66Научно-технические разработки

предыдущая статья | оглавление | в архив | следующая статья



Многоканальная микроволновая система распределения информации


Т. Нарытник, В. Галич Теле-Спутник - 3(17) Март 1997 г.


С ростом объема передаваемой информации, в частности - с увеличением количества программ теле- и радиовещания особую актуальность приобретают работы по созданию приемопередающей сети. Такая сеть должна обладать большой пропускной способностью и в одном потоке передавать и телевизионные программы, и компьютерные данные, и телефонную информацию, и телетекст и т.п. Это требование определяет выбор диапазона вещания - СВЧ. В сети также должна быть реализована обратная связь между источником и получателем информации.



Рис. 1. Антенное поле для приема спутниковых программ.
Рис. 2. Момент проведения монтажа ММСРТ предприятием ООО "Даугавпилсские Телевизионные Коммуникации",

Такой сетью является Многоканальная микроволновая система распределения информации (ММСРИ). Первым этапом реализации ММСРИ является система для распределения в больших городах и населенных пунктах телевизионных программ высокого качества (ММСРТ), сначала - в аналоговой форме, затем - в цифровой. В таком виде она является аналогом системы MMDS .

ММСРТ органично сочетается с сетями кабельного телевидения. Причем дорогостоящие работы по прокладке магистральных и субмагистральных кабельных линий становятся уже не нужны, а время развертывания ММСРТ гораздо короче. Система компактна и мобильна, практически не требует обслуживания. Это тоже экономит средства - те, которые необходимо было бы выделить на содержание персонала для эксплуатации кабельных магистралей. Кроме того, система может обслуживать организации и абонентов, не охваченных кабельным телевидением.

Налицо все условия для быстрого возврата вложенных средств. Объединение в одном потоке телепрограмм многих студий, наиболее популярных телепрограмм разных спутников - в частности европейских и российских - а также программ эфирного телевидения позволит, кроме всего сказанного, предотвратить обезображивание архитектурного облика наших городов из-за беспорядочно и часто небезопасно устанавливаемых антенн спутникового телевидения.

Одним из важнейших преимуществ ММСРТ является вещание на экологически безопасных уровнях мощности. Вещательные телевизионные станции метрового и дециметрового диапазона излучают десятки киловатт, а ММ-система может работать на милливаттных уровнях сигнала.



Рис. 3. Приемная часть ММСРТ для индивидуального пользователя с набором приемных антенн.
Выбор диапазона частот ММСРТ обусловлен техническими и правовыми аспектами. Всемирная административная конференция по радио (ВАКР) выделила спутниковой службе для непосредственного телевещания полосы частот 0.62...0.79 ГГц; 2.50...2.69 ГГц; 10.7...12.75 ГГц, 22.50...23.00 ГГц; 40.50...43.50 ГГц; 84...86 ГГц. В большинстве стран диапазон 0.62...0.79 ГГц уже занят большим количеством мощных телевизионных передатчиков. Получение достаточной энергетики систем вещания в диапазонах 40...43 ГГц и 84...86 ГГц пока затруднительно для современной технологии. Диапазон 2.50...2.69 ГГц обладает малой емкостью. Для многостанционного доступа и интерактивного телевещания наиболее подходит диапазон 22.5...23.0 ГГц - благодаря значительной информационной емкости, хорошей направленности и усилению антенн малых размеров (диаметр 20 - 30 см). Однако радиус охвата такой системой из-за поглощения электромагнитных волн в атмосфере, особенно в осадках, не превышает 4 - 5 км. Поэтому перспективным, несмотря на большую плотность телепрограмм спутникового вещания, остается диапазон 10.70...12.75 ГГц - или его часть. Электромагнитная совместимость должна быть обеспечена факторами острой направленности приемных антенн, малой шириной диаграммы направленности передающей антенны в вертикальной плоскости и правильным выбором места ее установки.

Структура ММСРТ

Многоканальная микроволновая система распределения телепрограмм, разработанная и изготовленная Институтом электроники и связи Украинской АН НП, состоит из следующих основных частей (см. рис.1):

  • подсистема приема спутниковых телепрограмм - набор систем спутникового телевидения с выдачей сигналов на промежуточной частоте 0.95...2.05 ГГц, а также видео- и аудиосигналов со стандартными параметрами;
  • подсистема приема эфирных телепрограмм - комплекты профессионального приемного оборудования;
  • подсистема формирования студийных программ;
  • подсистема приема информации по радиорелейным линиям;
  • в перспективе - подсистема сопряжения с телефонными сетями и подсистема сопряжения с компьютерными сетями;
  • подсистема формирования, управления, контроля и питания;
  • собственно многоканальный СВЧ-передатчик с передающей антенной с круговой диаграммой направленности;
  • приемные подсистемы - для коллективного приема и для частных абонентов.



Рис. 4. Комплект ММСРТ. Передающая часть: антенна с круговой диаграммой направленности; частотный модулятор; блок передатчика; блок питания. Приемная часть: приемная антенна Ж 0.25 м; конвертор; тюнер.
Назначение подсистем не требует особых пояснений, за исключением подсистемы формирования, управления, контроля и питания, а именно - в функции формирования. Здесь осуществляется преобразование аудио- и видеосигналов в ЧМ-сигналы диапазона 0.95...2.05 ГГц; их расфильтровка и расстановка в определенном порядке в пакете сигналов - совместно с сигналами 0.95...2.05 ГГц и подсистемы приема спутниковых телепрограмм; приведение всех сигналов к стандартным уровням и образование наборов программ.

Многоканальный СВЧ-передатчик имеет набор радиостволов с входными частотами 0.95...2.05 ГГц и выходными - в диапазоне 11.7 ...13.5 ГГц. При необходимости может быть реализован вход на частоте 70 МГц для сопряжения с радиорелейной аппаратурой или отдельными ее частями. Подсистема формирования и передатчик построены на полевых арсенид-галлиевых транзисторах с широким использованием частотно-избирательных цепей на миниатюрных высокодобротных, термостабильных диэлектрических резонаторах из материала АЛТК с диэлектрической проницаемостью 39.

Передающая антенна с круговой диаграммой направленности представляет собой сложную трехзеркальную систему, позволившую реализовать коэффициент усиления >16 дБ в диапазоне рабочих частот при ширине диаграммы направленности в вертикальной плоскости 40. Приемные системы состоят из параболических приемных антенн диаметром 0.25 м, 0.6 м, 0.9 м - в зависимости от назначения (абонентский или коллективный прием) и расстояния до передатчика, конверторов (аналогичных конверторам спутникового приема) и тюнеров.

Разработка всех блоков системы ведется на основе последних достижений радиоэлектроники и направлена на уменьшение размеров, веса, потребления мощности и снижение стоимости. Наиболее важные технические решения имеют авторскую защиту. Основные блоки системы унифицированы с соответствующими частями радиорелейного оборудования. Передатчик СВЧ имеет сертификат Украины. Основные комплектующие узлы тоже унифицированы. Это малошумящие гибридноинтегральные усилители на арсенид-галлиевых транзисторах, гетеродинные высокостабильные транзисторные генераторы с миниатюрными высокодобротными диэлектрическими резонаторами, миниатюрные твердотельные фильтры, СВЧ-усилители мощности, мультиплексоры, преобразователи частоты. Отдельные блоки и основные комплектующие узлы системы могут поставляться самостоятельно. Возможно построение передатчика с резервированием стволов и автоматическим переключением резерва (см. таблицу).

Заключение

Рассмотренная многоканальная система может найти широкое применение как сама по себе, так и в составе кабельных телевизионных сетей. Возможно введение кодирования телепрограмм или другой информации. Хорошо зарекомендовало себя применение отдельных блоков для организации подачи ТВ программ пользователям посредством недорогих радиорелейных линий. С октября 1994 года в Кременчуге успешно эксплуатируется трехканальная ММСРТ, разработанная и изготовленная по заказу МЧП "Визит". С августа 1996 года в Киеве весьма хорошо проходит пробную эксплуатацию экспериментальный образец системы. Программа телевизионной студии, расположенной в отдаленном районе города, передается на головную станцию по радиорелейной линии с последующей раздачей на город при помощи антенны с круговой диаграммой направленности. Сигнал принимается в шести пунктах, удаленных от головной станции на расстояние до 12 км, на антенны размером 0.25 - 0.6 м с соотношением видеосигнал/шум не хуже 54 дБ и передается в кабельные сети района. В ноябре 1996 года запущена четырехканальная система в городе Даугавпилс, Латвия, изготовленная по заказу ООО "Даугавпилсские телевизионные коммуникации".

Основные технические данные ММСРТ
Нижняя граница диапазона частот передатчика, МГц11701
Верхняя граница диапазона частот передатчика, МГц13500
Шаг сетки частот, МГц14
Диапазон входных частот передатчика, МГц950-2050
Вид модуляциичастотная
Поляризация излучаемых сигналов линейная, взаимноортогональная
Максимальное количество телевизионных программ, излучаемых в одной поляризации, не менее28
Номинальная мощность входных сигналов, Вт5*10-7
Номинальная выходная мощность на 1 ствол, Вт5*10-7
Коэффициент усиления передающей антенны, дБбольше 16
Ширина диаграммы направленности передающей антенны в горизонтальной плоскости, градусов360
Ширина диаграммы направленности передающей антенны в вертикальной плоскости по уровню -3 дБ, градусов4
Наклон средней плоскости диаграммы направленности передающей антенны к горизонту, градусов0
Количество входов передающей антенны2
Сечение входных волноводов передающей антенны, мм19.0х9.5 18.0х8.0
Подавление гармонических и комбинационных сигналов на выходе передатчика при подаче на вход сигналов мощностью 5*10-7 Вт, не менее, дБ30
Стабильность гетеродинов при воздействии всех дестабилизирующих факторов, МГц, не хуже0.3
Диаметр базовой антенны подсистем индивидуального приема, м0.25
Коэффициент усиления базовой антенны для индивидуального приема, дБ, не менее26
Ширина основного лепестка диаграммы направленности базовой антенны для индивидуального приема по уровню -3 дБ, градусов6
Коэффициент шума приемных конверторов, дБ 2
Питание системы220 В 50 Гц
Мощность, потребляемая системой на 1 канал, Вт, не более25


 
Теле-Спутник Март 1997
наверх
 



Уважаемые посетители!
В связи с полной реконструкцией Архива, возможны ситуации, когда текст будет выводиться не полностью или неправильно (отсутсвие статей в некоторых номерах это не ошибка). Если заметите какие-то ошибки, то, пожалуйста, сообщите нам о них. Для связи можете воспользоваться специальной формой:

Номер журнала: *
Страница: *
Дополнительные сведения: *
Желательно четко опишите замеченную проблему - это поможет быстрее ее решить.
Мы не отвечаем на вопросы! Их следует задавать на нашем форуме!
Антиспам: * Нажмите мышкой на синий квадрат:


Поля, помеченные звездочкой (*)
обязательны для заполнения





Новый сайт