Радиотехника, электроника және телекоммуникация

Сызықтық трактінің спутниктік тарату жүйесінің (СТЖ) ерекшеліктері

жүктеу/скачать 1,12 Mb. бет 24/27 Дата 20.12.2023 өлшемі 1,12 Mb. #141878

Бұл бет үшін навигация:

• АУБ тарату жүйелері

Сызықтық трактінің спутниктік тарату жүйесінің (СТЖ) ерекшеліктері СТЖ-де ретранслятор жердің жасанды серігінде (ЖЖС) орналасқан. Ретрансляторлар активті және пассивті болады. Активті ретрансляторлар сигналды f1 жиілікте қабылдап, оны күшейтіп, f2 жиілігіне түрлендіріп, жерге бағытталатын сигналды қайта шағылыстырады. Пассивті ретрансляторларда күшейту және түрлендіру аппаратурасы болмайды. Активті ретрансляторлар төмендегідей бөлінеді: - көп звенолық әсер, яғни сигналдың қайта шағылуы бірдей болады; - кідіріледі. Жадысы бар жүйелер геостационарлық орбиталарда орналасқан спутниктерде қолданылады. Бұл спутниктер, таратқыш антенна үстінен ұша отырып, сигналды қабылдап оны сақтап қалады. Содан кейін, жердің қабылдағыш антеннасынан ұшып өткеннен кейін, сол ақпаратты жадыдан таратады. ЖЖ серігі өзінің орбитасы бойынша мыналарға бөлінеді: - экваторлық, олардың орбиталық ауданы мен экватор ауданының арасындағы бұрыш 0-ге тең ( ); - полярлық,  ; - иілу, егер 00 < 900 Спутник 3600 км жерден жоғары емес және экваторлық жазықтықта жатса, ол Жерді бір айналыммен 24 сағатта орындайды. Егер спутник қозғалысының бағыты Жердің айналу бағытымен сәйкес келсе, ол қозғалмай тұрған күйде елестейді. Осы спутниктер полярлы аймақтардан басқа, Жердің салыстырмалы территориясымен байланысты ұйымдастырады. Егер жерлік станциялардың бірнешеуінің арасындағы байланыс бір спутник арқылы іске асса, ондай тарату жүйесін көп станциялы рұқсат ететін тарату жүйесі деп атайды. Көп станциялы рұқсат ету – сигналдарды уақыттық жиілік бөлгішті қолдану және де сигналдарды форма арқылы бөлуді іске асыруы мүмкін. Көпстанциялы рұқсат ету кезінде жиілік бөлгішті әр станцияның өзінің тасушы жиілігі таңдалынады. Осы жиіліктердің мәні былай таңдалынады: бөгеуілдерді болдырмайтын, көршілес станциялар арасында жиілік бойынша керекті жиіліктік аралықтар қалады. Кемшіліктері: - ретранслятордың амплитудалық сипаттамасының сызықсыздығынан, станциялар арасында өтпелі бөгеуіл пайда болады; - ретрансляторда көпжиілікті сигнал үшін, ДАР бірыңғай жүйесі әсер етеді. Сондықтан әр станцияның Ркір деңгейлері бір-біріне жақын болуы керек. Форма бойынша сигналдарды бөлетін көпжиілікті рұқсат ету жүйесі, өзінің күрделілігінен кең қолдануды тапқан жоқ. №12 Дәріс. АЖБ желілік ТЖ сызықтық трактілеріндегі бөгеуілдер Дәріс мақсаты: АЖБ желілік ТЖ сызықтық трактілеріндегі бөгеуілдер оларды бағалау, сызықтық емес бөгеуілдер, атмосфералық бөгеуілдер, импульстік бөгеуілдер, сызықтық емес бөгеуілдерді азайту тәсілдері, сызықтық өтуліктерден болатын бөгеуілдер,Сыртқы бөгеуілдермен күрес мәселелерін қарастыру. Бөгеуілдер дегеніміз − сигналға түрлі кездейсоқ әсер етулер. Сондықтан бұларды қарастырып өту өте маңызды. Бөгеуіл деп сигналдың дұрыс қабылдануына кедергі жасайтын жат электрлік тербелістерді айтады. Сигналға әсер ету сипатына байланысты бөгеуілдер адаптивтік және мультипликативтік болып бөлінеді. АЖБ ТЖ трактісінде адаптивтік бөгеуілдер сигналдарға қосылып, оларды бұрмаландыратын кездейсоқ ЭҚК ретінде болады. Мультипликативтік бөгеуілдер тарату трактісінің коэффициенті өзгеруі болып табылады, сигналдың барлық деңгейлерінің төмендеуін және көтерілуін тудырады. АЖБ ТЖ арнасында адаптивтік бөгеуілдер үлкен рөл атқарады, олар ішкі және сыртқы шығу көзінен болуы мүмкін. Сыртқы көздерге табиғи құбылыстар (найзағай), параллельді тізбекпен жұмыс істейтін электрді тарату линиясы (ЭТЛ) және тарату жүйелері (ТЖ) жатады. Электрбайланыста бұл бөгеуілдерді сызықтық бөгеуілдер деп атау қабылданған, себебі олар сызықтық элементтерді (сыйымдылық, индуктивтілік, кедергі және т.б.) қолданғанда пайда болады. Ішкі көздерге жылулық шу, күшейткіш элемент шулары және т.б. жатады. Сондай-ақ, ішкі бөгеуілдер модулятор және демодулятор сияқты сұлбалардың сызықтық емес элементтері салдарынан пайда болады. Бұлар тарату арнасына берілетін сигналдар бұрмалануына әкеп соғады. Бұл бөгеуілдер онша үлкен емес. Байланыс арнасында бөгеуілдердің көпшілігі флуктуациялық сипат алады, олар үзіліссіз кездейсоқ сигналға ұласып кететін түрлі импульстер тізбегі болып табылады. Бұл бөгеуілдердің спектр кеңдігі сигналдың спектр кеңдігі шамасындай және дыбыстық сигналдарды қабылдау кезінде бөгеуілдер әдетте жат шуыл ретінде қабылданады. Бірақ бірқатар жағдайларда бөгеуіл сөз немесе музыкалық сипат алады. Мұндай бөгеуіл анық өтпелі бөгеуіл деп аталады. Басқа аты−келісетін бөгеуіл, оның арнада болуы өте зиян. Флуктуациялық бөгеуілдерден басқа, импульстік және орталықтандырылған бөгеуілдер болады. Импульстік бөгеуіл − біршама уақыт аралықтарымен бөлінген қысқа мерзімді импульстік сигналдар болып табылады. Импульстік бөгеуілдер дискреттік информацияны тарату арнасына үлкен әсерін тигізеді, қателер пайда болады. Орталықтандырылған (селективтік) бөгеуілдер синусоидалды сигналдарға жақын болады. Бұл бөгеуілдер әсіресе бейне сигналдарын таратуына әсер етеді де, жарықтылықтың ауысып отыруын тудырады. Бөгеуілдерді бағалау Бөгеуілдердің әсер етуін бағалау үшін келесі параметрлер қолданылады: - қорғанушылық Ақ = 10 * lg немесе Ақ = 20 * lg , мұндағы Uc, Pc − қабылдау нүктесіндегі сигнал қуатының деңгейі; Uб, Pб − қабылдау нүктесіндегі бөгеуіл қуатының деңгейі; - шу коэффициенті Д =  ; - шуылқорғаныштық жоғалулары d = 10 * lgД = Ақ кір – Ақ шығ. Бөгеуілдерді тарату арнасының қабылдау жағында қорғанушылық шамасы көмегімен бағалайды. Бөгеуілдерді бағалау телефондық арна немесе радиотарату арналары бойынша тарату кезінде псофометрлік кернеу арқылы жүзеге асырылады. Мысалы, “телефон-құлақ” жүйесінің сезімталдығы қабылданатын сигналдардың түрлі жиілік спектрлері үшін бірдей емес. Максимум сезімталдық 800-1000 Гц жиілік жолағында болады. Егер телефондық арнада бөгеуіл әсер етсе, онда оның спектрлік құраушылары “телефон-құлақ” жүйесімен әр түрлі қабылданады. Міне, осыдан бөгеуілдердің псофометрлік кернеуінің анықтамасы келіп шығады. Бұл өзінің сызықтық әсер етуімен нақты әсер ететін бөгеуілге эквивалентті болып келетін 800 Гц жиілікті кернеу. Флуктуациялық бөгеуілдің спектрлік тығыздығы бүкіл жиілік диапазонында шамамен бірдей. Бірақ адам құлағының сезімталдығы 1кГц жиілігінде ең үлкен болып келеді (52-сурет). Жиілікті жоғарылатқан сайын сезімталдық тез төмендейді, сондықтан бөгеуіл қуаты адам құлағы сезімталдығы қисығын есепке ала отырып бағаланады. Сезімталдықты өлшейтін прибор псофометр деп аталады. 52 − сурет. Адам құлағының сезімталдық графигі Псофометрлік кернеу Uпс арнада әрқашан әсерлік кернеуден кіші болады, яғни Uпс = Кпс * U, мұндағы Кпс – псофометриялық коэффициент, Кпс < 1. Тоналді жиілік арнасы үшін: Кпс = 0,75. Импульстік ЭҚК деп ұзақтығы 100м/сек –тан аспайтын, ал мәндер амплитудасы деңгейі 12 дБ, 16 дБ және 22 дБ (бөгеуіл деңгейіне байланысты) болатын бөгеуілдерді айтады. Мультипликативтік бөгеуілдер трактіде күшейтудің төмендеуіне жататын 18 дБ-ден кем емес номиналдымен салыстырғанда байланыстағы қысқа мерзімді үзілістер түрінде болады. Бұл үзілістер ұзақтығы 300мс-тен көп Өтпелі бөгеуіл деңгейі өтпелі өшулік көмегімен бағаланады Аөт = 10 * lg = 10 * lg , мұндағы өб − өтпелі бөгеуіл; Uc, Pc − қабылдау нүктесіндегі сигнал қуатының деңгейі; Uөб, Pөб − қабылдау нүктесіндегі өтпелі бөгеуілдер қуаттық деңгейі. Арнаның өзіндік шулар деңгейі байланыс желісінің жылулық шуларымен және күшейткіш элементтерінің шуларымен іске асырылады. Жылулық шулар шамасы Uшж =  [В], мұндағы k – Больцман тұрақтысы , k = 1,38*10-23, Дж/к; Т – абсолютті температура , Кельвин; R – осы шулар бөлінетін кедергі шамасы; f – бізге білу қажетті шулар жиілік жолағы. Жылулық шу − ақ шу, оның спектрлік тығыздығы ТЖ арнасы үшін 1010 - 1012 Гц жиілігіне дейін бірқалыпты, сондықтан жылулық шулар шамасы осы арнаның спектр кеңдігіне пропорционал болады. ТЖ арнасы үшін fт.н = 0,3 – 3,4 кГц, Т = 293 К (20С) кезінде. Жылулық шу қуаты Рш.т = 1,25 * 10-17 Вт, бұл жылулық шу деңгейіне сай келеді рш.т = -1,39 дБм. Шу коэффициенті мына тәуелділікпен анықталады Fш = 10 * lg , мұндағы Рш кір, Рш шығ – күшейткіш кірісіндегі және шығысындағы шу қуаты; Кқ – қуат бойынша күшейту коэффициенті. Нақты күшейткіштерде: Fш = 6 – 9 дБ. Сызықтық трактіге қосылған күшейткіш шығысында шу деңгейі былай анықталады Рш = -139 + Fш, [дБ]. Егер магистраль құрамында күшейткіш саны көп болса, шулар жиналып қалады. Бұл арна шығысында өзіндік шулардың шамасының өсуіне әкеліп соғады. Бөлек шулық компоненттердің фазасы кездейсоқ болғандықтан, шығысында шулар қуаты тиісті шулық компоненттердің кездейсоқ қуатымен анықталады Рш.комп = Рші, мұндағы Рші – шулық компоненттердің қосындылық қуаты. Шулардың қосындылық қуатын азайту үшін шу коэффициенті аз күшейткішті қолдану керек. Күшейткіштің өзіндік шу деңгейі өзгермейтін болғандықтан, сигнал деңгейін жоғарылату арқылы  қатынасын көтеруге болады. Төменгі жиіліктерге қарағанда жоғарғы жиіліктерде өшуліктер көп болғандықтан, ЖЖ облысында ТЖ облысына қарағанда  қатынасының мәні әлдеқайда төмен <<  . 53 − сурет. Шулар графиктері ЖЖ облысында сигнал деңгейінің төмендеуін компенсациялау үшін тарату кезінде алдын-ала бұрмалану енгізеді, яғни ЖЖ облысында сигнал деңгейін әдейі көтереді. Осы мақсатпен күшейткіш жиілікке тәуелді теріс кері байланыспен (ТКБ) қамтылады, оның тереңдігі жиілік өскен сайын кішірейеді. Арнадағы шулар деңгейі іс-жүзінде жиілікке тәуелсіз. Сызықтық емес бөгеуілдер Бұлар сызықтық емес күшейткіш элементтердің әсерінен пайда болады. Осының салдарынан шығыстық сигнал спектрінің құрамында сигналдың өзінің жиілігінен басқа жоғарғы гармоникалық құраушылар және түрлі комбинациялық жиіліктер болады. Гармоникалар нөмірі өскен сайын жоғарғыгармоникалар деңгейі төмендеп отырады. АЖБ ТЖ-н жобалағанда топтық тракт жиілік диапазоны fЖтоп < 2 *fТтоп болатындай етіп таңдалады. Бұл жағдайда топтық сигнал гармоникалар спектрі және көпшілік комбинациялық бөлімдер топтық сигнал спектрінде жатпайды. Сызықтық күшейткіштің (СКүш) сызықтық емес қасиеттерін бағалау кезінде оның амплитудалық-сипаттамасы (АС) қарастырылады. Мысалы, табалдырықты кернеу өскенде сигнал формасы тез арада өзгереді, күшейткіш шығысында (54,б-сурет) кірістік сигналда болмаған жиілікті тербелістер пайда болады. Бұл тербелістер сызықтық емес бөгеуілдер болып табылады., себебі олар бүкіл тарату жүйесі сызықтық спектрі бойынша тарайды және арналар арасында сызықтық емес өтуліктер мен әрбір арнада қосымша сызықтық емес шулар туғызуы мүмкін. Сондықтан сигнал күшейткіштің асқын жүктеме табалдырығынан Uт немесе осы кернеуге сай деңгей Pт  аспауы керек. 54 − сурет. Сигналдар формасы а) күшейткіш кірісінде және б) шығысында Сызықтық емес бөгеуілдерді азайту тәсілдері Сызықтық емес бөгеуілдерді азайту үшін қолданылатын тәсілдердің мақсаты: Сызықтық күшейткіште (С Күш) асқын жүктемені болдырмау болып табылады. Тәсіл түрлері: ұйымдастырушылық; техникалық. Ұйымдастырушылық тәсіл − түрлі информация түрлерінің орташа қуаты Pор ТЖ арнасында деңгейдің нөлдік санау нүктесіде (ДНСН) нормалау. Мысалы, сөз сигналы үшін Pор=32мкВт, тарату сигналы үшін Pор=920мкВт. Техникалық тәсілдер − С Күш-ке тереңдетілген ТКБ енгізу, әрбір арнаның жеке модуляторы кірісіне ТКБ-сыз амплитуда шектегішті (АШ) қою. С Күш-ке терең ТКБ енгізгенде ТКБ-ы бар С Күш-те сызықтықсыздық өшулігі А`пг өседі А`пг = апг + В * n, мұндағы  В – ТКБ тереңдігі;  n – гармоника нөмірі;  апг – СКүш-те сызықтықсыздық өшулігі. ТКБ-сыз АШ қосқан кезде АШ сөз, тарату және т.б. сияқты сигналдардың шыңдық мәндерін шектейді. Импульстік бөгеуілдер Тоналді жиілік арнасындағы импульстік бөгеуілдер деп қысқа мерзімді импульстік кернеуді айтады, оның амплитудасы қабылданған сигнал амплитудасынан әлдеқайда үлкен болады. Импульстік бөгеуілдер шығу көздері: - коммутациялаушы құрылғылардың сенімсіз контактілерінен, нашар пайкадан және т.б. арнада қысқа мерзімді үзілістердің болуы; - кабель жатқан ауданда найзағай разряды; - кездейсоқ импульстік тізбектің пайда болуына әкеп соғатын сызықтық трактісінің асқын жүктелуі; -жоғарывольтті тарату желілері және электрификацияланған темір жолдары. Импульстік бөгеуіл негізінен дискретті информацияны таратуға әсерін тигізеді. Осы кезде жалпы қабылданған информациялық импульстердің 10-12%-ін құратын қателер пайда болады. Сөз сигналын тарату кезінде импульстік бөгеуілдер сырт еткен дыбыстар түрінде байқалады. МККТТ ұсынысы бойынша 1 сағатқа 70 импульстік бөгеуіл немесе 15 минутқа 18 импульстік бөгеуіл жіберілуі рұқсат етіледі. Импульстік бөгеуіл қарқынын азайту үшін келесідей шаралар қолданылады: - симметриялық кабельдердің жұптарының арасында қорғанушылығын 60 дБ және одан да жоғары арттырады; - байланысжелілерін найзағайлық разрядынан және электрификация-ланған темір жолдарынан қорғайды, номиналды ұзындығынан салыстырмалы түрде 10-15%-ке АТС-ке тиісті ұзартқыш бөлігін қысқартады. Сызықтық өтуліктерден болатын бөгеуілдер Олар параллельді тізбектердің бірдей арналарымен сигналдарды тарату нәтижесінде пайда болады. Параллельді тізбектерарасында сызықтық өтуліктердің пайда болуының негізгі себебі болып осы тізбектердің сымдарының арасында сыйымдылықтық және индуктивтіліктік байланыстың бар болуы (байланыс желілері курсынан). Алыс және жақын қашықтықтағы өтулік құбылыстары қабылдағыш тізбектерге әсерін тигізгенде және әсер етуші тізбектің таратқышы қабылдағыш тізбегі жатқан жерде және олардың таралу бағыттары қарама-қарсы болған жағдайда болады (55-сурет). Алыс қашықтыққа әсер еткенде бағыттар тура келеді. 55 − сурет. Сызықтық өтуліктерден болатын бөгеуілдер А1 − алыс қашықтықтағы өтпелі өшуліктер; А0 − жақын қашықтықтағы өтпелі өшуліктер. Жақын қашықтықтағы қорғанушылық шамасы Аақ0 = Рс – Рном; Абқ0 = Рс - Рном. Өтпелі өшуліктер Аl > А0, сондықтан алыс қашықтықтағы қорғанушылық жақын қашықтықтағы қорғанушылықтан басымырақ болады. Қажетті қорғанушылықпен қамтамасыз ету үшін (140 дБ-ден кем емес) түрлі кабельдерде жұптар қолданады, бұл жағдайда берілген қорғанушылық кабельді металл қабықшамен экрандау көмегімен қамтамасыз етіледі. Анық өтпелі бөгеуілден қорғанушылығын жоғарылату үшін инверсия немесе аттас арналардың біржиілікті жолақтарының ығысуы қолданылады. Инверсия кезінде БЖ–р қолданылады. Мұнда жоғарғы БЖ спектрі бастапқы спектрмен салыстырғанда инверттелмеген, яғни бастапқы спектрдің үлкен жиілігіне арналық сигналдың үлкен жиілігі сай келеді (үшбұрыштар аттас бейімделген). Басқа жағынан, төменгі БЖ бастапқы сигнал спектрмен салыстырғанда инверттеледі (56-сурет). 56 − сурет. Сызықтық спектр Сондықтан оның өтпелі бөгеуілді азайту мақсатымен көрші физикалық жұп спектрін өзара инвертация кезінде (осы арқылы әсер ету болады) өтпелі бөгеуіл анықтылығы азайып, жат шу ретінде естіледі. Бұл шаралар өтпелі өшулігін орта шамамен 7дБ-ге арттырады. Ол жиіліктік спектр инверсиясы деп аталады. Қабылдау бөлімінде жиіліктерін  шамасына ығысқанда жалпы жолақ жиілігінің деңгейі кіші болған сайын анық бөгеуіл сонша кіші болады, яғни жолақты жабу жиілік кеңдігі. Жиілік ығысуы кезінде өтпелі өшулік ығысудың шамасына байланысты 4-тен 26 дБ-ге дейін өседі. Өтпелі әсерлерді азайту үшін аралық және соңғы станциялар экрандалады, ал күшейткіш пункттер кірістері (түрлі бағытта) әр түрлі кірістік құрылғыларға енгізіледі. Атмосфералық бөгеуілдер Бұл бөгеуіл түрі аналогтық ауа желілерінде тоналді жиілік арналарында негізгі болып табылады. Атмосфералық бөгеуіл көздері: найзағай разрядтары, магниттік, құм, кар борандары, полярлық шұғыла және т.б. Күшейткіш аймақтың шығысында атмосфералық бөгеуілдердің орта деңгейі метеорологиялық жағдайларға, байланыс желісі аймағының өшулігі, өткізгіштер диаметрі, ауа желісінің профиліне тәуелсіз болады. Бұл деңгей тек өзі өлшеніп жатқан спектрге байланысты болады. Атмосфералық бөгеуілдер деңгеиі әдетте тоналды жиілік арнасында өзіндік шулар деңгейінен әлдеқайда жоғары болады. СКүш шығысында таратудың қажетті бөгеуілқорғанушылығын қамтамасыз ету үшін кабельмен салыстырғанда жоғарғы тарату деңгейлері қойылады. Мысалы, В-3-3 және В-12-2 жүйелерінде Pтар=17дБ және К-60П жүйесінде Pтар=1дБ. Атмосфералық бөгеуілдің кернеуінің рұқсат етілген мәні Uб СДНН-де емес, арнаның екісымды соңының нүктесінде (мұнда өлшеуіш деңгейі 7дБм) болады. Сыртқы бөгеуілдермен күрес Атмосфералық бөгеуілден қорғанушылығын жоғарылату тәсілдерінің бірі − тоналді жиілік арнасына компандерлерді қосу болып табылады (57-сурет). Компандер құрамы: 2 компрессор құрылғысы (К) мен экспандер (Э). 57 − сурет. Сыртқы бөгеуілдермен күрес Компрессорды жеке модулятор алдына төртсымды тракт кірісіне қосады, ал экспандерді демодулятордан кейін төртсымды тракт шығысына қосады. Компрессор нөлдік күшейту деңгейі -1,5 Нп (13 дБ) (ығыстыру коэффициенті 2-ге тең), ал экспандер нөлдік күшейту деңгейі +0,5 Нп (4,3 дБ) (кеңейту коэффициенті 2-ге тең). Компрессордың динамикалық диапазонды қосу (ығыстыру) қасиеті болады. Бұл дегеніміз нөлдік күшейту деңгейінің сигналы өзгеріссіз өтеді деген сөз. Төменгі деңгейдегі сигналдарды компрессор күшейтеді, ал жоғарғыларын − әлсіретеді.Экспандер керісінше жұмыс істейді. +0,5 Нп сигналдар Э арқылы күшеюсіз өтеді. Төменгі деңгейдегі сигналдарды ол одан әрі әлсіретеді, ал жоғарғы деңгейлерін күшейтеді. Аралық күшейткіш (>) берілген сұлбада (57-сурет) К және Э-ң нөлдік күшейту деңгейлерін келістіру үшін және линиядағы өшулігін компенсациялау үшін қажет. Линияда пайда болатын бөгеуілдер компрессорға өтпейді. Бөгеуілқорғаныштық ұтымдылығы мынада: линияда өтетін бөгеуілдер компандерлерден өтпейді. Компандерлік құрылғы ауа желілерін тығыздау жүйелерінде кең қолданыс тапты, себебі бұл желінің бөгеуіл деңгейі жоғары. Компандерлер көмегімен бөгеуіл қорғанушылығын 18-20дБ-ге дейін жоғарылатуға болады. Кемшілігі: К және Э-ң нөлдік күшейту деңгейін дәлірек келістіруінің қиынға соғуы, ал бұл трактіде сызықтық емес бұрмалануын күшейтеді. №13 Дәріс. АУБ тарату жүйелері жүктеу/скачать 1,12 Mb. Достарыңызбен бөлісу: