Р 45.01-97

РЕКОМЕНДАЦИИ ОТРАСЛИ

 

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ
ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ БОРТОВОГО
ПЕТРАНСЛЯЦИОННОГО КОМПЛЕКСА
КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА СИСТЕМ
СПУТНИКОВОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО
ВЕЩАНИЯ, НАХОДЯЩЕГОСЯ НА
ГЕОСТАЦИОНАРНОЙ ОРБИТЕ

 

Содержание

 

1. Область применения

2. Нормативные ссылки

3. Определения, обозначения и сокращения

4. Общие положения

5. Основные параметры и их классификация

6. Методы измерений

7. Приложение А

8. Приложение Б

9. Приложение В

 

 

РЕКОМЕНДАЦИИ ОТРАСЛИ

 

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ БОРТОВОГО
РЕТРАНСЛЯЦИОННОГО КОМПЛЕКСА КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
СИСТЕМ СПУТНИКОВОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО ВЕЩАНИЯ,
НАХОДЯЩЕГОСЯ НА ГЕОСТАЦИОНАРНОЙ ОРБИТЕ

 

Дата введения 01.01.98г.

 

1 Область применения

 

Настоящие рекомендации распространяются на бортовые ретрансляционные комплексы космических аппаратов систем спутникового телевизионного вещания в диапазоне 11,7 – 12,5 ГГц с фидерными линиями в диапазоне 17,3 – 18,1 ГГц

Рекомендации определяют основные параметры бортового ретрансляционного комплекса космического аппарата, находящегося на геостационарной орбите, подлежащие измерениям, и методы их измерений, устанавливают требования к контрольным земным передающим и приемным станциям, необходимые для проведения этих измерений. Кроме того, эти рекомендации используются при составлении программ испытаний космического аппарата для систем непосредственного телевизионного вещания

Рекомендации разработаны с учетом международных документов: регламент радиосвязи [ 1 ]; отчет МККР, 1986, 215 – 6 [ 2 ]; стандарт МЭК 114 – 1 [ 3 ].

 

2 Нормативные ссылки

 

В настоящих рекомендациях использовались следующие стандарты:

ГОСТ 11515-91 Каналы и тракты звукового вещания. Основные параметры качества и методы измерений

ГОСТ 19463-89 Магистральные каналы изображения радиорелейных и спутниковых систем передачи

ГОСТ Р 50788-95 Установки непосредственного приема программ спутниковою телевизионного вещания. Классификация. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений

 

3 Определения, обозначения и сокращения

 

3.1. Определения

3.1.1. Бортовой ретрансляционный комплекс (БРТК) космического аппарата – радиотехническое оборудование космического аппарата, предназначенное для приема сигналов в системе спутникового телевизионного вещания от земной станции фидерной линии и после необходимого преобразования и усиления – для передачи сигналов на сеть земных приемных станций

3.1.2. Контрольная передающая земная станция – передающая земная станция, предназначенная для проведения измерений

3.1.1. Ствол БРТК – высокочастотная  приемо-передающая аппаратура, работающая в определенной полосе частот в выделенном диапазоне частот для данной спутниковой службы

3.1.4. Контрольная приемная земная станция – приемная земная станция, предназначенная для проведения измерений

3.2. Обозначения и сокращения

3.2.1. В рекомендации приняты следующие обозначения и сокращения:

А пер КЗС – передающая антенна контрольной земной передающей станции;

А пр – приемная антенна бортового ретрансляционного комплекса;

А пер – передающая антенна бортового ретрансляционного комплекса;

А пр КЗС – приемная антенна контрольной земной станции;

AM – амплитудный модулятор;

АРУ – автоматическая регулировка усиления;

АС – анализатор спектра;

АЧХ – амплитудно-частотная характеристика;

БРТК – бортовой ретрансляционный комплекс;

БРТ – бортовой ретранслятор;

ГВЗ – групповое время запаздывания;

ГК – генератор кварцевый;

Гст – генератор стабильный;

ГС – генератор сигналов;

ДМ – делитель мощности;

ИМ – измеритель мощности;

АЧХ/ГВЗ – измеритель АЧХ/ГВЗ;

КА - космический аппарат;

Пр КЗС – приемная контрольная земная станция;

Пер КЗС – передающая контрольная земная станция;

К – конвертер;

Кус – коэффициент усиления бортового ретранслятора;

MB – милливольтметр;

НО – направленный ответвитель;

ИП – измерительный приемник;

Пер – передатчик;

ПЧ-В – преобразователь частоты "вверх";

ПЧ-Н – преобразователь частоты "вниз";

С – самописец;

СМ – технологический смеситель;

Т – тюнер;

ТТ – тест-транслятор;

УМ – усилитель мощности;

ФВ – фильтр взвешивающий;

Ч – частотомер;

ЭИИМ – эквивалентная изотропно излучаемая мощность;

СЭ – согласующий элемент

 

4 Общие положения

 

4.1. Бортовой ретрансляционный комплекс космических аппаратов (КА) для систем спутникового телевизионного вещания включает в себя антенны приемные и передающие, перенацеливаемые в различные точки земной поверхности, бортовой ретранслятор (БРТ), состоящий из приемных и передающих устройств, оборудование для выбора рабочих частот. В бортовом ретрансляторе создается несколько высокочастотных стволов, пригодных для приема, преобразования и передачи высокочастотных колебаний

4.2. Контрольные передающие и приемные земные станции должны располагаться на территории Российской Федерации таким образом, чтобы обеспечить измерения параметров всех космических аппаратов, находящихся на выделенных для КА частотных позициях на геостационарной орбите, для систем спутникового телевизионного вещания, работающих в диапазоне 11,7 – 12,5 ГГц/17,3 – 18,1 ГГц

4.3. Рекомендуется на территории России создать две региональные системы контроля.

Первая – для контроля космических аппаратов, обслуживающих европейскую часть.

Вторая – для контроля космических аппаратов, обслуживающих восточную часть.

4.4. Каждая контрольная система должна состоять из двух передающих и трех приемных контрольных станций

4.5. Все контрольные станции должны иметь между собой надежную технологическую связь.

4.6. Измерения параметров каналов изображения, звукового сопровождения в системе – контрольная передающая земная станция – бортовой ретранслятор – контрольная приемная земная станция – проводятся по ГОСТ 11515, ГОСТ 19463, ГОСТ Р 50788

 

5 Основные параметры и их классификация

 

5.1. Основные параметры бортового ретрансляционного комплекса разделяются на две группы:

- характеристики излучения бортового ретрансляционного комплекса, *

- характеристики ствола бортового ретранслятора.

5.2. К характеристикам излучения относятся:

- эквивалентная изотропно - излучаемая мощность (ЭИИМ);

- добротность БРТК – отношение усиления приемной антенны к суммарной мощности тепловых шумов приемной части БРТК;

- диаграмма направленности передающей антенны;

- диаграмма направленности приемной антенны;

- коэффициент усиления бортового ретранслятора (Кус);

- кроссполяризационная развязка передающей антенны;

- внеполосные излучения;

- побочные излучения.

* Требования к величинам параметров даются в нормативных документах на отдельный космический аппарат.

5.3. К характеристикам ствола относятся:

- амплитудная характеристика;

- продукты интермодуляции;

- амплитудно-частотная характеристика (АЧХ);

- неравномерность группового времени запаздывания;

- нестабильность частоты гетеродина БРТК

5.4. При проведении испытаний рекомендуется следующая точность измерений:

ЭИИМ

от ± 0,4 до ±1,2 дБ

добротность БРТК

от ± 0,5 до ± 1,5 дБ

Кус

от ± 0,5 до ± 2,5 дБ

кроссполяризационная развязка

от± 0,7 до ± 2,0 дБ

внеполосные излучения

от ± 0,6 до ± 1,5 дБ

побочные   излучения

от± 0,6 до± 1,5 дБ

амплитудная характеристика

от ± 0,2 до ± 1,0 дБ

продукты интермодуляции

от ± 0,3 до ± 1,2 дБ

АЧХ

от ±0,2 до ± 1,0 дБ

неравномерность группового времени запаздывания

от± 1,0 до ± 2 0 нс

нестабильность частоты гетеродина БРТК

от ±5-10-10 до ±5-10-8

 

 

6 Методы измерений

 

6.1. Методы измерений характеристик излучения бортового ретрансляционного комплекса

6.1.1. Определение ЭИИМ *

6.1.1.1. Определения ЭИИМ проводятся с помощью оборудования на специальной контрольной приемной земной станции методом сравнения уровня принимаемого сигнала от бортового ретранслятора космического аппарата с уровнем сигнала, вводимого в приемный тракт от генератора сигналов (ГС). При этом учитывается затухание электромагнитных колебаний в свободном пространстве на конкретной частоте, усиление приемной системы контрольной станции, ее расположение на поверхности земли относительно спутника. Точка введения сигнала в приемный тракт от генератора должна совпадать с точкой, относительно которой определено усиление антенны.

* Все измерения проводятся при ясном небе и сухой погоде

6.1.1.2. Бортовой ретранслятор должен находиться в номинальном режиме работы, при этом выходной каскад передатчика должен работать в режиме насыщения. Уровень сигнала на входе приемника, усиление ретранслятора, автоматическая регулировка усиления и автоматическое поддержание уровня на входе мощного усилителя должны иметь номинальные значения.

Измерения проводятся при отсутствии модуляции несущей частоты земной передающей станции

Уровень сигнала на входе приемника ретранслятора определяется расчетным путем или по результатам измерения амплитудной характеристики ствола ретранслятора, или по данным телеметрии. Определение ЭИИМ проводится в каждом стволе ретранслятора для всех возможных вариантов подключения ствола к передающим антеннам на частотах, выделенных для данной позиции КА на геостационарной орбите.

6.1.1.3. Схема измерений приведена на рисунке 1.

 

Рисунок 1. Схема измерений для определения ЭИИМ БРТК

 

Передатчик (Пер) передающей земной станции излучает на определенной несущей частоте немодулированный сигнал с мощностью, необходимой для создания номинального уровня сигнала на входе приемника бортового ретранслятора (БРТ). Передающая антенна земной передающей станции (Апер ЗС) и приемная антенна бортового ретранслятора (Апр) точно направлены друг на друга, и соответственно передающая антенна ретранслятора (Апер) и приемная антенна контрольной земной станции (Апр КЗС ) также направлены друг на друга

6.1.1.4. Для того, чтобы собственные шумы земной приемной станции не влияли на точность измерений, рекомендуется применять станцию с добротностью не менее 26-35 дБ/К. Сигнал от генератора сигналов (ГС) для сравнения по уровню мощности с принимаемым сигналом вводиться через направленный ответвитель (НО), устанавливаемый между антенной и конвертером (К). Рекомендуемое затухание ответвителя 26-30 дБ. На выходе конвертера включают делитель мощности (ДМ) через согласующий элемент СЭ, а затем для сравнения уровней сигналов включают средства измерений, которыми могут быть анализатор спектра (АС) или специальный измерительный приемник (ИП). Анализатор спектра рекомендуется применять с полосой пропускания не более 300 кГц.

6.1.1.5. После проверки  наведения антенны и режима работы ретранслятора производится расчет уровня принимаемого сигнала Рс по формуле:

 

РC дБВт=РГС дБВт-LНО дБ-LСЭ дБ                (1)

 

где Рс – уровень принимаемого сигнала, дБВт;

Ргс – уровень на выходе генератора сигналов, дБВт;

Lно – затухание направленного ответвителя, дБ;

Lсэ – затухание соединительных элементов между генератором и направленным ответвителем, дБ.

6.1.1.6. При использовании в качестве устройства сравнения анализатора спектра наблюдение уровней сигналов от БРТК и от генератора сигналов на экране блока анализатора спектра возможно одновременно, если частоту генератора незначительно расстроив относительно частоты сигнала БРТК. При использовании в качестве индикатора тюнера или измерительного приемника со стрелочным прибором необходимо антенну земной контрольной приемной станции отвести в сторону или выключить передатчик ретранслятора и выставить уровень мощности генератора по индикатору или стрелочному прибору, равный по величине уровню, принимаемому с БРТК.

6.1.1.7. Расчет ЭИИМ в дБВт производится по формуле:

 

ЭИИМ=РС дБВт-G АПР КЗС дБ+125,04+20lgf+10lg(1-0,2954 cosqcos Dj)    (2)

 

где G Апр КЗС – усиление приемной антенны контрольной земной станции на частоте измеряемого ствола, дБ (величина G указывается в паспорте);

f – средняя частота измеряемого ствола, МГц;

q - географическая широта места установки приемной контрольной земной станции, град;

Dj - разность географической долготы спутника и места установки приемной антенны.

Усиление приемной антенны контрольной приемной станции должно быть предварительно проверено по стандартной антенне рабочим персоналом. Вариант конструкции эталонной антенны приведен в Приложении А.

6.1.1.8. Если по каким-либо причинам передающую антенну бортового ретранслятора невозможно направить на приемную контрольную станцию, то полученный результат при расчете ЭИИМ следует увеличить на величину ослабления ЭИИМ в направлении на контрольную станцию.

Корректирующие коэффициенты, рассчитываются по диаграммам направленности антенны и зависят от точки прицеливания передающей антенны ретранслятора на борту, широты расположения контрольной приемной станции и разности долготы между ней и космическим аппаратом.

6.1.2. Определение добротности БРТК.

6.1.2.1. Определение добротности БРТК осуществляется с помощью оборудования на специальных контрольных приемной и передающей земных станциях способом измерения результирующего отношения сигнал/шум на приемной стороне линии "Земля-борт" - "борт - Земля", измерением отношения сигнал/шум участка "борт-3емля", последующим определением отношения сигнал/шум на входе приемника бортового ретранслятора и вычислением на основании полученных данных добротности. При этом учитывается затухание электромагнитных колебаний в свободном пространстве на конкретной частоте, ЭИИМ передающей контрольной станции и ее расположение на поверхности Земли относительно спутника. Для исключения влияния передающего оборудования КЗС на измерения рекомендуется использовать, отдельные приемную и передающую земные станции.

6.1.2.2. Приемная антенна бортового ретранслятора должна быть точно направлена на земную передающую станцию. Точка измерения мощности передатчика в волноводном тракте антенны должна соответствовать точке, относительно которой определялось усиление антенны, или должно приниматься во внимание затухание тракта между ними.

Бортовой ретранслятор должен находиться в линейном режиме, то есть мощность передатчика земной станции должна быть снижена, по крайней мере, на 6-9 дБ ниже той мощности, которая необходима для насыщения выходного каскада передатчика ретранслятора. Автоматические регулировки усиления и мощности должны быть выключены.

Измерения проводятся при отсутствии модуляции несущей частоты земной передающей станции. Измерения добротности проводят в каждом стволе ретранслятора для всех возможных вариантов подключения ствола к приемной антенне на частотах, выделенных для данной позиции КА на геостационарной орбите.

6.1.2.3. Схема измерений приведена на рисунке 2. Передатчик земной передающей станции излучает немодулированный сигнал с нестабильностью частоты не более ± 2×10-7, для чего на вход преобразователя "вверх" передатчика подается сигнал от кварцевого генератора (ГК) на частоте 70 МГц.

На вход приемника БРТК необходимо подать сигнал такой величины, чтобы ретранслятор находился в линейном режиме, то есть мощность его передатчика должна быть на 6-9 дБ ниже мощности насыщения. Это достигается уменьшением мощности передатчика земной контрольной станции.

Рисунок 2 – Схема измерения для определения добротности БРТК.

 

6.1.2.4. Измерить отношение сигнал/шум по анализатору спектра (АС), подключенному к конвертеру (К) приемной контрольной станции или по индикатору измерительного приемника (ИП).

Измерения рекомендуется проводить при достаточно больших отношениях сигнал/шум, так как практически удается измерить уровни, соответствующие либо мощности только шума, либо одновременно мощности шума и сигнала. Причем, при этом требуемая точность измерений должна быть 0,2 дБ при отношении сигнал/шум 13 дБ; 0,1 дБ при отношении сигнал/шум 16 дБ и 0,04 дБ при отношении сигнал/шум 20 дБ. Рекомендуется использовать анализатор спектра с полосой пропускания 300 кГц и измерительный приемник с полосой пропускания 100-400 кГц.

Вначале необходимо измерить отношение сигнал/шум в тракте приемной контрольной станции - r1, то есть отношение сигнал/шум на входе конвертера.

Затем измеряется отношение сигнал/шум на том же входе конвертера приемной КЗС - r2 при замене сигнала, принимаемого от БРТ, сигналом от генератора сигналов (ГС) того же уровня, для этого необходимо либо выключить передатчик земной контрольной станции, или отвернуть антенну земной приемной станции от направления на БРТ, или выключить передатчик ретранслятора.

При использовании в качестве сравнивающего устройства анализатора спектра наблюдение и измерение отношения сигнал/шум - r2 возможно одновременно, если частоту ГС незначительно расстроить относительно частоты принимаемого сигнала.

6.1.2.5. По данным измерений вычисляется отношение сигнал/шум на входе приемника ретранслятора (r0).

 

 

 

Добротность БРТК вычисляется по формуле

 

Q=10lgr0-ЭИИМзс-103,56+20lgf+10lg(1-0,2954соsqсоsDj )+10lgDF;      (3)

 

где q - географическая широта места установки приемной контрольной земной станции, град;

ЭИИМзс – эквивалентная изотропно-излучаемая мощность земной передающей станции в момент измерений, дБВт;

f – частота измеряемого ствола, МГц;

Dj - разность долготы спутника и места установки передающей контрольной земной станции, град;

DF – полоса пропускания измерительного приемника или анализатора, Гц.

Если по каким-либо причинам приемную антенну бортового ретранслятора невозможно направить на передающую контрольную земную станцию, то полученные результаты необходимо увеличить на величину ослабления сигнала аналогично 6.1.1.8.

6.1.2.6. Если приемопередающая часть бортового ретранслятора не может быть переведена в линейный режим и не может быть выключено АРУ, то рекомендуется следующий метод измерений отношения сигнал/шум.

Оценка отношения сигнал/шум производится на выходе тракта изображения. Для этого оборудование контрольной приемной земной станции дополняется тюнером (Т) и производится измерение эффективного значения взвешенного шума на выходе видео через взвешивающий фильтр (ФВ) с помощью милливольтметра (MB).

Измеряется напряжение шума U1 милливольтметром MB при работающей приемной, передающей станции и БРТК, при этом по АС на приемной КЗС отмечаем уровень сигнала.

Затем выключается бортовой ретранслятор или антенна приемной КЗС отводится от направления на БРТК, включается ГС на Пр КЗС и по АС выставляется уровень с ГС такой же, как был в предыдущем измерении.

Включается БРТ , Пр КЗС и Пер КЗС и постепенным изменением уровня мощности передатчика Пер КЗС добиваются такого соотношения между напряжением шума, чтобы U2=0,707UI, где U2 – напряжение шума на выходе ФВ, измеренное милливольтметром MB/

При этом достигается одинаковое отношение мощности сигнала к мощности шума на входе приемника бортового ретранслятора - r0 и на входе приемника контрольной земной станции r2.

Затем производится измерение отношения сигнал/шум r2 с помощью анализатора спектра или измерительного приемника, и рассчитывается добротность.

Для удобства наблюдения уровней сигнала на АС необходимо частоту ГС незначительно расстроить относительно частоты принимаемого сигнала.

6.1.3. Снятие диаграммы направленности антенны БРТР.

6.1.3.1. Снятие диаграммы направленности проводится с помощью оборудования на передающей и контрольных земных станций. Измерение диаграммы направленности возможно, если передающая антенна бортового ретранслятора перенацеливаемая.

Схема измерений для снятия диаграмм направленности БРТР приведена на рисунке 3

Рисунок 3 – Схема измерений для снятия диаграмм направленности приемной и передающей антенн БРТК

 

6.1.3.2. На вход преобразователя "вверх" передатчика (Пер ) подать сигнал от кварцевого генератора (ГК) и установить такую мощность этого передатчика, чтобы бортовой ретранслятор находился в режиме насыщения. При этом передающая антенна ретранслятора должна быть точно направлена на Пр КЗС.

6.1.3.3. В качестве индикатора при снятии диаграммы направленности используется анализатор спектра (АС) или специальный измерительный приемник (ИП), к выходу которого подключается самописец (С). Рекомендуется при измерениях применять специальный конвертер (К) со стабильным гетеродином (Гст) и подобрать такую ширину полосы пропускания анализатора, чтобы отношение сигнал/шум на ленте самописца было бы на 10-20 дБ выше ожидаемого усиления измеряемой антенны.

С помощью генератора сигналов (ГС), подключенного к направленному ответвителю (НО), провести градуировку самописца, для чего необходимо отвести передающую антенну ретранслятора сначала в положение "север-юг", а затем в положение "запад-восток" на угол, при котором принимаемый сигнал будет ниже уровня шума. Затем записать диаграмму направленности антенны в обеих плоскостях.

6.1.3.4. Измерение диаграммы направленности приемной антенны бортового ретранслятора производится методом, аналогичным изложенному. При этом бортовой ретранслятор должен находиться в линейном режиме, то есть его выходная мощность должна быть снижена на 6-10 дБ по отношению к мощности насыщения. Автоматические регулировки усиления и мощности на БРТ должны быть выключены. Приемная антенна ретранслятора должка быть точно направлена на передающую земную станцию.

Если выключение автоматической регулировки усиления на БРТ невозможно, ее действие исключается амплитудно-импульсной модуляцией передатчика введением в тракт передачи амплитудного модулятора (AM).

Модуляция несущей частоты передатчика должна быть такой, чтобы автоматическая регулировка не успевала срабатывать за время прохождения импульса. Частота повторения импульсов 25-30 Гц, длительность импульсов 0,5-1 мс. Постоянная времени самописца должна быть увеличена, чтобы он не реагировал на этот импульс.

6.1.4. Определение коэффициента усиления бортового ретранслятора осуществляется по схеме рисунка 1.

6.1.4.1. Бортовой ретранслятор находится в номинальном режиме работы. Производятся измерения мощности передатчика или ЭИИМ земной передающей контрольной станции и мощности сигнала на входе конвертера приемной контрольной станции по 6.1.1.

6.1.4.2 Расчетным путем определяется мощность сигнала на выходе и входе бортового ретранслятора и определяется Кус БРТ, дБ, по формуле

 

Кус изм=10lgPпр-10lgPпер-Gпр зс-Gпер зс-Gпр брт-Gпер брт+
+20
lgf пер+20lgf пр+20lg(1-0,2954cosqcosDj)+250,08      (4)

 

где Рпр – мощность сигнала на входе конвертера, Вт;

Рпер – мощность передатчика контрольной земной станции, подводимая к антенне, Вт;

Gпр зс – усиление антенны приемной контрольной станции, дБ;

Gпер чс – усиление антенны передающей контрольной земной станции, дБ;

Gпр брт – усиление приемной антенны бортового ретранслятора, дБ;

Gпер брт – усиление передающей антенны бортового ретранслятора, дБ;

fпер – частота измеряемого ствола линии "Земля - борт", МГц;

fпр – частота измеряемого ствола линии "борт - Земля", МГц;

q – географическая широта места установки контрольных станций, град;

Dj – разность долготы спутника и места установки контрольных станций, град.

6.1.4.3. Усиление бортовых антенн можно определить по снятым диаграммам направленности 6.1.3.

Приближенное значение усиления определяется из формулы

 

G=44,44-10lgj1×j2       (5)

 

где j1 и j2 – ширина диаграммы направленности антенны в градусах на уровне минус 3 дБ от максимума в двух взаимноперпендикулярных плоскостях.

Точное значение усиления может быть получено путем расчета по измеренным диаграммам направленности.

6.1.4.4. Следует иметь ввиду, что полученное значение коэффициента усиления определено между выходом приемной антенны и входом передающей антенны бортового ретранслятора, относительно которых снимались диаграммы направленности антенн. Поэтому при оценке полученного значения коэффициента усиления необходимо принимать во внимание затухание, вносимое приемным и передающим волноводными трактами.

Тогда Кус в дБ определяется по формуле

 

Кус=Кус изм+Lвх+Lвых               (6)

 

где Кус изм – измеренный коэффициент усиления ,дБ;

Lвх – затухание приемного волноводного тракта, дБ;

Lвых – затухание передающего волноводного тракта, дБ.

6.1.5. Измерение кроссполяризационной развязки.

6.1.5.1. Измерения с целью определения кроссполяризационной развязки передающей антенны бортового ретранслятора производятся по схеме рисунок 1.

Сначала проводится измерение уровня сигнала Р0 на приемной контрольной земной станции аналогично 6.1.1. при одноименной (согласованной) поляризации. Затем поляризация на контрольной станции меняется на противоположную и измеряется уровень принимаемого сигнала Р1.

Антенна приемной контрольной земной станции поворачивается вокруг оси излучения на 90° и измеряется уровень сигнала Р2

6.1.5.2. Полученная развязка рассчитывается по формуле

 

 

где g - кроссполяризационная развязка, дБ;

P0, Р1, P2 – в одинаковых единицах мощности.

6.1.6. Определение уровня внеполосных излучений БРТ.

6.1.6.1. Определение уровня внеполосных излучений бортового ретранслятора проводиться с помощью аппаратуры контрольной измерительной приемной земной станции и двух передающих земных станций двухчастотным методом. Ствол бортового ретранслятора загружается двумя сигналами, поступающими в eго приемную станцию от двух земных передающих станций, что позволяет исключить при измерении возникновение внеполосных излучений в передатчиках этих станций. Бортовой ретранслятор должен находиться в номинальном режиме (п.6.1.1.2.). Измерения внеполосных излучений проводятся для каждого ствола на частотах, выделенных для данной позиции КА на геостационарной орбите для одного из вариантов подключения антенн.

6.1.6.2. Схема измерений приведена на рисунке 4. Одна из передающих станций излучает на центральной несущей частоте ствола, для чего на вход преобразователя "вверх" подается сигнал на частоте 70 МГц от генератора (ГС1). Вторая передающая станция излучает на несущей частоте, которая меняется в пределах полосы одного ствола, для чего на вход преобразователя "вверх" передатчика этой станции подается сигнал от генератора (ГС2), частота которого регулируется в процессе измерений от 56 до 84 МГц. Мощность каждого передатчика на обеих станциях устанавливается ниже мощности насыщения передатчика бортового ретранслятора на 3 дБ. Уровень мощности контролируется по анализатору спектра (АС), включенному после конвертера на приемной станции. Передающие станции располагаются в зоне приема БРТК.

Рисунок 4 – Схема измерений уровня внеполосных излучений бортового ретрансляционного комплекса

 

6.1.6.3. Отношение мощности одной несущей Pf1 к мощности интермодуляционных продуктов Р(2f1-f2), возникающих вследствие нелинейности тракта бортового ретранслятора, определяется по формуле

 

 

где АВ.П.И. – уровень внеполосных излучений, дБ;

Рf1 – мощность первой несущей на центральной полосе ствола приемной КЗС;

Рf2 – мощность второй несущей, располагающейся в полосе ствола;

Pf1, Рf2 – выражены в одинаковых единицах мощности.

Измерение уровня внеполосных излучений осуществляется за полосой ствола в интервале от Fнec ± 14 МГц до Fнес ± 54 МГц. По мере увеличения расстройки частоты между генераторами ГС1 и ГС2 уровень второго генератора (ГС2) уменьшается на 1,25 дБ/МГц.

6.1.7. Измерение паразитных излучений.

6.1.7.1. Измерение паразитных излучений осуществляется по схеме рисунок 4. Все стволы ретранслятора,  кроме одного, загружаются сигналами немодулированных несущих. В свободном от немодулированных несущих стволе определяется уровень побочных излучений по анализатору спектра. В нем же определяется отношение размаха сигнала изображения к эффективному значению взвешенного шума аналогично 6.1.2.4.

6.1.7.2. Далее загружаются все стволы, кроме одного, несущей модулированной сигналами испытательной таблицы, а в свободный ствол подается немодулированная несущая. В свободном стволе определяется отношение размаха сигнала изображения к эффективному значению взвешенного шума аналогично 6.1.2.4. Для уменьшения влияния побочных излучений передатчиков земной станции рекомендуется сосредоточить все модулированные несущие на одной передающей станции ЗС1, а немодулированную несущую излучать с другой передающей станции ЗС2.

6.2.1. Измерения характеристик ствола бортового ретранслятора.

6.2.1.1. Измерение с целью исследования амплитудной характеристики производится по схеме рисунка 1. Измеряется уровень сигнала на входе конвертера приемной контрольной земной станции при работе передатчика бортового ретранслятора в режиме насыщения и мощность передатчика контрольной земной станции. Снимается зависимость уровня сигнала на входе приемника ЗС от мощности передатчика ЗС, мощность которого уменьшается с шагом 1-3 дБ.

Измерения проводятся отдельно при включенных и выключенных автоматических регулировках в бортовом ретрансляторе.

6.2.2. Измерения по выявлению продуктов интермодуляции в стволе бортового ретранслятора проводятся двухчастотным методом с помощью двух передающих и одной приемной контрольных земных станций. Каждый ствол бортового ретранслятора поочередно загружается двумя сигналами, поступающими на его приемную антенну от двух земных передающих станций, что позволяет исключить при измерениях возникновение продуктов интермодуляции в передатчиках этих станций, как если бы работала одна передающая станция.

Измерения продуктов интермодуляции проводятся для каждого ствола на частотах выделенных для данной позиции на геостационарной орбите, для одного из вариантов подключения антенн.

6.2.2.1. Схема измерений приведена на рисунке 4. Одна из передающих станций излучает сигнал на центральной несущей частоте ствола, для чего на вход преобразователя "вверх" передатчика подается сигнал от генератора сигналов на частоте 70 MГц. На вход преобразователя "вверх" передатчика второй станции подается сигнал, частота которого меняется от 56 до 84 MГц. Мощность передатчика устанавливается такой, чтобы уровень сигнала от каждого передатчика был бы на 10 дБ меньше мощности насыщения передатчика бортовою ретранслятора.

Уровень продуктов интермодуляции определяется на контрольной приемной земной станции по анализатору спектра включенному на выходе конвертера. Продукты интермодуляции определяются в контрольной полосе частот Fнес±14 МГц. Определяется отношение мощности первой несущей Рf1, к мощности интермодуляционных продуктов вида Р2f1-f2

 

 

где Аим – уровень продуктов интермодуляции, дБ;

Рf1 – мощность первой несущей в центре полосы пропускания;

Pf2 – мощность второй несущей, несколько сдвинутой относительно центральной частоты внутри полосы пропускания;

Р(2f1-f2) – мощность интермодуляционных продуктов;

Рf1, Pf2, Р(2f1-f2) – выражены в одинаковых единицах мощности.

6.2.3. Оценка АЧХ стволов бортового ретранслятора.

6.2.3.1. АЧХ каждого из стволов БРТ измеряется анализатором спектра по неравномерности уровня шумов на выходе конвертера приемной контрольной земной станции по схеме рисунка 1. При этом сигнал на входе бортового ретранслятора должен отсутствовать. Вначале по АС оценивается шумовая частотная характеристика на выходе конвертера при отведенной в сторону от космического аппарата приемной антенне или при выключенном бортовом ретрансляторе, потом при включенном бортовом ретрансляторе по АС оценивается суммарная шумовая характеристика БРТК и приемной КЗС.

АЧХ ствола бортового ретранслятора определяется как разность этих двух характеристик на выходе конвертера и суммарной шумовой характеристики.

6.2.3.2. Для точной оценки АЧХ на контрольных передающей и приемной земных станциях должно быть установлено специальное технологическое оборудование. Измерения проводятся по схеме рисунка 5. В состав технологического оборудования входит преобразователь '"вверх" (ПЧ-В ) частоты 70 МГц на частоты в диапазоне 17,3-18,1 ГГц на передающей станции; широкополосный малошумящий усилитель (МШУ) в диапазоне 11,7-12,5 ГГц; преобразователь "вниз" (ПЧ-Н) на частоту 70 МГц; технологический преобразователь – тест-транслятор (ТТ) с частот 17,3-18,1 ГГц на частоты 11,7 - 12,5 ГГц, подключаемый в тракт приема и передачи с помощью направленных ответвителей (НО).

6.2.3.3. Оценка АЧХ ствола осуществляется специальным измерителем АЧХ и ГВЗ (измеритель АЧХ/ГВЗ). Частотная характеристика определяется как разностная характеристика двух характеристик, полученных в шлейфах Пер ЗС-БРТР-Пр ЗС и Пер ЗС-ТТ-Пр ЗС при условии, что неравномерность АЧХ тест – транслятора существенно лучше, чем измеряемые величины. Стволы должны находиться в линейном режиме.

6.2.4. Определение неравномерности ГВЗ сигнала в стволе БРТК.

6.2.4.1. Определение неравномерности ГВЗ сигнала в стволе БРТК производится по схеме рисунка 5.

Стволы должны находиться в линейных режимах работы.

Рисунок 5 – Схема измерений АЧХ и неравномерности ГВЗ.

 

По прибору измеритель АЧХ/ГВЗ снимается характеристика ГВЗ сначала в шлейфе Пер КЗС-БРТК-Пр КЗС, затем в шлейфе Пер КЗС-ТТ-Пр КЗС при условии ,что неравномерность ГВЗ сигнала в тест – трансляторе (ТТ) существенно меньше измеряемых величин

Характеристика группового времени запаздывания (ГВЗ) сигнала в стволе бортового ретранслятора определяется как алгебраическая сумма снятых характеристик ГВЗ сигналов в шлейфах Пер ЗС-БРТК-Пр ЗС и Пер ЗС-ТТ-Пр ЗС

По вычисленной результирующей характеристике определяется неравномерность группового времени запаздывания в полосе 30 МГц

6.2.5. Измерение нестабильности частоты бортового ретранслятора.

6.2.5.1. Измерение нестабильности частоты бортового ретранслятора производится по схеме рисунка 6.

На вход усилителя мощности (УМ) передатчика передающей контрольной станции подается сигнал от стабильного генератора (Гст) на частоте одного из стволов(f пер ном).

Этот сигнал одновременно подается на технологический смеситель (СМ). С помощью частотомера (Ч1) измеряется частота генератора (Гст) – f пер ном , а с помощью частотомера (Ч2) определяется разностная частота fр=(fпер ном-fпр). Количество измерений fp и интервалы измерений определяются нормативными документами. Среди полученных измерений определяется fp макс и fp мин.

Нестабильность частоты бортового ретранслятора определяется как отношение изменения разностной частоты к частоте принимаемого сигнала по формуле

 

 

где N – нестабильность частоты бортового ретранслятора;

(fпер ном-fпр) – разностная частота, МГц;

fпр – реальная частота принимаемого сигнала, МГц;

fпp ном – частота принимаемого сигнала, МГц;

fпep ном – частота передающего сигнала, МГц.

Для уменьшения влияния эффекта Доплера на точность результатов рекомендуется производить измерения в области нахождения КА на максимальном удалении от геостационарной орбиты, так как в этом случае его скорость минимальна.

Рисунок 6 – Схема измерений нестабильности частоты
бортового ретранслятора

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(справочное)

 

Рупорная антенна с круговой поляризацией

 

В данном приложении приводится один из возможных вариантов стандартной антенны с круговой поляризацией для диапазона 11,7 – 12,5 ГГц. Антенна имеет усиление (23 ± 0,2) дБ на частоте 12,2 ГГц.

Конструктивно стандартная антенна состоит из конического рупора, поляризатора для создания круговой поляризации и волноводного перехода от круглого к прямоугольному волноводу.

На рисунке А.1 – А.4 приведены общий вид антенны, основные размеры облучателя и поляризатора.

Настройку поляризатора осуществляют винтами. Первоначальная длина винтов указана на рисунке. Более точной настройкой добиваются эллиптичности на выходе поляризатора не более 0,5 дБ. Настройку производят с помощью рефлектометра и измерителя КСВ и специального вращающегося пробника с детектором.

 

Рисунок А.1. – Общий вид антенны с круговой поляризацией.

 

 

Рисунок А.2. – Основные размеры рупорного облучателя

 

 

Рисунок А.3. – Структура кругового поляризатора

 

 

Рисунок А.4. – Основные размеры кругового поляризатора

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(справочное)

Перечень измерительных приборов

 

Наименование

Тип

Анализатор спектра

С4-60 (С4-85)

Генератор сигналов высокочастотный

Г4-78 (Г4-187)

Генератор сигналов высокочастотный

Г4-180 (Г4-187)

Генератор сигналов высокочастотный

Г4-109

Генератор сигналов

Г4-198

Генератор сигналов

Г4-164

Генератор сигналов

Г4-17А

Самописец

КСП-4

Милливольтметр

ВЗ-36 (ВЗ-52/1)

Милливольтметр

ВЗ-56

Частотомер электронносчетный

ЧЗ-63

Частотомер электронносчетный

ЧЗ-74

Частотомер электронносчетный универсальный

ЧЗ-66

Измеритель КСВН панорамный

Р2-84

Измеритель группового времени запаздывания

Ф4-15А

Ваттметр поглощаемой мощности

МЗ-51 (МЗ-90)

Примечание - Допускается использование других типов приборов, обеспечивающих рекомендованную точность измерений

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ В

(информационное)

Библиография

[1] Регламент радиосвязи.

[2] Отчет МККР, 1986

215-6 Системы радиовещательной спутниковой службы (звуковой и телевизионной)

[3] Стандарт МЭК 114-1. Методы измерений приемных антенн для спутникового вещания в диапазоне 12 ГГц.

Часть 1. Электрические измерения приемных антенн для непосредственного телевизионного вещания.

 

Ключевые слова: системы непосредственного спутникового телевизионного вещания, бортовой ретрансляционный комплекс, бортовой ретранслятор, контрольные земные станции приемные и передающие, основные параметры, методы измерений