, кото20. рый заканчивается выходом на промежуточной частоте, С выхода приемника 44 сигнал поступает одновременно на первые входы фазовых деманипуляторов 45,1,.. °,45.m на вторые входы

75 которых поступают двоичные ортогональные последовательности 1,...,m с генератора 46 ортогональных двоичных последовательностей, создающего такие же двоичные последовательности 1,...,m, что и генератор ор" тогональных двоичных последователь ностей 8 на ЦСС (фиг. 1) .

При наличии соответствующей синхронизации генераторов 8 и 46 ортогональные двоичные последовательности с выходов генератора 46 совпадают с законом фаэовой манипуляции соответствующих сигналов на первых входах фазовых деманипуляторов

45.1,...,45.m. В результате этого

40 на выходах фазовых деманипуляторов 45.1,...,45.m появляются раэуплотненные сигналы без фазовой манипуляции, обязанной генератору 8. Таким образом, на входе фильтра 47.1, 45 соединенного с выходом фазового йеманипулятора 45.1, появляется колебание, равное сумме и колебаний разных частот, идентичных колебаниям на выходах фаэовращателей

5.1.1,...,5.N..1 передающей части

ЦСС (фиг. 1) . Аналогично на входе фильтра 47.m (фиг. 2) появляется колебание, равное сумме и колебаний разных частот, идентичных колебаниям на выходах фазовращателей

5.1.ю,...,5. N.m передающей части

ЦСС (фиг. 1). В итоге от 4-го сообщения появляются на входах фильтров 47.1, ° ..,47.m (фиг. 2) узко" полосные, модулированные i-м сооб60 щением колебания одной и той же частоты и с фазовыми сдвигами, которые определены соответствующими фазовращателями 5.i.1,...,5.i,m (фиг. 1) передающей части ЦСС, По65 лосы пропускания фильтров 47.1,..., входы модуляторов поступают в цифровой или аналоговой форме модулирующие сообщения от источников 3.1,...., 3 N сообщений. Сигналы с выходов модуляторов поступают на ключи 4.1,.. °, 4.N, которые пропускают сигнал далее, если сообщение подлежит передаче, и не пропускают сигнал, если на передачу сообщение отсутствует. С выхода каждого ключа сигнал поступает одновременно на m управляемых фазо,вращателей 5.1.1, 5.1.2,...,5 ° 1.m, где m — - число элементов ФАР ИСЗретранслятора, т к что сигнал с выхода ключа 4.1 поступает на пер- вые входы управляемых фазовращателей 5 ° 1.1,...,5.1.m,, а сигнал с выхода ключа 4N поступает на первые входы управляемых фазовращателей 5 .N.1,...,5.N.m. На вторые входы управляемых фазовращателей поступают команды управления с блоков 6.1, ° ..,б.й управления фазовращателями. Команды управления с блока 6.1 устанавливают фазы колебаний с помощью фазЬвращателей

5.1.1,...,5.1.rn таким образом, чтобы сформировать на ретрансляторе узкий луч в направлении, на которое предназначается сообщение с выхода источника 3.1 сообщения. Команды управления с блока б.й устанавливают фазы фазовращателей 5.N.1,..., 5.N.m таким образом, чтобы сформировать на ретрансляторе узкий луч в направлении, на которое предназначается соббщение с выхода источника 3.N сообщения.

Сигналы с выхода каждого фаэовращателя поступают на первые входы фазовых манипуляторов 7.1.1,..., 7.1.m,...,7.N.I,...,7.N.m, на вторые входы которых поступают синхронные ортогональные по отношению друг к другу двоичные последовательности

1,.. °,m с выходов генератора ортогональных двоичных последовательностей 8. Ортогональная двоичная последовательность номер 1 поступает одновременно на вторые входы фазовых манипуляторов 7.1.1,..., 7.N.1, ортогональная двоичная последовательность номер m поступает одновременно на вторые входы фазовых манипуляторов 7.1.m,...,7.й.m, Эти двоичные последовательности ма-: нипулируют по фазе íà «+ +180 колебао ния, поступающие на первые входы этих фазовых манипуляторов. Двоичные ортогональные последовательности имеют пеРиод, Равный 1/hfdf, где bfс — полоса самого широкополосного сигнала на входе фазового манипулятора, а число элементов— последовательности за ее период, равное базе сигнала l>=bf fbfc

1072274

47.m (фиг. 2) равны полосе частот, занимаемой всеми узкополосными сигналами на выходах модуляторов

2.1,...,2.N (фиг. 1).

С выходов полосовых фильтров

47.1,...,47.m (фиг. 2) сигналы поступают на преобразователи частота вверх 48.1,..., 48.m, усилители.мощности 49.1,...49.m и излучаются элементами ФАР 50. Диаграмма направленности одного элемента ФАР охватывает площадь земной поверхности, где принимают узкополосные сигналы на выделенных им частотах обычным образом.

Одновременно с,передачей сооб- .15 щения ЦСС осуществляет дополнительную передачу любого одного сообщения для ретрансляции его через узкий луч ФАР обратно íà LICC для целей контроля работы всей спутни- 2р новой системы и устранения влияния угловых колебаний гироплатформы

ИСЗ-ретранслятора, на которой установлена ФАР. Сигналы с выходов ключей 4.1.

4.й (фиг. 1) передающей части ЦСС поступают на коммутатор 14. Одно из выбранных сообщений с выхсда коммутатора поступает на аттенюатор 15, который введен для того, чтобы ретранслированный контрольный сигнал отбирал в ретрансляторе небольшую часть высокочастотной мощности по отношению к основному сигналу.

С выхода аттенюатора сигнал поступает на управляемые фазовращатели 35

16.1,...,16m.контрольного сигнала, которые управляются блоком 17 управления фазовращателями контрольного сигнала. Фазы фазовращателей 16.1,...

1б.m устанавливаются таким образом,,4р чтобы для контрольного сигнала луч

ФАР на ретрансляторе был направлен в сторо ну ЦСС. Си гн алы с выхода фаз овращателей 16.1,...,1б.m поступают на первые входы фазовых манипуляторов 45

18.1,...,18 ° m контрольного сигнала, на вторые входы которых поступают ортогональные двоичные последовательности 1,...,m с выхода генератора 8 ортогональных двоичных последовательностей. Сигналы .с выходов фазовых манипуляторов 18.1,...,18.m суммируются .в сумматоре 9, образуя многоканальный сигнал, уплотненный по форме. Далее контрольный сигнал, точно так же, как и основные и информационные си налы, проходит все те же тракты: преобразователь частота вверх 10, ограничитель 11, усилитель 12 мощности, антенну 13, излучается в эфир, принимается ретранс-6р лятором и переизлучается ФАР 50 (фиг. 2) в сторону ЦСС в .виде узкополосного сигнала.

Контрольный сигнал, переизлученный ретранслятором, принимается антенной 65

13 IICC (фиг. 1) и поступает на вход приемника 19 контрольного сигнала, оканчивающегося выходом на промежуточной частоте. С выхода приемника сигнал поступает на демодулятор

20 контрольного сигнала, с выхода ко-. торого сигнал поступает на контроль правильности и достоверности принятого сигнала.

Одновременно при приеме контрольного сигнала в блоке 21 формирования сигнала сканирования луча ФАР вырабатываются синусоидальный и косинусоидальный низкочастотные сигналы с частотой порядка долей герц, которые поступают на процессор 22, который формирует сигналы управления узким лучом ФАР ретранслятора, направленного в сторону ЦСС. Сигналы с выхода процессора 22 поступают в блок 17 управления фаэовращателями контрольного сигнала, в результате чего фазовращателями

16.1,...,16.m формируются фазовые сдвиги, заставляющие сканировать луч ФАР, направленный на ЦСС, в двух плоскостях с частотой низкочастотных сигналов,.вырабатываемых блоком 21.

В результате сканирования луча

ФАР ретранслятора на выходе приемника 19 контрольный сигнал будет иметь амплитудную модуляцию с частотой сканирования луча CAP. Этот сигнал с выхода приемника 19 посту Ьает на амплитудный детектор 23, с выхода которого низкочастотный сигнал поступает на один вход блока 24 выделения сигнала ошибки положения луча ФАР, на другой вход которого поступают опорные низкочастотные сигналы с выхода блока 21 формирования сигнала сканирования луча CAP. Сигналы ошибки с выхода блока 24 поступают в процессор 22, который создает сигналы коррекции положения луча ФАР, поступающие в блок 17 управления фазовращателями контрольного сигнала. Таким образом, замыкается петля управления положением луча ФАР ретранслятора, направленного на ЦСС, в результате чего в направлении íà ЦСС устанавливается максимум диаграммы направленности узкого луча ФАР. Это положение максимума диаграммы направ ленности автоматически поддерживается в условиях качания гироплатформы, на которой установлена CAP ретранслятора.

Значения фазовых сдвигов фаэовращателей 16, 1,..., 16. m сигнала являются отправными для расчета йроцессором 22 фазовых сдвигов для управления лучами ФАР ретранслятора, максимумы которых формируются в направлении передачи.

107 2274.12

При передаче сообщений к ЦСС сис-. тема, спутниковой связи работает следующим обр азом.

Узкополосные обычиые сигналЫ, отличающиеся друг от друга по частоте, принимаются элементами ФАР 50 (фиг. 2) на ретрансляторе. С выхб-,. да каждого элемента CAP 50 сигналы поступают каждый на свой приемник

51.1...,,51.m заканчивающийся выходом на промежуточной частоте. О

С выходов этих приемников сигналы поступают на первые входы фазовых манипуляторов 52.1,...,52.m, на вторые входы которых поступают ортогональные двоичные последователь- 15 ности m+1,...,2а от генератора 46 периодических ортогональных двоичных последовательностей. Эти двоичные ортогональные последовательнос.ти синхронны двоичным ортогональным . последовательностям 1,...,m генератора 46. FIa выходе фазовых манипуляторов появляются фазоманипулированные широкополосные сигналы с базой a = sf /Ь f ., где h.f — шири- 25 на спектра одного сигнала на входе фазового манипулятора, ь т — полоса широкополосного фазоманипулированного сигнала на входе фазового манипулятора для сигнала одной МКС.

Одновременно синхронная ортогональная двоичная последовательность

2m+1 от генератора 46 ортогональных двоичных последовательностей поступает на первый вход дополнительного фазового манипулятора 53, на второй вход которого поступает синусоидальное колебание от источника 54 сигнала маяка. На выходе фазового манипулятора 53 образуется широкополосный фазоманипулированный сигнал. 40

С выходов фазовых манипуляторов

52.1,...,52.m 53 сигналы поступают в сумматор 55, образуя многоканальный сигнал, уплотненный по форме. С выхода сумматора 55 многоканальный,45 сигнал поступает на преобразователь частота вверх 56 и далее в усилитель

57 мощности и антенну 43, излучающую сигнал в направлении наземных центров спутниковой связи, FIa ЦСС многоканальный сигнал, излученный ретранслятором, принимается антенной 13 (фиг. 1) и поступает на вход приемника 25 основного кан "а име "его выход на промежу-55 точной частоте. Сигнал с выхода приемника 25 поступает на первый вход блока 26 поиска и слежения эа "задержкой фазоманипулированного сигнала маяка, на второй вход которого поступает опорный сигнал s виде пе- 6О риодической ортогональной двоичной последовательности 2m+1 от генератора 27 ортогональных двоичных последовательностей., создающего синхронные .ортогональные двоичные последова- 65 тельности m+1,...,2m, 2тр+1, иден» тичные последовательностям генератора ортогональных двоичных последовательностей 46 ИСЗ-ретранслятора (фиг.. 2). Сигнал с выхода блока 26 поступает на вход управляемого генератора 28 тактовой частоты, который изменяет свою частоту в соответствии с управляющим сигналом на выходе блока 26. Сигнал -с выхода управляемого генератора 28 тактовой частоты посту- пает на вход генератора 27 ортогональных двоичных последовательностей, заставляя его сдвигать по времени двоичные ортогональные последовательности а+1,...,2m, 2а+1 относитель-. но таких же последовательностей, которыми манипулирован многоканальный сигнал на выходе приемника 25. Вначале происходит поиск фазоманипулированного принимаемого сигнала маяка по задержке. После свертывания широкополосного сигнала маяка блоки

26-28 переходят в режим слежения за задержкой фазоманипулированного сигнала маяка, создавая на выходе генератора 27 ортогональных двоичных последовательностей синхронные ортогональwe двоичные последовательности m+1 2m, 2m+1, которые совпадают по времени с аналогичными ортогональными двоичными, последовательностями, которыми проманипулирован многоканальный сигнал

íà выходе приемника 25.

Сигнал с выхода приемника 25 поступает одновременно на первые входы фазовых демодуляторов (перемножителей) 29.1,...,29.m, на вторые входы которых подаются соответствую щие ортогональные двоичные последовательности m+1 °, .2m с выхода генератора 27 ортогональных двоичных последовательностей. В результате этого производится разуплотнение многоканального сигнала с выхода приемника 25 и на выходах фазовых демодуляторов 29.1,...,29.m появляются узкополосные сигналы.

Сигнал на выходе фазового демодулятора 29,1 подобен (аа исключением значения Частоты) сигналу на выходе первого элемента ФАР 50

ИСЗ-ретранслятора (фиг. 2 ), сигнал на выходе фазового демодулятора

29.m (фиг. 1) подобен сигналу на выходе элемента m-ного ФАР 50

ИСЗ-ретранслятора (фиг. 2), фазовые соотношения между резуплотненными сигналами на выходах фаеовых демодуляторов 29.1,...,29.m (фиг. )

1) будут таким же, как и для сигналов на выходах элементов 1,...,m ФАР 50

ИСЗ-ретранслятора (фиг. 2).

Сигналы с выходов фазовых демодуляторов поступают на фильтры

30.1р. ° .,Зо.m (фиг. 1) дЛя фильтрации узкополосных сигналов.

1072274

25

При. деманипуляции сигнала в демодуляторе 29.i на его выходе появляются шумы, не только обусловленные шумами приемника ИСЗ-ретранслятора.51.i (фиг. 2), но также и шумами других приеников

51. 1,...,51.m. Уровнем малости шумов от других приемников 51,1»..., 51.m, кроме 51 ° i по сравнению с шумами от приемника 51.i на выходе демодулятора 29.i (фиг. 1) явля- 1 0 ется III-3(8 (с 1. Это соотношение и принимается для всех широкополосных фаэоманипулированных сигналов B сис.теме. Сигналы с выходов фильтров

30.1,...,30.а поступают на входы блоков 31.1,...,31.m когерентного сложения сигналов, которые соответственно когерентно суммируют (приводят к одной фазе) колебания с выходов фильтров 30.1,...,30.m на час- 20 тотах номер 1,...,m, так что на выходе блока 31.1 появляется колеба-. ние частоты номер 1, на выхоце блока,31.m появляется колебание частоты номер m, где частоты номер

1,...,m на промежуточной частоте соответствуют всем выделенным рабочим частотам в спутниковой системе связи.

Блоки 31.1,...,31.в когерентного сложения сигналов формируют узкие диаграммы направленности приемной

ФАР ИСЗ-ретранслятора таким образом, что блок 31.1 формирует, максимум диаграммы направленности уэкогo приемного луча на частоте f, а- блок

31.m формирует максимум диаграммы направленности узкого приемного луча на частоте f»»,, Сигналы с выходов блоков 31.1,...,40

31.а поступают на демодуляторы сигналов 32.1,...,32,m.

Связь между ЦСС осуществляется в предлагаемой системе аналогично, как и в существующих системах связи 45 с широким лучом ретранслятора. Передатчик 34 при воздействии сигнала от источника сообщения 33 ЦСС создает на своем выходе сигналы с традиционными методами модуляции. Эти сигналы суммируются по MoIIIHocTH c сигналами, усиливаемыми усилителем

12 мощности, поступают в антенну 13 и излучаются в направлении на ретранслятор. ИЗС-ретранслятор (фиг ° 2) принимает сигналы ЦСС через антенну

43, с выхода которой сигнал поступает в приемник 44,.затем аттенюатор

58, с выхода которого поступает в сумматор 55 и далее через преобразователь частота вверх 56 и усилитель 60

57 мощности в антенну 43 ретранслятора и излучается в сторону центров связи, На других UCC (фиг. 1) этот сигнал принимается антенной 13, поступает на вход приемника 25, с выхода которого поступает на вход фильтра узкополосного сигнала 35, с выхода которого. сигнал подается на демодулятор 36, где производится демодуляция принятого сигнала.

На борту ИСЗ-ретранслятора в принятом многоканальном широкополосном фаэоманипулированном сигнале манипулирующие двоичные последовательности, созданные генератором 8 ортогональных двоичных последовательностей на ЦСС, должны совпадать по фазе (времени) с ортогональными двоичными последовательностями, соз.даваемыми генератором 46 ортогональных двоичных последовательностей на ИСЗ-ретрансляторе (ф г. 2). Для этого на ЦСС (фиг. 1) генератором 8 ортогональных двоичных последовательностей генерируется синхронная с остальными ортогональная двоичная последовательность синхронизации "Синхр" ° Эти последовательности синхронизации для разных ЦСС различ- ны, Ортогональная двоичная последовательность синхронизации с выхода генератора 8 поступает на один вход фазового манипулятора 37, на другой вход которого подается синусоидальное колебание с выхода синтезатора

1 частоты. С выхода фазового манипулятора 37 широкополосный фазоманипулированный сигнал поступает в сумматор 9 и далее на преобразователь частота вверх 10, ограничитель 11, усилитель 12 мощности, на антенну 13 и излучается в эфир.

Далее этот сигнал принимается антенной 43 на ИСЗ-ретрансляторе

;(фиг. 2) и поступает на вход приемника 44, с выхода которого подается на аттенюатор 58 и далее в сумматор 55, с выхода которого поступает на преобразователь частота вверх 56, усилитель 57 мощности и через антенну 43 излучается в сторону ЦСС.

На ЦСС ретранслированный сигнал принимается антенной 13 (фиг. 1) и поступает на вход приемника 25, с выхода которого поступает на один вход блока 38 поиска и слежения за задержкой ретранслированного сигнала, на другой вход которого подается ортогональная двоичная последовательность синхронизации от генератора 39 ортогональных двоичных последовательностей. С выхода блока 38 поиска и слежения эа задержкой ретранслированного сигнала сигнал подается на управляемый генератор 40 тактовых импульсов, с выхода которого поступает на генератор 39 ортогональных двоичных последовательностей, заставляя его сдвигать ортогональную двоичную последовательность синхронизации

16

1,07 2274

15 таким образом, чтобЫ в режиме слеже ния она совпадала по времени с îðтогональной двоичной последова- . тельностью синхронизации, которой праманипулирован сигнал на выходе приемника 25.

Ортогональная двоичная послед@» вательность 2ю+1 .(которая синхронна ортогональной двоичной последовательности синхронизации) с выхода. генератора 39 ортогональных двоичных последовательностей поступает на один вход блока 41 формирования сигнала временного рассогласования, на другой вход которого поступает ортогональная двоичная последовательность 2в+1 от.генератора 27 .ортогональных двоичных последовательностей. Эта последовательность синхронизирована с такой же последовательностью, которой проманипулирован принимаемый сигнал маяка на выходе приемника 25. С выхода . блока 41 формирования сигнала временного рассогласования сигнал уп:.равления поступает на вход управ" ляемого генератора 42 тактовых импульсов, заставляя генератор 42 так.товых импульсов изменять свою частоту. Выход генератора 42 тактовых импульсов соединен с входой гене= ратора 8 ортогональных двоичных последовательностей, который изменяет временное положение ортого. нальной двоичной последовательности синхронизации на своем выходе до ! тех пор, пока ортогональная двоич,ная последовательность 2а+1 на выходе генератора 39 не будет совпадать с такой же последовательностью на выходе генератора 27. Это соответст вует совпадению по фазе:(времени) на ИСЗ-ретрансляторе ортогональних двоичных-последовательностей генератора 46 ортогональных двоичных последовательностей (фиг. 2) с та10 кими же последовательностями. которыми проманипулирован многоканальный сигнал на выходе приемника 44 ретранслятора.

; .. ЦСС на одной или нескольких не15 сущих может передавать сиГналы с временным уплотнением. При этом аппаратура ретранслятора остается

-без изменения, а на ЦСС для каждой из выбранных частот i k синтезатора 1 частот формируются многоканальные сообщения с временным уплот.нением, поступающие от источников со-. общений 31,...,3.k. При этом блоки б.i б.k управления фаэовраща25 телямй устанавливают нужные фазы фазовращателей 5.i.i. ..,5. 1.m,...,5, k.1,...,5. k.m для каждого сообщения, входящего в многоканальное сообщение. Остальная часть аппара.туры ЦСС остается без изменения.

N Предлагаемая система спутниковой связи обеспечивает повышение помехозащищенности передаваемых сигналов при увеличении пропускной способности системы связи.

107 2274

N сообщение Контрольный ообщенияо п МКС оог другого цсС сигкал

Фиг. f

1072274

Составитель М. Рожков

Редактор А. Власенко Техред,Л,Пилипенко . Корректор О.Тигор

Заказ 148/52 Тираж 635 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4