Посвящение в радиоэлектронику - Страница 95
Телевидение проникает в отдаленные уголки страны.
Первый спутник «Экран» был запущен 26 октября 1976 года на геостационарную орбиту. К этому времени уже была развернута опытная сеть из 60 приемных установок. Для системы «Экран» был выбран диапазон частот около 700 МГц, что по расчетам обеспечивало минимум стоимости системы. В приемных установках этого диапазона можно использовать недорогие транзисторные усилители и простые многоэлементные антенны типа «волновой канал». Спутник «Экран» оснащен передатчиком с огромной выходной мощностью: 200 Вт, что позволило получить высокое качество изображения при использовании простых приемных установок. Огромная раскрывающаяся в космосе антенна спутника содержит 96 спиральных излучателей, формирующих требуемую диаграмму направленности. Высоконаправленная антенна решает и еще одну задачу: уменьшает до допустимого значения уровень сигнала на территории сопредельных государств, использующих диапазон 700 МГц для наземного телевизионного вещания, и таким образом устраняет взаимные помехи.
Энергетическая установка спутника «Экран» включает панели солнечных батарей большой площади, обеспечивающие мощность до 2 кВт. Специальная трехосная система стабилизации и ориентации спутника с высокой точностью удерживает его в заданном положении относительно Земли и обеспечивает ориентацию диаграммы направленности антенны на зону обслуживания.
Для системы «Экран» разработаны приемные установки двух типов. Более сложная установка, предназначенная для сравнительно больших населенных пунктов, комплектуется синфазной антенной системой из 32 антенн типа «волновой канал». Супергетеродинный приемник и устройство демодуляции принятых сигналов выполнены в виде одной стойки (небольшого шкафа) размерами 140х70х34 см. Вся аппаратура собрана на транзисторах. Демодулированный сигнал подается на местную телевизионную станцию или ретранслятор.
Установки второго типа заметно проще. Они предназначены для подачи телевизионного сигнала на маломощный ретранслятор, в кабельную сеть, подобную сети коллективной телевизионной антенны. В них применяются антенные системы, состоящие всего из четырех антенн типа «волновой канал» (каждая антенна содержит рефлектор, активный вибратор из 30 директоров). Малогабаритный транзисторный приемник переносит спектр сигнала с принятой частоты диапазона 714 ± 12 МГц на частоты одного из стандартных телевизионных каналов, а также преобразует частотную модуляцию сигнала, используемую в спутниковом телевидении, в амплитудную, которая применяется в обычном наземном телевизионном вещании. Как видим, приемное устройство спутникового телевидения получилось достаточно компактным.
Система «Экран» оказалась весьма эффективным средством телефикации Сибири и Крайнего Севера СССР. Но использование ее в других районах страны невозможно, так как привело бы к созданию недопустимо больших помех наземным телевизионным средствам соседних государств. В связи с этим потребовалось создать аналогичную по простоте спутниковую систему подачи программ телевизионного вещания на некоторые области Урала, Средней Азии и Дальнего Востока.
Такая система была разработана и в 1979 году введена в действие. Система «Москва» работает в диапазоне 4 ГГц (длина волны 7,5 см) с геостационарными спутниками серии «Горизонт». Бортовой передатчик мощностью 40 Вт в сочетании с высоконаправленной антенной создает достаточно высокую напряженность поля у поверхности Земли, а благодаря высокой направленности антенны ослабляются помехи на соседних с зоной обслуживания территориях. Для приема телевизионного сигнала со спутника «Горизонт» требуется наземная антенна со сравнительно небольшим диаметром зеркала (всего 2,5 м). На входе приемника устанавливают неохлаждаемый параметрический усилитель, а все остальное приемное оборудование размещают в одной небольшой стойке. Для его размещения не требуется строительства специальных зданий.
Система «Москва» позволяет передавать один канал изображения с высоким качеством и два канала звукового сопровождения. Для охвата всей территории страны в системе используется четыре геостационарных спутника «Горизонт», размещенные в разных точках. Чисто приемных пунктов системы уже превысило 300 и продолжает быстро увеличиваться. Высвободившиеся станции системы «Орбита» используют для приема второй Общесоюзной телевизионной программы, ретранслируемой спутниками «Молния» и «Горизонт».
Телевизионные сигналы на спутники-ретрансляторы подаются с наземного передающего пункта. Для спутника «Экран», например, наземный пункт, расположенный в Подмосковье, оборудован антенной диаметром 12 м и передатчиком мощностью 5 кВт. Передача на спутник ведется в диапазоне 6200 МГц методом частотной модуляции с девиацией частоты ±9 МГц. Наземный пункт связан радиорелейной линией с Общесоюзным телевизионным центром в Останкине.
Особый интерес представляет использование спутников для телефонной и телеграфной связи. Установлено, что объем информации, которую нужно передавать оперативно и с высокой достоверностью, возрастает примерно пропорционально квадрату объема промышленного производства. Число телефонных разговоров также катастрофически растет. Линии проводной связи давно уже не вмещают всей массы информации, на КВ ее тоже уже не передашь, остаются УКВ. Радиорелейные линии с ретрансляторами через каждые 30…50 км отчасти решают проблему, но тянуть радиорелейную линию до Владивостока очень дорого, а до Петропавловска-Камчатского — практически невозможно: надо огибать Охотское море по малонаселенным местам с первозданной природой и суровым климатом. Спутник связи ретранслирует передачу только один раз, и, пожалуйста, готова линия связи Москва — Петропавловск-Камчатский!
Внутрисоюзная система спутниковой связи обеспечивает магистральную связь между крупными промышленными, административными и культурными центрами, а также передачу центральных программ радиовещания и изображений газетных полос из Москвы в различные города и пункты страны. В системе используют те же спутники, что и для ретрансляции телевизионных программ: «Радуга», «Горизонт» и «Молния». Земная ость системы связи содержит базовые станции, оснащенные антеннами диаметром 25 м. Они расположены в районе Москвы и Комсомольска-на-Амуре. Через них организован «космический мост» емкостью 240 двусторонних телефонных каналов между западными и восточными районами страны. Телефонные сообщения передаются цифровыми методами с использованием импульсно-кодовой модуляции. Пропускная способность высокочастотного ствола спутникового ретранслятора составляет 40 Мбит/с, что соответствует примерно 600 телефонным каналам. Через один ствол может одновременно работать до 36 наземных станций. Большинство наземных периферийных станций организовано на базе приемных телевизионных станций системы «Орбита».
Некоторые земные станции связи работают через спутники «Горизонт» с использованием аппаратуры «Группа», обеспечивающей передачу в цифровой форме группы из восьми телефонных каналов со скоростью 512 кбит/с. При этом общее число групп, передаваемое в одном стволе, достигает 24, что соответствует пропускной способности ствола около 200 телефонных каналов. Спутник «Горизонт» позволяет работать одновременно в шести стволах.
Велики успехи нашей страны в области создания международных спутниковых систем связи. 15 ноября 1971 года представители девяти социалистических государств: Болгарии, Венгрии, ГДР, Кубы, Монголии, Польши, Румынии, Советского Союза и Чехословакии подписали соглашение о создании международной организации «Интерспутник». Она предназначена для удовлетворения потребности стран в обмене телевизионными и радиовещательными программами, телефонно-телеграфными сообщениями и другими видами информации с помощью системы космической связи. Впоследствии членами «Интерспутника» стали Социалистическая Республика Вьетнам, Народная Демократическая Республика Йемен и Демократическая Республика Афганистан.