Nachrichtenübertragung Über Satelliten: Grundlagen Und Systeme, Erdefunkstellen Und Satelliten

ISBN-13: 9783540120742 / Niemiecki / Miękka / 1983 / 218 str.

E. Herter; H. Rupp

Opis

Das groBe Interesse an einer aktuellen Darstellung der Nachrichteniibertragung iiber Satelliten zeigte sich daran, daB die erste Auflage (1979) bereits nach zwei Jahren vergriffen war. Urn dieses Interesse noch besser befriedigen und neue Entwicklungen beriicksichtigen zu konnen, wurde die 2. Auflage deshalb vollig neu bearbeitet. Zwar wurde auch der Umfang erweitert, doch hat die Vielfalt der Nachrichten satellitensysteme betrachtlich starker zugenommen (einige Stichworte: Regional satellitensysteme in allen Teilen der Welt, kleine Erdfunkstellen, packet switching, Fernsehdirektempfang, neue Generation Intelsat VI, usw.). So muB in vielen Detail fragen auf die Literatur verwiesen werden. Der erhohten Bedeutung des Literatur verzeichnisses wurde durch eine neuartige Gliederung derart Rechnung getragen, daB das Verzeichnis eigenstandig genutzt werden kann. Die Einteilung der Literatur stellen nach Themengruppen erlaubt es, eine solche Gruppe im Text ggf. auch en bloc anziehen zu konnen, z. B. [63-... J. Nach einer Einfiihrung in die Grundlagen wird eine Ubersicht iiber Bedeutung, Aufbau und Netzeinbindung von Satellitensystemen gegeben, urn die Kapitel Viel fachzugriff, Erdefunkstelle, Satellit und Planung vorzubereiten. Den SchluB bilden einige Beispiele bestehender Systeme und zukiinftiger Entwicklungen. Die in der 1. Auflage gegebene Liste wichtiger Abkiirzungen wurde auf ein Mehrfaches erwei tert und in das Sachverzeichnis integriert."

Spis treści

1 Einführung.- 2 Die Grundlagen der Nachrichtensatellitentechnik.- 2.1 Satellitenbahnen und Bahneinschuß.- 2.1.1 Grundgesetze der Satellitenbewegung.- 2.1.2 Wichtige Bahnkurven für Nachrichtensatelliten.- 2.1.3 Einschuß in die geostationäre Bahn.- 2.2 Eigenschaften des Funkfeldes.- 2.2.1 Definition des Funkfeldes.- 2.2.2 Ausbreitung elektromagnetischer Wellen im freien Raum.- 2.2.3 Freiraum-und Funkfelddämpfungsmaß.- 2.2.4 Gewinne von Satellitenantennen.- 2.2.5 Frequenzbereiche und Orbitausnutzung.- 2.3 Grundbegriffe der Antennen.- 2.3.1 Einführung.- 2.3.2 Prinzipien für stark bündelnde Mikrowellenantennen.- 2.3.3 Richtcharakteristik scharf bündelnder Antennen.- 2.3.4 Mehrstrahlenantennen.- 2.3.5 Antennen mit Polarisations- und Frequenzmehrfachausnutzung.- 2.3.6 Hinweise für die Weiterarbeit.- 2.4 Bauelemente der Höchstfrequenztechnik.- 2.4.1 Wellenleiter.- 2.4.2 Einige passive Bauelemente.- 2.4.3 Hinweise auf aktive und nichtlineare Bauelemente.- 2.5 Grundlagen der verwendeten Modulationsverfahren.- 2.5.1 Einführung.- 2.5.2 Übertragung analoger Signale.- 2.5.3 Kenngrößen analoger Vielkanalsysteme bei FM-Übertragung.- 2.5.4 Übertragung digitaler Signale.- 2.6 Grundlagen wichtiger Codierungsverfahren.- 2.6.1 Übersicht.- 2.6.2 Digitalisierung analoger Signale.- 2.6.3 Digital Speech Interpolation (DSI).- 2.6.4 Kanalcodierung.- 2.7 Die Satellitenübertragungsstrecke.- 2.7.1 Übersicht.- 2.7.2 Berechnung der Satellitenstrecke.- 2.7.3 Rauschbeiträge der Satellitenverbindung.- 2.7.4 Systemplanungsbeispiel: Digitale Einkanalübertragung.- 2.8 Grandlagen der Vielfachzugriffsverfahren.- 2.8.1 Klassische Vielfachzugriffsverfahren.- 2.8.2 Weitere Koordinaten für Vielfachzugriffsverfahren.- 2.8.3 Betriebsarten der Kanäle im Vielfachzugriffssystem.- 2.9 Einfluß der Satellitenstrecke auf die Übertragung.- 2.9.1 Probleme der Fernsprechübertragung.- 2.9.2 Eigenschaften des Satelliten-Übertragungskanals.- 3 Nachrichtensatelliten und weltweites Netz.- 3.1 Die Anfange der Nachrichtensatellitentechnik.- 3.2 Das INTELSAT-Netz.- 3.3 Einfluß der Satelliten auf die Struktur der Fernmeldenetze.- 3.4 Aufgaben für Nachrichtensatellitensysteme.- 3.5 Übersicht über einige bestehende und geplante Systeme.- 3.5.1 Globale und regionale Systeme der UdSSR.- 3.5.2 Regionalsatellitensysteme.- 3.5.3 Seefunksatellitensysteme.- 3.5.4 Militärische Systeme.- 4 Die Vielfachzugriffsverfahren.- 4.1 Vielfachzugriff im Frequenzmultiplex (FDMA).- 4.1.1 Mehrkanalträger.- 4.1.2 Einzelkanalträger.- 4.2 Vielfachzugriff im Zeitmultiplex (TDMA).- 4.2.1 Aufbau eines TDMA-Systems.- 4.2.2 Weiterentwicklung.- 4.2.3 Beispiel eines zentral gesteuerten Systems : TDMA für TELECOM 1.- 4.2.4 Beispiel eines dezentral gesteuerten Systems: TDMA-S3.- 4.3 Vielfachzugriff im Codemultiplex (CDMA).- 4.3.1 Einführung.- 4.3.2 Eigenschaften von pn-Folgen.- 4.3.3 Übertragung mit pn-modulierten Trägern im SSMA-System.- 4.3.4 Prinzip der Synchronisation im SSMA-System.- 4.3.5 Einige Probleme und Lösungswege bei der praktischen Realisierung von SSMA-Systemen.- 4.4 Gründe und Möglichkeiten für die Weiterentwicklung der Vielfachzugriffsverfahren.- 4.5 Kombinierte Verfahren.- 4.6 Zugriffsverfahren mit Paketvermittlung.- 4.7 TDMA mit Vermittlung im Satelliten (SS-TDMA).- 4.8 Vielfachzugriff durch Strahlabtastung (“scanning spot beam”).- 5 Die Erdefunkstelle.- 5.1 Übersicht.- 5.2 Aufbau typischer Erdefunkstellen.- 5.2.1 Große INTELSAT-Erdefunkstelle: Raisting.- 5.2.2 Militärische Erdefunkstelle mit 10-m-Spiegel.- 5.2.3 Transportable Erdefunkstelle mit 3,3-m-Spiegel.- 5.2.4 Kenngrößen von Erdefunkstellen.- 5.3 Die Antenne.- 5.3.1 Übersicht.- 5.3.2 Forderungen an Erdefunkstellenantennen.- 5.3.3 Richtcharakteristik und Rauschtemperatur.- 5.3.4 Antennennachführverfahren.- 5.3.5 Reflektoren.- 5.3.6 Antennenerregersysteme.- 5.3.7 Hohlleitermultiplexeinrichtungen.- 5.3.8 Antennenkonstruktion und Nachführbarkeit.- 5.4 Der Empfangszug.- 5.4.1 Rauscharme Vorverstärker.- 5.4.2 Empfangsfrequenzumsetzung und ZF-Verstärkung.- 5.4.3 Demodulatoren.- 5.4.4 Nachführ-und Datenempfänger.- 5.5 Der Sendezug.- 5.5.1 Modulatoren.- 5.5.2 Sender-ZF und Sendefrequenzumsetzung.- 5.5.3 Sendeleistungsverstärker.- 5.6 Betrieb von Erdefunkstellen.- 5.6.1 Bemannte und unbemannte Erdefunkstellen.- 5.6.2 Wichtige Messungen an Erdefunkstellen.- 5.6.3 Stromversorgung von Erdefunkstellen.- 6 Der Satellit.- 6.1 Übersicht.- 6.2 Aufbau typischer Nachrichtensatelliten.- 6.2.1 Unterschiede zu einer terrestrischen Richtfunkrelaisstelle.- 6.2.2 Spinstabilisierte und dreiachsenstabilisierte Satelliten.- 6.2.3 Modularer Aufbau und Buskonzept.- 6.2.4 Satellitenstruktur.- 6.2.5 Anpassung an die verwendete Rakete.- 6.2.6 Beispiele von Nachrichtensatelliten.- 6.3 Satellitenantennen.- 6.3.1 Übersicht.- 6.3.2 Antennen ohne oder mit nur geringer Bündelung.- 6.3.3 Entdrallte Antennen.- 6.3.4 Antennen für dreiachsenstabilisierte Satelliten und entdrallte Plattformen.- 6.3.5 Strahlformung.- 6.3.6 Antennen mit Polarisations-und Frequenzmehrfachausnutzung.- 6.3.7 Entfaltbare Antennen.- 6.3.8 Randbedingungen für Satellitenantennen.- 6.4 Satellitentransponder.- 6.4.1 Anforderungen und Prinzipien.- 6.4.2 Durchschalteprinzipien.- 6.4.3 Auswirkungen der verwendeten Modulations- und Zugriffsverfahren auf die Transponderkonzeption.- 6.4.4 Empfangs- und Sendeverstärker.- 6.4.5 Eingangs-und Ausgangskanalweichenketten.- 6.4.6 Der Intelsat-V-Transponder.- 6.5 Fernmessung, Fernsteuerung und Entfernungsmessung.- 6.6 Stromversorgung von Satelliten.- 6.6.1 Übersicht.- 6.6.2 Solarzellen.- 6.6.3 Solarzellenausleger.- 6.6.4 Batterien.- 6.6.5 Verteil-und Regelungssystem.- 6.7 Temperaturregelung.- 6.8 Bahn- und Lageregelung von Nachrichtensatelliten.- 6.8.1 Aufgabenstellung und Überblick.- 6.8.2 Störeinflüsse auf die Bahn und Lage des Satelliten.- 6.8.3 Lagefehler des Satelliten und daraus resultierende Fehler der Antennenstrahlachse.- 6.8.4 Positionskorrektur des Satelliten.- 6.8.5 Lagestabilisierung.- 6.8.6 Das Positions-und Lageregelungssystem des Satelliten.- 7 Planungsgesichtspunkte für Satellitensysteme.- 7.1 Einführung.- 7.1.1 Aufgaben der Planung.- 7.1.2 Planungsschritte am Beispiel eines FDM-FM-FDMA-Systems.- 7.2 Frequenzbereiche.- 7.3 Gegenseitige Beeinflussung von verschiedenen Diensten in gleichen Frequenzbändern.- 7.4 Koordinierung von Erdefunkstellen und Richtfunkverbindungen.- 7.5 Die geostationäre Umlaufbahn und ihre optimale Nutzung.- 7.5.1 Möglichkeiten zur Frequenzbandmehrfachausnutzung von Satellitensystemen in der geostationären Umlaufbahn.- 7.5.2 Faktoren, die die effiziente Ausnutzung der geostationären Umlaufbahn beeinflussen.- 7.5.3 Zukünftige Entwicklungen.- 7.6 Ausbreitungsprobleme.- 7.6.1 Galaktisches und kosmisches Rauschen.- 7.6.2 Ionosphärische Effekte.- 7.6.3 Troposphärische Effekte.- 7.6.4 Polarisationsentkopplung.- 7.6.5 Mehrwegeausbreitung und Abschattung.- 8 Beispiele von Nachrichtensatellitensystemen.- 8.1 Kanadisches Regionalsystem.- 8.1.1 Das System.- 8.1.2 Die Satelliten.- 8.1.3 Die Erdefunkstellen.- 8.1.4 Der Betrieb des Systems.- 8.2 Systeme für Fernseh- und Rundfunkdirektempfang von Satelliten.- 8.2.1 Übersicht.- 8.2.2 Festlegung der Versorgungsgebiete.- 8.2.3 Systemplanung.- 8.2.4 Empfangseinrichtungen.- 8.2.5 Fernsehrundfunksatelliten.- 8.2.6 Spezielle Übertragungsverfahren.- 8.3 Tracking and Data Relay Satellite System (TDRSS).- 9 Zukünftige Entwicklungen.- 9.1 Absehbare Entwicklungstrends.- 9.2 Geostationäre Plattformen.- 9.3 Satellitensysteme für mobilen Landfunk.- 9.4 Direktverbindungen zwischen Satelliten.- Anhang..- Tabelle 1 Bezeichnungen für Satelliten-Frequenzbereiche.- Tabelle 2 Satellitensysteme der UdSSR.- Tabelle 3 Bestehende und geplante Regionalsatellitensysteme mit eigenen Satelliten.- Tabelle 4 Militärische Fernmeldesatelliten der USA.- Tabelle 5 Kenndaten der Satelliten ECS (ECS-F2), Telecom 1 und DFS.- Sach- und Abkürzungsverzeichnis.

O autorze

Prof. Eberhard Herter ist geschäftsführender Gesellschafter der HerterKom GmbH Stuttgart. und ware Hochschullehrer an der Fachhochschule Esslingen, Hochschule für Technik.