Транспондеры на спутниковую антенну в системах радиочастотных коммуникаций

Транспондер (ретранслятор) представляет собой устройство беспроводной спутниковой связи, которое принимает, усиливает, модулирует сигналы в реальном времени, в автоматическом режиме на определенных частотах.

Ретранслятор выступает одним из передающих модулей, находящихся на спутнике. Такой блок предназначен для повторной передачи сигналов, поступающих на большие площади поверхности Земли от наземных спутниковых станций.

Спутник снабжен определенным количеством транспондеров для вещания в различных диапазонах частот. Ретранслятор внешне напоминает электронную схему, оснащенную антеннами. Функция сжатия цифровых данных дает возможность одному транспондеру расширять функционал одной несущей частоты.

Стандартная ширина передаваемой транспондером полосы пропускания, составляет 36−72 МГц и может быть поделена на несколько десятков каналов, настройка которых производится удаленно с Земли. Типовая мощность излучения ретранслятора не превышает 100 Вт.

Устройство составляют следующие основные элементы:

● Дуплексер — полосовой двусторонний фильтр, разделяющий частоты и организующий радиосвязь с тарелкой;

● Малошумящий усилитель — делает сильнее принимаемый слабый сигнал;

● Процессор управления — преобразует принимаемый сигнал, снижая его частоту;

● Усилитель мощности — увеличивает мощность сигнала, преобразованного со снижением частоты, до номинального уровня.

Существует два основных типа подобных устройств:

Такой ретранслятор работает с сигналом СВЧ-спектра. Он перестраивает частоту сигнала на входе в RF‑частоту, после чего увеличивает ее. Подобный транспондер используется для повторной передачи цифровых или аналоговых сигналов.

Устройство такого типа обладает всеми параметрами транспондера изогнутой трубы, но кроме этого преобразует частоту, повышает мощность сигнала, выполняет демодуляцию спектра частот, восстановление, модуляцию сигнала.

Ретранслятор работает следующим образом: спутниковый сигнал, сконцентрированный на антенне транспондера, отражается от зеркала и направляется к определенной цели — приемной тарелке пользователя. После этого осуществляется передача сигнала на ресивер, который преобразовывает его до воспринимаемого источником трансляции.

Таблица ретрансляторов используется для настройки спутникового ресивера или другого приемного устройства на прием сигнала с какого‑либо конкретного спутника. Ее можно взять из последних печатных изданий по данной теме или интернета.

Существует несколько основных параметров транспондера, которые учитываются при изучении и чтении таблицы.

Отражает количество колебаний, совершаемых сигналом в единицу времени, стандартно составляющего 1 секунду. Измеряется в герцах (Гц). Данный параметр используется для определения необходимого вида конвертера.

Поляризация показывает тип направленности электромагнитной волны, которую транслирует спутниковая антенна. Используется для определения необходимого типа конвертера.

Различают два основных вида поляризации:

1. Линейная (направления компонентов электрического и магнитного поля постоянны):

● Вертикальная (электрическое поле находится перпендикулярно поверхности Земли);

● Горизонтальная (электрическое поле проходит горизонтально поверхности Земли).

2. Круговая (распределение сигнала происходит в двух плоскостях — вертикальной и горизонтальной, но происходит сдвиг фазы на 90°).

Характеристика, указывающая на плотность информационного потока в спутниковом сигнале, измеряемая килобитами/сек. Чем больше символьная скорость транспондера, тем больше информации он может передать.

Требуется для настройки ресивера. Алгоритм FEC восстанавливает потерянные пакеты данных по резервной информации, отправляемой с основными данными с применением метода обратного расчета. Такая информация определяется при отправке базовых данных. Она встраивается в отправляемый поток для дальнейшего восстановления данных в случае потери какого-либо пакета. FEC может иметь значения: ½, ¾, 5/6 и т.д.

Вид кодировки обязательно учитывается, если у ретранслятора имеется какое-либо шифрование сигнала. Имеющийся ресивер должен поддерживать данную кодировку, чтобы расшифровать идущие от транспондера данные. Аббревиатура FTA (Free to Air) в таблице означает бесплатный транспондер открытого типа без кодирования сигнала.

Производится с помощью имеющейся таблицы транспондеров и осуществляется пошагово:

● Определение и выбор нужного спутника;

● Настройка спутниковой тарелки, поиск сигнала, определение его качества;

● Выбор необходимой частоты из таблицы;

● Внесение данных символьной скорости, FEC, названия канала, вида кодировки;

● Настройка транспондера с использованием имеющейся информации.

Радиочастотная идентификация представляет собой современную технологию, используемую для распознавания объектов. Она основана на применении электромагнитного радиочастотного излучения, необходимого для автоматического считывания и записи данных на устройство.

Транспондер в подобных системах выступает как RFID‑метка, которая состоит из микрочипа, хранящего необходимую для идентификации информацию, а также антенны, работающей как приемо‑передающее устройство.

Подобный метод распознавания используется авиацией с целью предотвращения столкновений, а также радарными системами.