Принцип построения и функционирования ЗССС «КРОСНА-А»

Введение.

Принцип построения и функционирования ЗССС «КРОСНА-А»

 

Земная станция спутниковой связи (ЗССС) «КРОСНА-А» (в дальнейшем – станция) предназначена для передачи информационных данных между пользователями в единую сеть с помощью искусственного спутника Земли в диапазоне частот 4/6 ГГц. Диапазон разбит на шесть стволов.

  Средние частоты стволов на передачу (МГц):

6000, 6050, 6100, 6150, 6200, 6250

  Средние частоты стволов на прием (МГц):

3675, 3725, 3775, 3825, 3875, 3925.

Станция состоит из следующих функциональных составных частей:

· Антенны приемно-передающей АПП-2,5

· Приемника Пм-1

· Передатчика Пд6-20

· Устройств наведения на спутник ДЭКА-М и УПН-1

· Блока обработки и сопряжения сигналов БОС

· Модема.

Структурная схема станции представлена на рис.1. Антенна приёмо-передающая, состоящая из параболического зеркала диаметром 2,5 м, облучающей системы и антенно-волноводного тракта АВТ, устанавливается, как правило, на крыше здания. На антенне крепится малошумящий усилитель (МШУ). Внутри здания размещены стойки с входящими в них радиотехническими устройствами и блоки сопряжения с ЭВМ и телефонными линиями. Антенная система соединена с оборудованием  станции НЧ и ВЧ кабелями.

Принятый антенной сигнал частотой 3675–3925 МГц усиливается с помощью МШУ и поступает по ВЧ кабелю на вход приёмника Пм-1, где преобразуется в сигнал с промежуточной частотой 70±18 МГц, усиливается до необходимого уровня и подаётся на МОДЕМ. Здесь радиосигнал декодируется. Выделенное сообщение в цифровой форме поступает на БОС, где происходит окончательная обработка сигналов, разделение их по линиям и сопряжение с внешними устройствами: ЭВМ, телексом, телефаксом, телефоном. Телефонные сообщения приводятся к аналоговому виду.

На станции имеется устройство управления наведением антенны на ИСЗ. Необходимость в этом устройстве обусловлена тем, что угловые перемещения ИСЗ на орбите превышают ширину диаграммы направленности антенны. Слежение антенны за ИСЗ осуществляется по максимуму принимаемого сигнала путем качания зеркальной системы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Устройство управления включает в себя блоки ДЭКА–М, УПН–1, исполнительные двигатели ИД и приборные редукторы ПР, являющиеся датчиками поворота антенны.

В режиме передачи станция работает следующим образом. Сообщение с телефона, телекса, факса или ЭВМ поступает на БОС, преобразуется в цифровую форму и переносится в МОДЕМе на частоту ПЧ 70±18 МГц. Этот сигнал подаётся на передатчик Пд6-20, в котором с помощью гетеродина Гт-Пд и преобразователя ПрЧ 70/6 преобразуется в сигнал частотой 6000–6250 МГц, усиливается до требуемого уровня мощности усилителем СВЧ6-20 и по гибкому волноводу подается в антенну. Коэффициент усиления антенны на передачу составляет 40,8 дБ, ширина диаграммы направленности по уровню минус 3дБ – 80 угловых минут.

В данной лабораторной работе изучаются устройство, принцип работы и исследуются характеристики передатчика Пд6-20.

Указание мер безопасности.

 

В связи с вредностью воздействия на организм человека СВЧ излучения в данной работе исследование характеристик блока УСВЧ6-20 не проводится.

Прежде, чем приступить к выполнению лабораторного задания, убедитесь, что кабель электропитания отсоединён от разъёма «220В» на задней панели блока УСВЧ6-20, а вход усилителя отключен от выхода блока ПрЧ 70/6!

Блоки ПрЧ 70/6 и Гт-Пд относятся к категории электроустановок с напряжением до 1000 В.

Запрещается производить при включённом электропитании:

- замену предохранителей в блоках питания и измерительных приборах аппаратуры;

- снимать обшивки и заглушки аппаратуры с целью доступа к токоведущим частям;

- вынимать блоки и производить ремонт.

К выполнению лабораторной работы допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности.

Запрещается:

- подключать блок УСВЧ6-20 к сети электропитания и подавать на него СВЧ мощность;

- нарушать экранировку блоков ПрЧ 70/6 и Гт-Пд.

Соблюдайте следующие электротехнические требования:

- корпуса стойки передатчика и измерительных приборов должны быть заземлены;

- защитное заземление должно быть исправным;

- на полу вдоль фасада передатчика постелить резиновый коврик.

 

Подготовка к работе и порядок включения передатчика.

 

В данной лабораторной работе характеристики блока УСВЧ6-20 не исследуются. Подключать блок УСВЧ6-20 к сети электропитания и подавать на него СВЧ мощность запрещается.

1. Проверить правильность подключения кабелей электропитания и соединения перемычек на панелях блоков ПрЧ 70/6 и Гт-Пд передатчика. 

2. Проверить состояние монтажа внешним осмотром на отсутствие механических повреждений и на надежность монтажных соединений.

3. Проверить заземление корпусов и экранов проводов.

Включение передатчика.

4. Включить щит, подающий питание на передатчик.

5. Тумблеры СЕТЬ на блоках ПрЧ 70/6, Гт-Пд поставить в положение ВКЛ. Включить блок питания термостата Гт-Пд тумблером «27В».

7. Потенциометр УРОВЕНЬ блока ПрЧ 70/6 установить в крайнее левое положение.

8. Подать на вход ПЧ блока ПрЧ 70/6, расположенный на задней панели прибора, сигнал ПЧ (70±18,5)МГц от каналообразующей аппаратуры или от генератора, напряжением 80–100 мВ.

9. Вращая потенциометр УРОВЕНЬ блока ПрЧ 70/6 установить на выходе блока ПрЧ 70/6 мощность порядка 2 мВт.

 

Требования к отчету

 

Отчет по лабораторной работе № 3 должен содержать:

· Титульный лист с названием лабораторной работы, подписанный             студентом, подготовившим отчёт

· Цель работы, структурные схемы передатчика и его составных частей

· Название пунктов лабораторного задания и схемы проведения измерений

· Результаты исследования в виде таблиц и графиков 

· Расчет глубины регулировки уровня выходного сигнала, неравномерности и крутизны АЧХ преобразователя

· Необходимые выводы по проделанной работе.

 

 

Рис.6 Схема измерения амплитудных и амплитудно-частотных

характеристик преобразователя частоты ПрЧ 70/6.

 

 

Рис.7 Схема измерения уровня паразитных составляющих на выходе преобразователя частоты ПрЧ 70/6   передатчика.

 

9. Контрольные вопросы по лабораторной работе

 

1. Принцип функционирования основных узлов ЗССС «Кросна – А».

2. Состав передатчика Пд6-20. Поясните принципы работы передатчика с помощью спектральных диаграмм.

3. Для чего нужны сигналы «Гетеродин 1» и «Гетеродин 5»? Объясните с помощью спектральных диаграмм, как они формируются.

4. Какую роль играет в передатчике преобразователь частоты? Объясните с помощью спектральных диаграмм принцип его работы.

5. Что такое ствол ретранслятора? Как осуществляется перестройка станции на различные стволы ретранслятора?

6. Какие приборы СВЧ используются в выходных каскадах передатчиков ЗССС и спутниковых ретрансляторов?

7. Как рассчитать требуемую мощность сигнала на выходе передатчика ЗССС при заданной чувствительности приёмника ретранслятора? Приведите формулу, выражающую эту зависимость. Объясните значение всех входящих в формулу параметров.

8. Какие факторы влияют на затухание сигнала при прохождении его от передатчика ЗССС к приемнику ретранслятора?

9. Какие виды модуляции   используются в системах спутниковой связи?

10. Приведите основные характеристики передатчиков.

11. Устройство и принцип работы ЛБВ.

 

Введение.

Принцип построения и функционирования ЗССС «КРОСНА-А»

 

Земная станция спутниковой связи (ЗССС) «КРОСНА-А» (в дальнейшем – станция) предназначена для передачи информационных данных между пользователями в единую сеть с помощью искусственного спутника Земли в диапазоне частот 4/6 ГГц. Диапазон разбит на шесть стволов.

  Средние частоты стволов на передачу (МГц):

6000, 6050, 6100, 6150, 6200, 6250

  Средние частоты стволов на прием (МГц):

3675, 3725, 3775, 3825, 3875, 3925.

Станция состоит из следующих функциональных составных частей:

· Антенны приемно-передающей АПП-2,5

· Приемника Пм-1

· Передатчика Пд6-20

· Устройств наведения на спутник ДЭКА-М и УПН-1

· Блока обработки и сопряжения сигналов БОС

· Модема.

Структурная схема станции представлена на рис.1. Антенна приёмо-передающая, состоящая из параболического зеркала диаметром 2,5 м, облучающей системы и антенно-волноводного тракта АВТ, устанавливается, как правило, на крыше здания. На антенне крепится малошумящий усилитель (МШУ). Внутри здания размещены стойки с входящими в них радиотехническими устройствами и блоки сопряжения с ЭВМ и телефонными линиями. Антенная система соединена с оборудованием  станции НЧ и ВЧ кабелями.

Принятый антенной сигнал частотой 3675–3925 МГц усиливается с помощью МШУ и поступает по ВЧ кабелю на вход приёмника Пм-1, где преобразуется в сигнал с промежуточной частотой 70±18 МГц, усиливается до необходимого уровня и подаётся на МОДЕМ. Здесь радиосигнал декодируется. Выделенное сообщение в цифровой форме поступает на БОС, где происходит окончательная обработка сигналов, разделение их по линиям и сопряжение с внешними устройствами: ЭВМ, телексом, телефаксом, телефоном. Телефонные сообщения приводятся к аналоговому виду.

На станции имеется устройство управления наведением антенны на ИСЗ. Необходимость в этом устройстве обусловлена тем, что угловые перемещения ИСЗ на орбите превышают ширину диаграммы направленности антенны. Слежение антенны за ИСЗ осуществляется по максимуму принимаемого сигнала путем качания зеркальной системы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Устройство управления включает в себя блоки ДЭКА–М, УПН–1, исполнительные двигатели ИД и приборные редукторы ПР, являющиеся датчиками поворота антенны.

В режиме передачи станция работает следующим образом. Сообщение с телефона, телекса, факса или ЭВМ поступает на БОС, преобразуется в цифровую форму и переносится в МОДЕМе на частоту ПЧ 70±18 МГц. Этот сигнал подаётся на передатчик Пд6-20, в котором с помощью гетеродина Гт-Пд и преобразователя ПрЧ 70/6 преобразуется в сигнал частотой 6000–6250 МГц, усиливается до требуемого уровня мощности усилителем СВЧ6-20 и по гибкому волноводу подается в антенну. Коэффициент усиления антенны на передачу составляет 40,8 дБ, ширина диаграммы направленности по уровню минус 3дБ – 80 угловых минут.

В данной лабораторной работе изучаются устройство, принцип работы и исследуются характеристики передатчика Пд6-20.