История спутниковых систем связи

Одной и первых стран, начавших освоение ближнего космоса для нужд народного хозяйства и создания систем спутниковой связи, был Советский Союз. Для трансляции программ центрального телевидения в отдаленные районы страны и, в первую очередь, на азиатской части территории, в 1967 году была создана система спутниковой связи «Орбита» . Первые 20 наземных станций этой системы были сооружены в наиболее труднодоступных и отдельных городах страны. Это дало возможность смотреть передачи из Москвы более 20 млн. телезрителей.

Передача телевизионного сигнала осуществлялась при помощи искусственного спутника Земли (ИСЗ) « Молния-1». Период его обращения составлял 12 часов, плоскость орбиты наклонена относительно плоскости земного экватора на 63,4°, высота перигея 500 км, апогея - 40000 км. Обслуживание всей территории страны одним космическим аппаратом (КА), было возможно в течение 8 часов в сутки. Поэтому для обеспечения круглосуточной ретрансляции необходимо как минимум 3 КА.



Спутники « Молния-1» работали в диапазоне частот 800-1000 МГц. В 1971 году был запущен спутник «Молния-2», выведенный на ту же орбиту, что и «Молния-1», но работающий в международном спутниковом диапазоне частот 4-6 ГГц. Соответственно этому диапазону были переоборудованы все наземные станции «Орбита» и создана новая усовершенствованная станция «Орбита-2». Наземная приемная станция системы «Орбита» - сложное и дорогостоящее сооружение. Она располагается в круглом железобетонном здании, которое одновременно служит основанием антенной системы с отражателем диаметром 12 м. Антенна установлена на полноповоротном опорном устройстве. В связи с непрерывным движением спутника относительно приемной станции, антенна должна постоянно перемещаться, обеспечивая ориентацию на КА. Для этого она укомплектована устройством программного и ручного наведения. Приемное устройство для улучшения чувствительности содержит малошумящие охлаждаемые жидким азотом параметрические усилители, блоки усиления и преобразования сигналов изображения с частотной модуляцией в амплитудно-модулируемые блоки регенерации синхросигнала и т. д. В последствии дорогостоящие охлаждаемые параметрические усилители были заменены на транзисторные, введено 100% резервирование всех блоков и узлов и пр.

К 1982 году было задействовано 90 станций «Орбита». Их использование целесообразно для организации спутниковых систем связи и трансляции телевизионных программ в крупные населенные пункты. Для мелких населенных пунктов использования станций «Орбита» экономически невыгодно. В этих условиях необходимы более простые и дешевые системы. В настоящее время станции системы «Орбита» функционируют в качестве резервной системы магистральной и внутризоновой связи.

Для обеспечения малонаселенных районов телевизионным вещанием необходимы более простые и дешевые наземные приемные станции. Для достижения этой цели необходимо использовать ретранслятор повышенной мощности, что позволяет упростить приемное устройство и использовать КА, находящийся на геостационарной орбите. Геостационарная орбита имеет форму окружности, лежащей в плоскости экватора Земли, с высотой над ее поверхностью 35875 км, направление вращения спутника совпадает с направлением вращения Земли, а период обращения спутника равен 24 часам. Следовательно, для неподвижного наблюдателя на земной поверхности спутник кажется неподвижным, зависшим в строго определенной точке небосклона. Это в свою очередь исключает необходимость непрерывного слежения приемной антенной за КА.

Такой новой системой спутникового телевидения стала система «Экран», созданная в СССР в 1976 г. Первый спутник этой системы был запущен на геостационарную орбиту 26 октября 1976 года. Зона обслуживания около 9 млн. км2 (почти 40% территории СССР) охватила районы Сибири,
Крайнего Севера и частичного Дальнего Востока. Для ретрансляции телевизионного сигнала использовалась полоса частот 702-723 МГц, мощность ретранслятора 200 Вт.



В качестве приемных устройств применялись:

• « Экран-КР-10»— предназначен для обслуживания цветным телевизионным вещанием крупных поселков путем формирования стандартного телевизионного сигнала мощностью 10 Вт на частоте одного из метровых каналов с излучением сигнала в эфир. Радиус действия составляет 6-7 км.

• «Экран-КР-1» отличается пониженной мощностью передатчика, которая составляет 1 Вт, радиус действия 2-2,5 км.

• «Экран». По сути является простым абонентским приемником. Формирует телевизионный сигнал по 1 или 4 каналу с амплитудой 1 В для подачи через кабельную сеть до8 телевизоров.

В 1979 году введена в эксплуатацию система прямого распределения телевизионных программ «Москва», работающей через геостационарный спутник «Горизонт». Использование на стационарном КА передатчика повышенной мощности и антенны с узкой диаграммой направленности позволило существенно упростить и удешевить приемную станцию системы «Москва», по сравнению со станцией «Орбита», удалось уменьшить наиболее громоздкую часть станции - антенную систему и перейти от антенн с диаметром зеркала 12 м к антеннам диаметра 2,5 м.



В 1989 году начала работать система «Москва - Глобальная» , обеспечивающая прием отечественных телевизионных программ на территории практически всех стран мира.

Использовался КА «Горизонт» с антенной и широкой диаграммой направленности, это обеспечило расширение зоны приема до максимально возможной, вследствие этого пришлось увеличить приемную антенну до 4 метров для сохранения качественных показателей.