100 лет радио - Мигулина В.В.
ISBN 5-256-01228-2
Скачать (прямая ссылка):
В то же время не следует считать полет "Фобосов" полностью неудачным, так как практически все эксперименты по изучению Марса были выполнены, в том числе впервые были полечены тепловые карты высокого разрешения для обширных районов поверхности, уточнены фигура и орбита Фобоса, а также была проведена реальная отработка систем нового космического аппарата и новой радиосистемы.
Радиообеспечение полетов дальних КА "ВЕГА" и "Фобос" осуществлялось сетью слежения за дальним космосом. За истекшее десятилетие произошла смена поколений бортовой и наземной аппаратуры. Так, в проекте ВЕГА была задействована аппаратура второго поколения, введенная в строй в 1969 г. и работающая преимущественно в дециметровом диапазоне волн по линии Земля — КА и сантиметровом — по линии КА — Земля. Радиосистема связи с КА "Фобос" представляла третье поколение, в котором обе радио-
Радиообеспечение космических программ
233
<5
V
Бортовой радиокомплекс КА
¦ , « Передатчик
ф 1 Ї н
Телеметрическая система
Стабильный генератор
Приемник
Система траекторных измерений
Командно-программная система
ТВ-датчики
Научные приборы
Служебнь э системы КА
Наземный радиокомплекс
( АФС
Передатчик
Г т
Высокостабильный
генератор
1
Приемник
Командно-программная система
Система траекторных измерений
Телеметрическая система
Бзллисгическ центр
Центр управления полетом
Рис. 3. Функциональная схема радиосистемы дальней космической связи
линии работали в сантиметровом диапазоне волн с новой структурой сигналов, что обеспечило повышение на порядок точности измерений датьности и скорости, а также скорости передачи командной и телеметрической информации.
Радиосистемы связи с дальними КА используют единый многофункциональный радиокомплекс (рис. 3), обеспечивающий как управление КА, так и передачу научной информации. Такое построение радиокомплекса связано с ограничениями по массе и потреблению бортовой аппаратуры.
Радиосистема третьего поколения состоит из бортового магистрального радиокомплекса (МРК) и наземного радиокомплекса "Квант-Д".
На рис 4 приведена зависимость увеличения скорости передачи данных с дальних КА за последние 35 лет.
Рассмотрим основные характерные особенности бортового МРК. Подсистема приема командно-программной информации работает в дежурном и сеансном режимах. В дежурном режиме, когда на КА сигналы принимаются через малонаправленную антенну,
234
В. И. Рогальский, Н, И. Несвит
ср. кбит/с
100
10
100 млн. км 0,064 <>--,--;—
400 млн.км
_Г
260 млн. км
400 млн, км
400 млн.км
1960 64 68 72
76 80 84 88 92
Годы
скорость передачи командно-программной информации не превышает 0,16 бит/с на дальностях 400 млн. км.
В сеансном режиме прием сигналов на КА осуществляется через остронаправленную антенну и скорость передачи возрастает до 2,5 бит/с
Чувствительность бортового приемника в режиме приема амплитудно-модули-рованных сигналов со скоростью 0,16 бит/с равна -168 дБВт. Такая высокая чувствительность обеспечивается узкополосными камертонными фильтрами.
Как служебная, так и часть научной информации передаются на Землю единым цифровым потоком, состоящим из отдельных кадров. Временное уплотнение измерений отдельных датчиков осуществляется перепрограммируемой с Земли телеметрической системой КА. Каждый кадр состоит из 128 восьмиразрядных слов (измерений), из которых 8 слов передают сопутствующие данные, а 120 — смысловую информацию. Для повышения помехоустойчивости используется режим сверточ-ного кодирования с длиной кодового ограничения 6 и кодовой скоростью 1/2. Телеметрическая система может собирать информацию от 1152 датчиков по 32 программам.
В радиосистеме КА — Земля предусмотрена возможность передачи телеметрической информации с 9 разными скоростями передачи в зависимости от реального энергетического потенциала радиолинии. Минимальная скорость 1 бит/с.
В период между сеансами связи с Землей телеметрическая информация записывается на малогабаритный магнитофон с емкостью до 30 Мбит.
Источником стабильной частоты для приемопередатчика служит термостатированный кварцевый генератор с выходной частотой 14 МГц. Суточная нестабильность частоты генератора не хуже 10~9, а среднеквадратическое значение вариации частоты при времени единичного измерения 1 с составляет 5» 10~11.
Рис 4. Скорость передачи информации в радиолинии КА — Земля
Антенная система РТ-70
Радиоприемное устройство ПРЛ
Радиоприемное
устройство ДМ диапазона
Радиоприемное
устройство СМ диапазона
Радиопередающее устройство СМ диапазона
Радиопередающее устройство ДМ диапазона
Радиопередающее
устройство ДМ диапазона
Радиопередающее устройство СМ диапазона
Рис. 5. Структурная схема станции
Синтезатор ЛЧМ сигнала
Преобразователь частоты
Система первичной обработки сигнала ПРЛ
Преобразователь частоты
Программируемые синтезаторы
Преобразователь частоты
Модулятор и возбудитель передатчика
Мод^/лятор л возбудитель передатчика
Модулятор и возбудитель передатчика
Модулятор л возбудитель передатчика
