Системы спутниковой связи
Реферат - Радиоэлектроника
Другие рефераты по предмету Радиоэлектроника
ической энергии от системы батарей к полезной нагрузке; обеспечение (если предусмотрено) возможности работы в тенях. Основные части ИСЗ следующие: собственно конструкция; система терморегулирования; система регулирования положения и орбиты (т. е. система стабилизации ИСЗ на геостационарной орбите); система определения дальности (командная и телеметрическая); апогейный двигатель. Конструкция ИСЗ должна выдерживать статические и динамические нагрузки, возникающие при запуске ракеты-носителя; статические и динамические нагрузки, вызванные пуском апогейного двигателя и различного рода орбитальные возмущения.
Динамические нагрузки, вызываемые работой стартовой установки, очень велики и состоят из механических и акустических ударов и вибраций, связанных с работой двигателя и возникающих в процессе движения.
Обычно конструкция ИСЗ условно делится на две части: главную и вспомогательную (или обеспечивающую).
Главную конструкцию, или корпус, на ИСЗ выполняют из легких алюминиевых сплавов, она содержит простую оболочку цилиндрической или конической формы с рамой или ребрами жесткости и различные фасонные опоры и перекладины для ячеистых панелей и плоскостей антенн и других устройств.
Вспомогательная конструкция (платформа) включает в свой состав, например, панели солнечных генераторов (батарей) и антенных рефлекторов, и выполняют ее обычно из сложных материалов (например, угольное волокно, эпоксидная резина) высокой жесткости и с низким коэффициентом расширения, с одновременным учетом минимизации массы и в совокупности со стойкостью и способностью сохранить размеры при значительных перепадах температур.
Система терморегулирования поддерживает температуру ИСЗ в пределах, подходящих для нормального функционирования ПН, и другой, обеспечивающей функционирование ИСЗ на орбите, аппаратуры.
В космосе теплопередача происходит главным образом в результате излучения в вакуум. Для приборов ИСЗ она происходит через их конструктивную связь с внешними излучающими радиаторами, постоянная освещенность которых сильно ограничивает емкость теплопередачи. Внешние источники тепловой энергии, воздействующие на ИСЗ, это тепловое излучение Солнца и Земли, а также отраженная от освещенной части Земли солнечная радиация (альбедо). Эти воздействия имеют различные спектральные и геометрические характеристики и поэтому по разному поглощаются (воспринимаются) поверхностью спутника.
Для геостационарных ИСЗ тепловая окружающая обстановка определяется следующими условиями: земной тепловой поток и альбедо незначительны; максимальная продолжительность периодов тени доходит до 70 мин/сутки; северная и южная стороны ИСЗ попеременно находятся в тени (до шести месяцев в году) и освещаются Солнцем на относительно низких углах (до 23 для других шести месяцев); в случае трехосной стабилизации боковые стороны ИСЗ по разному освещаются Солнцем в течение суток.
Кроме того, полезная нагрузка состоит, как правило, из подсистем с сосредоточенным (локализованным) тепловыделением (например, мощные усилители на ЛБВ, клистронах и т. п.).
Решение задач терморегулирования в трудных условиях обеспечивают принятые специальные конструктивно-технологические меры, а именно: использование жесткозакрепленных оптических солнечных отражателей, специальных материалов для создания легких поверхностей с высокой теплопроводностью (бериллий, магний), методов специального теплового кондиционирования для южной и северной сторон, в некоторых случаях ЛБВ с коллектором прямого излучения и/или с помощью тепловых труб и ограничение температурных перепадов на антеннах путем использования специальных покрытий.
Ещё одной важной характеристикой спутника является срок его службы, его увеличение, достигнутое за последние годы, обусловлено внедрением твердотельных схем и усилителей, многократным дублированием (резервированием) ЛБВ и клистронов выходных устройств, появлением водородно-никелевых аккумуляторов и совершенствованием системы удержания ИСЗ на орбите.
Последнее стало возможным благодаря появлению двухкомпонентного топлива и электротермических корректирующих двигателей. Создание ионных двигателей позволит еще более повысить срок службы спутников (вплоть до 20 лет), одновременно уменьшая массу системы коррекции.
Внедрение перечисленных выше технических усовершенствований в технику ИСЗ уже сегодня привело к существенному увеличению времени его нахождения на орбите. Сейчас срок службы ИСЗ в первую очередь ограничивается износом систем коррекции орбиты и энергоснабжения, что объясняется деградацией солнечных элементов и потерей емкости аккумуляторов. За последние 20 лет срок службы спутников возрос с 18 месяцев до 3...5 лет, а потом и до 7 лет. Намечается переход к эксплуатации спутников с 10-летним жизненным циклом.
Основным элементом спутника является бортовой ретранслятор (БРТР) радиотехническое приемопередающее устройство, устанавливаемое на ИСЗ и предназначенное для приема сигналов от передающей земной станции (одной или нескольких), их усиления и дальнейшей передачи в направлении приемной земной станции (одной или нескольких). Большинство спутников связи и вещания представляет собой многофункциональные устройства, содержащие по несколько трактов (или стволов), подключенных к нескольким антеннам. Возможны следующие варианты построения схемы одного ствола с учетом характера преобразования принимаемого сигнала.
БРТР ге?/p>