АБОНЕНТСКАЯ СПУТНИКОВАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ РАБОТЫ С МНОГОЛУЧЕВЫМИ СПУТНИКАМИ-РЕТРАНСЛЯТОРАМИ С ВЫСОКОЙ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТЬЮ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Полезная модель относится к области спутниковой связи и предназначена для повышения помехоустойчивости радиолинии в неблагоприятных условиях распространения радиосигнала в системах с многолучевыми спутниками-ретрансляторами и многократным использованием несущих частот.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В настоящее время все шире начинают использоваться в спутниковой связи спутники-ретрансляторы класса HTS (high-throughput satellite) с многолучевыми антеннами и повторным использованием частот. Соседние зоны, образованные разными лучами одного спутника, имеют разные частоты на прием и передачу сигнала по отношению к соседним зонам (Фиг. 1). Любая абонентская спутниковая станция (АСС) может оказаться в точке, которая обслуживается двумя или сразу тремя лучами. Кроме того, АСС может оказаться одновременно в локальных зонах лучей от разных спутников-ретрансляторов (Фиг. 2). Такие случаи позволяют осуществить разнесенный прием одних и тех же сигналов по частоте и пространству. Нисходящая связь может быть улучшена путем объединения нескольких одинаковых сигналов, передаваемых центральной земной станцией (ЦЗС) через спутник-ретранслятор, в разных лучах и, соответственно, на разных несущих частотах (Фиг. 1).
Из существующего уровня техники известна переносная станция спутниковой связи (патент RU 2660800, 10.07.2018), обеспечивающая работу в сетях многостанционного доступа с кодовым и частотно-кодовым разделением каналов, обеспечивающая расширение функциональных возможностей по организации сети связи и имеющая низкие массогабаритные показатели за счет объединения ряда оборудования станции в отдельные конструктивные модули. Данная станция содержит антенную систему, систему наведения антенны, малошумящий усилитель, блок усилителей-преобразователей частоты приема и передачи, блок модулятора-демодулятора, усилитель мощности и каналообразующую аппаратуру, дополнительно введены полосовой фильтр приема, полосовой фильтр передачи, сверхвысокочастотный (СВЧ) блок, блок обработки широкополосных сигналов (ШПС), внешний блок интерфейсов, пульт управления станцией, шлемофонная гарнитура, линия связи для приема/передачи сигналов по стыку С1-ФЛ-БИ, линия Ethernet, линия связи для приема/передачи сигналов по стыку RS-232 и соединительная линия (СЛ) от станции АТС, при этом выход антенно-фидерного устройства соединен с входом полосового фильтра приема, выход которого соединен со входом малошумящего усилителя, выход которого соединен с первым входом блока СВЧ, первый выход которого соединен со входом усилителя мощности, выход которого соединен со входом полосового фильтра передачи, выход которого соединен с входом антенно-фидерного устройства, второй выход блока СВЧ соединен с первым входом блока усилителей-преобразователей частоты (УПЧ) приема и передачи, первый выход которого соединен со вторым входом блока СВЧ, третий выход которого соединен с первым входом блока модулятора-демодулятора, первый выход которого соединен с третьим входом блока СВЧ, второй выход блока модулятора-демодулятора соединен со вторым входом блока УПЧ приема и передачи, второй выход которого соединен со вторым входом блока модулятора-демодулятора, вход каналообразующей аппаратуры соединен с третьим выходом блока модулятора-демодулятора, третий вход которого соединен с выходом каналообразующей аппаратуры, информационный вход-выход которой соединен с информационным входом-выходом внешнего блока интерфейсов, управляющий вход-выход которого соединен с управляющим входом-выходом каналообразующей аппаратуры, управляющий вход-выход которой соединен с управляющим входом-выходом блока СВЧ, первый информационный вход-выход которого соединен с первым информационным входом-выходом блока обработки широкополосных сигналов, второй информационный вход-выход которого соединен со вторым информационным входом-выходом внешнего блока интерфейсов, второй управляющий вход-выход которого соединен с управляющим входом-выходом блока обработки широкополосных сигналов, управляющий вход-выход пульта управления станцией по стыку Ethernet соединен с третьим управляющим входом-выходом внешнего блока интерфейсов, третий информационный вход-выход которого соединен с информационным входом-выходом шлемофонной гарнитуры, второй информационный вход-выход блока СВЧ соединен с информационным входом-выходом приемника бортового маяка, выполняющего роль системы наведения антенны станции, четвертый, пятый, шестой и седьмой информационные входы-выходы внешнего блока интерфейсов подключены к входам-выходам соответственно линии связи для приема/передачи сигналов по стыку С1-ФЛ-БИ, линии Ethernet, линии связи для приема/передачи сигналов по стыку RS-232 и соединительной линии (СЛ) от станции АТС, при этом для уменьшения массогабаритных показателей станции и улучшения ее эксплуатационно-технических характеристик антенно-фидерное устройство, полосовые фильтры приема и передачи, малошумящий усилитель и усилитель мощности функционально и конструктивно объединены в антенный модуль, а в аппаратный модуль функционально и конструктивно объединены блок СВЧ, блок усилителей-преобразователей приема и передачи, блок модулятора-демодулятора, каналообразующая аппаратура и блок обработки широкополосных сигналов.
Недостатком известной станции является невозможность ее работы в режиме многолучевой обработки сигналов через несколько спутников ретрансляторов с суммированием сигнала, принимаемого на разных частотах.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Для решения существующей технической проблемы в улучшении связи при приеме сигналов от ЦЗС и спутников-ретрансляторов в случае работы через один спутник-ретранслятор (CP) потребуется одна антенна и несколько (до трех) модемов и одно решающее устройство, например, процессор или микроконтроллер, которое по заданному алгоритму суммирует принимаемые на разных частотах сигналы.
Технический результат совпадает с решением технической проблемы и заключается в улучшении связи при приеме сигналов от ЦЗС, за счет многолучевой обработки сигналов через несколько спутников ретрансляторов с суммированием сигнала, принимаемого на разных частотах.
Технический результат достигается с помощью заявленной архитектуры абонентской станции для приема и ретрансляции спутниковых сигналов, которая содержит:
антенну для связи со спутником-ретранслятором, которая соединена с п радиочастотных трактов, каждый из которых содержит малошумящий усилитель (МШУ), усилитель мощности, понижающий и повышающий конверторы, через соответствующие входы/выходы которых радиочастотный тракт соединен с модемом, при этом каждый модем выполнен настроенным на заданную частоту приема соответствующей локальной зоны;
решающее устройство, соединенное с модемами и выполненное с возможностью суммирования сигналов антенны, получаемых на разных частотах;
мультиплексор, соединенный с модемами и обеспечивающий передачу сигнала;
вычислительное устройство, соединенное с модемами и мультиплексором, и выполненное с возможностью установки частоты на передачу сигналов модемами и управления выходом мультиплексора на передачу сигналов к модемам.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг. 1 - Фиг. 2 представлены примеры известных решений по приему сигналов станцией от нескольких спутников.
На Фиг. 3 представлен вид заявленной абонентской станции.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Как представлено на Фиг. 3 заявленная абонентская станция (10) для приема и ретрансляции спутниковых сигналов включает в себя антенну (100) для связи со спутником-ретранслятором, которая соединена с п радиочастотных трактов, в частности тремя трактами в представленной реализации. Каждый тракт содержит МШУ (101, 103, 105), которые своими входами соединены с антенной (100), усилитель мощности (102, 104, 106), связанные выходами с антенной (100), понижающий (107, 109, 111) и повышающий конверторы (108, 110, 112).
Понижающие конверторы (107, 109, 111) соединены с выходами МШУ (101, 103, 105), повышающие конверторы (108,110,112) соединены со входами усилителей мощности (102, 104, 106). Каждый радиочастотный тракт через указанные входы/выходы повышающих и понижающих конверторов связан с первыми входом/выходом модемов (113, 114, 115), каждый из которых настроен на заданную частоту приема соответствующей локальной зоны.
Решающее устройство (116), выполненное на базе процессора или микроконтроллера, получает на первый, второй и третий входы данные от модемов (113, 114, 115) на различных частотах от антенны (100) и осуществляет их суммирование. Выход решающего устройства (116) соединен со входом вычислительного устройства (118) и мультиплексора (117). Мультиплексор (117) обеспечивает передачу сигнала, при этом мультиплексор (117) через первый, второй и третий выходы соединен со вторыми входами модемов (113, 114, 115). Вычислительное устройство (118) выполняется на базе процессора или микроконтроллера, при этом первый выход устройства (118) соединен с модемами (113, 114, 115) для обеспечения установки частоты на передачу сигналов модемами (113, 114, 115), а второй выход соединен с мультиплексором (117) для управление выходом мультиплексора (117) для передачи сигналов к модемам (113, 114, 115).
Для работы через несколько спутников-ретрансляторов необходимо использовать n антенн и n модемов и одно решающее устройство.
Восходящая связь может быть улучшена за счет выбора оптимальной частоты на передачу и оптимального направления на CP, т.е. выбор одной из антенн. Оптимальность рабочей частоты на передачу и антенны на текущий момент времени определяет решающее устройство на основании определения наилучшего сигнала на прием.