Взаимовлияние параметров наземного терминала для радиолиний с низкоорбитальными спутниками связи
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2025-3-84-103Ключевые слова:
следящие направленные антенны, Низкоорбитальный спутник связи, наведение луча антенны по углам азимута и высоты, радиолинияАннотация
Рассмотрены свойства радиолиний для создания эффективных систем сопровождения низкоорбитальных спутников связи наземными следящими антеннами с точки зрения инженерной разработки наземного терминала. Для этого сначала в качестве исходных данных приводится общая характеристика современных низкоорбитальных спутников и их сигналов для приема наземными антеннами. Далее в качестве объектов исследования обсуждаются характеристики наземных направленных антенн, используемых для организации каналов радиосвязи связи с низкоорбитальными спутниками. Среди них - параболические антенны, антенные решетки и компактные проволочные направленные антенны для низкочастотного радиодиапазона. Чтобы удерживать низкоорбитальные спутники связи в поле антенны, обсуждаются варианты построения систем наведения наземных антенн. Среди них выделены: программное наведение, суммарно-разностный метод наведения для крупногабаритных антенн и метод конического сканирования для малогабаритных антенн. Показано, что большая изменяемость дальности радиолинии «наземная антенна - низкоорбитальный спутник связи» потребует добавления модуля управления мощностью передатчика во время проведения сеансов радиосвязи. Проанализирована связь диаметров созданных параболических антенн с радиодиапазонами их работы. Рассмотрен обоснованный выбор угловых скоростей наведения наземной антенны на низкоорбитальные спутники связи. Проанализирована задача согласования мощности радиопередатчика с сигнально-кодовыми конструкциями радиолиний. Обсуждается выбор параметров наземной следящей антенны для обеспечения эффективной радиосвязи с низкоорбитальными спутниками связи. В заключение приведены важные практически проверенные пропорции и значения параметров для современных наземных терминалов. По своему смыслу предлагаемая статья является подготовкой к построению детализированной имитационной модели следящей антенны, что позволило ограничиться понятными упрощенными теоретическими зависимостями, которые тем не менее наглядно показывают роли и взаимосвязи основных параметров таких систем радиосвязи с контурами активного наведения.Библиографические ссылки
Пехтерев С. В., Макаренко С. И., Ковалевский А. А. Описательная модель системы спутниковой связи Starlink // Системы управления, связи и безопасности. 2022. № 4. С. 190-255.
Чепурнов П. А., Мишуков А. Н., Яковлев Р. С. Общая описательная модель низкоорбитальной многоспутниковой системы широкополосной связи ONEWEB // Информация и космос. 2022. № 3. С. 46-56.
Киченко А. Н., Савельев А. В., Шишаков К. В. Анализ сигнально-кодовых конструкций в задачах повышения энергетической скрытности радиолиний // Интеллектуальные системы в производстве. 2020. Т. 18, № 4. С. 11-20.
Бондарь А. А., Авдеев К. В. Особенности помехоустойчивого декодирования в системах мобильной связи // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. 2022. Т. 191, № 6. С. 40-45.
Скляр Б. Цифровая связь, теоретические основы и практическое применение / пер. с англ. Е. Г. Грозы. М. : Вильямс, 2004. 1104 с.
Бобков В., Званцугов Н. Готовые решения для наземного сегмента ССС «Экспресс-РВ» // Специальный выпуск «Спутниковая связь и вещание - 2020». С 34-35.
Балашов Е. Г., Сенцов А. А. Моделирование движения диаграммы направленности антенны при коническом сканировании в условиях угловых эволюций носителя // Электронный журнал «Труды МАИ». 2024. № 135 [Электронный журнал]. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=179697 (дата обращения: 15.06.2025).
Многолучевые облучатели моноимпульсного типа для следящих антенн спутниковой связи / В. Бобков, Н. Званцугов, А. Бобков, М. Голубцов, А. Будкин // Специальный выпуск «Спутниковая связь и вещание - 2023». С. 44-47.
Мнушка О. В. Системы управления позиционированием и слежением мобильных спутниковых антенных установок // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2013. № 5/9 (65). С 39-45.
Design, modeling and control of a satcom antenna terminal, 2019, 126 p. [Электронный ресурс]. URL: http://etd.lib.metu.edu.tr/upload/12624775/index.pdf (дата обращения: 15.06.2025).
Пыхов Ю. А., Яковлева С. Ю. Построение схем коррекции с использованьем траекторных фильтров в системе управления электронным и электронно-механическим позиционированием антенного луча при автосопровождении спутника-ретранслятора с борта поезда // Радиотехника (Журнал в журнале). 2012. № 11 (Радиолокация и связь. № 14). С. 16-26.
Пыхов Ю. А. Исследование комбинированных схем коррекции в системе автосопровождения коммуникационного спутника с борта поезда // Электронный журнал «Труды МАИ». 2011. № 45 [Электронный ресурс]. URL: https://mai.ru/science/publications/publish/# (дата обращения: 15.06.5025).
Бобков В., Званцугов Н. «Технологии Радиосвязи - 2020». Работа на перспективные проекты // Специальный выпуск «Спутниковая связь и вещание - 2020». С. 42-44.
Бобков В., Званцугов Н. Антенные системы SONV (Satcom-On-The-Move) ООО «Технологии Радиосвязи» // Специальный выпуск «Спутниковая связь и вещание - 2019». С 42-44.
Верба Б. П., Мосунов Д. Г., Шишаков К. В. Проектирование антенны диапазона 230-280 МГц: моделирование основных параметров, исследование ШСУ различных типов // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2018. № 3. С. 149-154.
Поворотные антенны и АФАР - взаимовлияние, конкуренция и место на рынке / В. Бобков, Н. Званцугов, А. Бобков, М. Голубцов // Специальный выпуск «Спутниковая связь и вещание - 2024». С 57-61.
Бобков В., Званцугов Н., Бобков А. Комплексы на базе малогабаритных опорно-поворотные устройств ООО «Технологии радиосвязи» // Специальный выпуск «Спутниковая связь и вещание - 2025». С 54-56.
Миляев П. В., Калинин Ю. Н., Савченко Д. И. Современные методы и средства измерения радиотехнических характеристик антенн // Альманах современной метрологии. 2019. № 2 (18). С. 133-157.
Романов П. В., Чони Ю. И., Романов А. Г. Электронная стабилизация лучей спутниковой системы связи при использовании разреженной сетки наземных маяков. Обзор // Журнал радиоэлектроники. 2020. № 2 [Электронный ресурс]. URL: http://jre.cplire.ru/jre/feb20/4/text.pdf (дата обращения: 15.06.2025).
Макаренко С. И. Помехозащищенность наземных абонентских терминалов системы спутниковой связи Starlink // Системы управления, связи и безопасности. 2023. № 2. С. 81-101.
Мордачев В. И., Ционенко В. И. Оценка электромагнитной совместимости низкоорбитальных группировок спутниковой связи с наземными радиосистемами // Доклады БГУИР. 2024. Т. 22, № 6. С. 52-61.
Самойлов А. Г., Самойлов В. С., Насир С. А. Х. Особенности распространения радиоволн на радиолиниях «космический аппарат - земная станция» // Проектирование и технология электронных средств. 2021. № 4. С. 21-27.
Методика расчета энергетического запаса радиолинии «космический аппарат - станция» / Г. А. Ерохин, В. И. Мандель, Ю. А. Нестеркин, А. П. Струков // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2018. № 1. С. 6574.
Анпилогов В. Р. Уровни сигналов и помех при совместной работе сетей LPWAN и низкоорбитальной спутниковой системы M2M/IoT // Cпециальный выпуск «Спутниковая связь и вещание - 2018». С. 72-78.
Оценка отношения сигнал/шум в спутниковых системах связи / А. А. Силаньтев, В. Г. Патюков, Е. В. Патюков, В. А. Шатров // Журнал радиоэлектроники. 2015. № 3. С. 1-12.
Абламейко С. В., Саечников В. А., Спиридонов А. А. Спутниковые системы связи. Минск : БГУ, 2012. 147 с.
George Sebestyen, Steve Fujikawa, Nicholas Galassi, Alex Chuchra (2018) Low Earth Orbit Satellite Design. Springer, 313 p.
Управление радиочастотным спектром и электромагнитная совместимость радиосистем / под ред. М. А. Быховского. М. : Эко-Трендз, 2006. 376 с.
Меньшикова Л. В., Найденова Д. М. Мониторинг радиочастотного спектра сети спутниковой связи, охватывающей всю территорию Российской Федерации: особенности практики территориально распределенного решения // Информационно-технологический вестник. 2022. № 4. С. 119-135.
Пашинцев В. П., Чипига А. Ф., Анзин И. В. Энергетическая скрытность низкоорбитальной системы спутниковой связи при произвольном удалении приемника радиоперехвата // Системы управления, связи и безопасности. 2018. № 4. С. 122-135.
Оценка энергетических характеристик радиолиний перспективных систем спутникового широкополосного доступа для аэромобильных абонентов / А. В. Нестеров, А. А. Лелюх, Г. В. Куликов, Н. С. Гавриков // Журнал радиоэлектроники [Электронный ресурс]. 2019. № 1. С. 1-12. URL: http://jre.cplire.ru/jre/jan19/11/text.pdf (дата обращения: 15.06.2025).
Нгуен Дык Ань. Оценка энергетики абонентских радиолиний и информационной емкости спутниковой низкоорбитальной системы интернета вещей // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2021. Т. 15, № 11. С. 32-39.
Малышонков И. О., Шишаков К. В., Савельев А. В. Наведение наземной антенны на спутник связи с круговой орбитой // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2025. Т. 28, № 2. С. 76-87.
Зинкин С. В. Теоретические обоснования методов снижения ближнего бокового излучения антенн для земной станции спутниковой связи // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2024. Т. 27, № 2. С. 70-75. DOI: 10.22213/2413-1172-2024-2-70-75
Многолучевые антенны для систем радиолокации и связи. Журнал радиоэлектроники / А. В. Шишлов, Б. А. Левитан, С. А. Топчиев, В. Р. Анпилогов, В. В. Денисенко. 2018. № 7 [Электронный ресурс]. URL: http://jre.cplire.ru/jre/jul18/6/text.pdf (дата обращения: 15.06.2025).
Анпилогов В. Р. О серийности и себестоимости абонентских терминалов спутниковой системы широкополосного доступа // Технологии и средства связи. 2023. № S1. С. 36-41.
Проблемы создания антенн c электрическим сканированием луча для абонентских терминалов спутниковых систем связи в Ku- и Ka-диапазонах В. Р. Анпилогов [и др.] // Первая миля. 2019. № 3. С. 16-27.
Yung K.L., Ip A.W.H., Fatos Xhafa, Tseng K.K. (2022) IoT and Spacecraft Informatics (Aerospace Engineering). Elsevier, 2022, 376 p.
Спутниковые системы связи и вещания. 2021. № 2 (дополнение к выпуску). Перспективные проекты систем связи и вещания. Спутниковые платформы. 116 с. [Электронный ресурс]. URL: http://radiotec.ru/uploads/articles/Дополнение%20СССВ%202021-2.pdf (дата обращения: 15.06.2025).
Щеглов Г. А., Таратонкина В. С. Оценка проектных параметров группировки спутников интернета вещей на предельно низких орбитах // Инженерный журнал: наука и инновации. 2024. Вып. 8. С. 1-15.
Урличич Ю. М. Анализ низкоорбитальных спутниковых систем широкополосного доступа на примере развития Starlink // Электросвязь. 2024. № 7. С. 14-19.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 Илья Олегович Малышонков, Константин Валентинович Шишаков
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
