Разработка антенных подсистем для КА «KazSat-4» Ка-диапазона частот

Development of antenna subsystems for spacecraft «KazSat-4»

Ka-band frequencies 1 2 Alimzhanova A. , Kabylbekova U.

Разработка антенных подсистем для КА «KazSat-4»

Ка-диапазона частот 12 Алимжанова А. К. , Кабылбекова У. М.

'Алимжанова Айнур Кайрбековна / Alimzhanova Ainur - магистрант;

2Кабылбекова Уткир Мамыновна /Kabylbekova Utkeer - кандидат технических наук, кафедра радиотехники, электроники и телекоммуникаций, энергетический факультет, Казахский агротехнический университет имени Сакена Сейфуллина, г. Астана, Республика Казахстан

Аннотация: определение основных системных требований спутниковой системы широкополосного доступа к информационным ресурсам на базе спутника, оснащенного бортовым ретрансляционным комплексом Ка-диапазона частот.

Abstract: definition of the basic system requirements of satellite broadband access to information resources based on a satellite equipped with on-board relay complex Ka-band.

Ключевые слова: спутник, сигнал, геостационарная орбита, Ka-диапазон, Ku-диапазон, телевидение, затухание. Keywords: the satellite signal, the geostationary orbit, Ka-band, Ku-band, TV, damping.

Глава Государства Республики Казахстан Н. А. Назарбаев в своем ежегодном послании казахстанскому народу от 01 марта 2006 года обозначил новую приоритетную задачу: «Республика Казахстан в следующем десятилетии должна войти в число 50-ти самых развитых конкурентоспособных государств Мира».

Обеспечение международной конкурентоспособности казахстанской нации предполагает модернизацию национальной экономики с целью сделать ее эффективной, современной, более устойчивой к воздействию внешних конъюнктурных факторов. В этой связи, основные усилия Республики Казахстан сосредоточены на переходе к инновационно-ориентированной и наукоемкой экономике, базирующейся на постоянном совершенствовании технологий. Мощным стимулом диверсификационного процесса, безусловно, служит развитие космической деятельности, что поступательно реализуется в Казахстане.

Развитию космической деятельности в Казахстане способствует активная политика Правительства Республики Казахстан. Как отметил Премьер-Министр Республики Казахстан К. К. Масимов на расширенном заседании коллегии Национального космического агентства Республики Казахстан от 21 января 2009 года: «Космическая отрасль нужна Казахстану, потому что мы должны находиться на острие прогресса».

Одним из основных направлений развития космической деятельности является спутниковая связь.

Трудно переоценить роль спутниковой связи в динамично развивающемся телекоммуникационном рынке и информационном пространстве. Сегодня уже ни одно государство в мире не обходится без этого вида связи, в том числе и Республика Казахстан.

Теле- и радиовещание, доступ в Интернет, передача голоса и данных - это самые востребованные и распространенные инфокоммуникационные услуги в мире. Для Республики Казахстан с ее обширными территориями, низкой плотностью населения (6 чел/км2) и большим удельным процентом сельских жителей (до 45 %), неохваченного доступной качественной телефонной связью, многопрограммным спутниковым телерадиовещанием, доступом в Интернет - вопрос предоставления данных услуг является актуальной задачей.

Спутниковая связь - идеальный способ создать соединения связи там, где нет соответствующей наземной инфраструктуры.

В Республике Казахстан развитие национальной системы спутниковой связи на базе отечественных космических аппаратов серии «KazSat» ведется с 2004 года.

В 2006 году с космодрома «Байконур» запущен первый национальный геостационарный спутник связи и вещания «KazSat». Спутник «KazSat» функционировал на геостационарной орбите в орбитальной позиции 103°в. д. и был оснащен бортовым ретрансляционным комплексом из 12 транспондеров Ku-диапазона частот.

16 июля 2011 года с космодрома «Байконур» запущен второй национальный геостационарный спутник связи и вещания «KazSat-2». Спутник «KazSat-2» функционирует в настоящее время на геостационарной орбите в орбитальной позиции 86,5°в. д. и оснащен бортовым ретрансляционным комплексом из 16 транспондеров Ku-диапазона частот.

С июня 2011 года ведутся работы по созданию третьего спутника связи и вещания «KazSat-3». Космический аппарат «KazSat-3» планируется разместить в орбитальной позиции 58.5° в. д. и оснастить бортовым ретрансляционным комплексом из 28 транспондеров Ku-диапазона частот.

Управление национальной орбитальной группировкой обеспечивается с Наземного комплекса управления космическими аппаратами, расположенного в г. Акколь Акмолинской области (НКУ «Акколь»), и в последующем - с резервного НКУ КА, расположенного в Алматинской области (РНКУ «Алматы»).

Полноценная орбитальная группировка национальных спутников Республики Казахстан должна включать в себя не менее трех действующих на геостационарной орбите космических аппарата, обеспечивающих между собой взаимное резервирование, и функционирующих в целях обеспечения информационной безопасности государства и удовлетворения потребностей казахстанских компаний спутниковой связи в спутниковом ресурсе.

В связи с чем актуален вопрос проработки технических предложений для перспективного национального геостационарного спутника связи.

Техническая реализация любой спутниковой системы начинается с анализа имеющегося у государства орбитально -частотного ресурса.

Орбитально-частотный ресурс - это особый вид «материи» (радиочастотный спектр на орбите, орбитально-спектральный ресурс), без которого космический аппарат, размещенный на той или иной орбите, не сможет выполнять свою целевую функцию. Именно он является отправной точкой, с которой стартуют проекты по созданию спутников связи и вещания.

В настоящее время в системах спутниковой связи технологически освоенными являются С- и Ku-диапазоны частот и, как следствие, в данных диапазонах остро проявляется дефицит радиочастотного спектра. И поскольку процедура успешной координации и размещения на орбите новых спутниковых систем в С- и Ku-диапазонах частот становится все более трудоемкой и затруднительной, приобретает актуальность освоение и использование Ка-диапазона частот (20/30 ГГц), в котором доступна

существенно более широкая полоса частот, и могут быть решены проблемы по обеспечению электромагнитной совместимости между сетями различных администраций.

Принимая во внимание возрастающий интерес многих стран к Ка-диапазону частот, дипломный проект ставит своей задачей рассмотрение возможности развития национальной системы спутниковой связи путем применения данного диапазона.

Литература

1. Барское А. Спутниковая связь: оптимизация на всех уровнях. // Журнал сетевых решений. / Telecom. - Апрель, 2012. - c. 61-67. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.lanmag.ru.

2. Елеферов С. Расчет линий спутниковой связи - Основные понятия и формулы: учеб. пособие. - М.: Дубна, 2006.

3. Камнев В. Е., Черкасов В. В., Чечин Г. В. Спутниковые сети связи: учеб. пособие. - М.: Альпина Паблишер, 2004.

4. Рекомендация МСЭ-R S.1782. Возможности для глобального широкополосного доступа в интернет для систем фиксированной спутниковой службы. - Вопрос МСЭ R 269/4, 2007.