Будущие спутники ГПКС "Экспресс-АМ5" и Экспресс-АМ6"

Настоящий обзор подготовлен редакцией журнала по материалам конкурса ГПКС на размещение заказа на проектирование, разработку и изготовление космических аппаратов "Экспресс-АМ5" и "Экспресс-АМ6".

Данный обзор представляет собой краткое изложение технических параметров спутников связи, которые будут обеспечивать развитие средств спутниковой связи и вещания на территории России примерно в 2012-2025 гг.

Это не окончательные решения, а только начало их формирования. В процессе работ технические параметры будут уточняться и дополняться, исходя из конкретизации системных задач. Тем более что это предусмотрено и условиями конкурса; например, для ретрансляционной аппаратуры Ка-диапазона частот это записано в явном виде.

Однако общие тенденции развития спутниковой связи и вещания уже проявляются в этих материалах и позволяют операторам начать формирование своих долгосрочных стратегических программ развития.

 

Так, исходя из общего анализа технических параметров, можно сделать следующие выводы общего плана на период после 2012 г.:

освоение Ка-диапазона частот начнется на территории Сибири и на Дальнем Востоке с использованием ресурса спутника  "Экспресс-АМ5" (140Е), а в европейской части России и Западной Сибири с использованием    спутника    "Экспресс-АМ6" (53Е) после 2012 г.;

российский спутник "Экспресс-АМ6" (53Е) будет обслуживать Африку в С-диапазоне частот;

на территории России начнут осваиваться новые полосы частот12,75-13,25 ("Земля - КА")/10,7-10,95 и 11,2-11,45 ГГц ("КА - Земля") фиксированной спутниковой связи, а также начнется более интенсивное освоение полосы частот13,75-14,0 ("Земля - КА")/12,5-12,75 ГГц ("КА - Земля").

Кроме того, можно говорить о том, что пока планируется сохранить техническую политику использования спутников с прямой ретрансляцией сигналов в С - и Ku-диапазонах. Исключение может составить ретрансляционная аппаратура Ка-диапазона частот на спутнике "Эк-спресс-АМ5" (140Е), которая предусматривает использование многолучевой технологии. Реализация этой технологии без применения обработки, коммутации и/или мультиплексирования сигналов на борту малоэффективна для регионов с низкой плотностью населения. Альтернативным решением является организация связи между лучами по наземным каналам с сохранением технологии прямой ретрансляции на борту, что практически применяется в регионах с высокой плотностью населения. Следует отметить, что для спутника "Экспресс-АМ6" (53Е), видимо, пока планируется сохранить технологию прямой ретрансляции в сочетании с коммутацией сигналов между лучами с использованием трех шлюзов (GateWay), связанных между собой по наземным линиям (по-видимому, по типу спутниковых систем WildBlue или IPStar). Таким образом, материалы конкурса показывают, что пока рассматриваются разнородные решения в Ка-диапазоне, которые, несомненно, будут уточняться в дальнейшем, что указано и в конкурсных условиях.

В табл. 1 приведены параметры спутников "Экспресс-АМ5" (140Е) и "Экспресс АМ6" (53Е) и их ретрансляционной аппаратуры С-, Ku- и Ка-диапазонов, которые определены конкурсными условиями, разработанными ГПКС совместно с НИИ Радио  (данные  по  ретрансляционной аппаратуре L-диапазона не приведены, так как этот ретранслятор не имеет коммерческого назначения).

Таблица 1. Спутники "Экспресс-АМ5" и " Экспресс-АМ6" (конкурсные параметры)

Параметр	Экспресс-АМ5	Экспресс-АМ6
Орбитальная позиция	140Е	53Е
Точность удержания, град.	0,05	0,05
Срок активного существования, лет	15	15	Вероятность безотказной работы 0,85, для полезной нагрузки 0,9
Энергопотребление полезной нагрузки, кВт	14	14
Запуск	РН "Протон" + РБ "Бриз-М"	РН "Протон" + РБ "Бриз-М"
БРТК С-диапазона (частотное распределение см. табл. 2)
Число стволов	30	14	Поляризация круговая, использу-ется поляризационная развязка
Полоса ствола, МГц	40	40
Передатчики, Вт	50-60	50-60
Линеаризатор ствола	+	+
Фиксированный луч F1: угловой размер, град. ЭИИМ макс, дБВт ЭИИМ на границе, дБВт G/T макс, дБ/К G/T на границе, дБ/К	3x8 (территория РФ) 46,5 43,5 +4 +2	см. рис. 1 46,5 43,5 +4 +2	уровень - ЗдБ
Фиксированный луч F2: угловой размер, град. ЭИИМ макс, дБВт ЭИИМ на границе, дБВт G/T макс, дБ/К G/T на границе, дБ/К	не предусмотрен заданием	см. рис.1 40 37 -2 -5
Перенацеливаемый луч П: угловой размер, град. ЭИИМ макс, дБВт ЭИИМ на границе, дБВт G/T макс, дБ/К G/T на границе, дБ/К	4x4 48 45 +5 +2	не предусмотрен заданием	уровень - ЗдБ
Глобальный луч: угловой размер, град. ЭИИМ макс, дБВт ЭИИМ на границе, дБВт G/T макс, дБ/К G/T на границе, дБ/К	15x15 37 34,5 6 9	15x15 37 34,5 6 9	уровень - ЗдБ
БРТК Ku-диапазона (частотное распределение, см. табл. 3 и 4)
Число стволов	I 36	48	Поляризация линейная, использу-ется поляризационная развязка
Полоса ствола, МГц	36 (12 ств.) и 54 (24 ств.)	36 (24 ств.) и 54 (24 ств.)
Передатчики, Вт	150	150
Линеаризатор ствола	+	+
Фиксированный луч FK1: угловой размер, град. ЭИИМ макс, дБВт ЭИИМ на границе, дБВт G/T макс, дБ/К G/T на границе, дБ/К	2x5 (территория РФ) 54 50 +8 +4	см. рис. 2 52  49 +7 +4
Фиксированный луч FK2: угловой размер, град. ЭИИМ макс, дБВт ЭИИМ на границе, дБВт G/T макс, дБ/К G/T на границе, дБ/К	не предусмотрен заданием	Рис. 2 49 46 +4 +1
Перенацеливаемый луч П1: угловой размер, град. ЭИИМ макс, дБВт ЭИИМ на границе, дБВт G/T макс, дБ/К G/T на границе, дБ/К	2,5x2,5 55,5 52,5 +10 +7	2,5x2,5 55,5 52,5 +10 +7	уровень - ЗдБ
Перенацеливаемый луч П2: угловой размер, град. ЭИИМ макс, дБВт ЭИИМ на границе, дБВт G/T макс, дБ/К G/T на границе, дБ/К	2,5x2,5 55,5 52,5  +10 +7	3,5x3,5 53 50 +8 +5	уровень - ЗдБ
Глобальный луч (маяк): угловой размер, град. ЭИИМ макс, дБВт ЭИИМ на границе, дБВт	15x15 15 12	15x15 15 12	уровень - ЗдБ
БРТК Ка-диапазона
Диапазон частот, ГГц	27,5-31,0/17,7-21,2	27,5-31,0/17,7-21,2	прием/передача КА
Число узких лучей	До 20, от 0,5° до 1,0°	до 20*, от 0,5° до 1,0	уровень - ЗдБ
Число широких лучей	1, размером 2°х 6°	нет	уровень -3дБ
Число стволов	14	20
ЭИИМ макс, дБВт	65-67 (узкие лучи)	65-67 (узкие лучи)
ЭИИМ макс, дБВт	54-55 (широкий луч)	_
G/T макс, дБ/К	17-19 (узкие лучи)	17-19 (узкие лучи)
G/T макс, дБ/К	10-11 (широкий луч)	_
* Указано, что 3 луча используются для организации наземных шлюзов для сопряжения с узкими абонентскими лучами

 

Частотные планы работы спутников "Экспресс-АМ5" и "Экспресс-АМ6" пока определены только в С- и Ku-диапазонах частот. Стволы С-диапазона сохраняют преемственность с предыдущими спутниками, имеют полосу пропускания 40 МГц и расположены с шагом 50 МГц. Используется поляризационное уплотнение стволов с круговой поляризацией. В табл. 2 представлены краткие сведения по частотному плану работы стволов С-диапазона.

Таблица 2. Стволы С-диапазона

Спутник	Диапазон частот, ГГц		Подключение стволов к лучу
	ПРМ	ПРД
Экспресс-АМ5	3,475-4,175	5,8-6,5	4 ствола независимо переключаются между фиксированной зоной и глобальным лучом 5 стволов независимо переключаются между фиксированной зоной и перенацеливаемым лучом
Экспресс-АМ6	3,625-3,925	5,95-6,25	6 стволов независимо переключаются между зонами F1 и F2. 2 ствола независимо переключаются между зоной F1 и глобальным лучом

Таблица 3. Ku-стволы спутника "Зкспресе-АМ5"

Группа стволов	Число стволов	Полоса ствола, МГц	Мощность ПРД, Вт	Диапазон частот, ГГц		Подключение стволов к лучу
				ПРМ	ПРД
А	12	36	150	13,75-14,0	12,5-12,75	Независимо к лучу FK или лучу П2
В	8	54	150	14,25-14,5	10,95-11,2	Независимо к лучу FK или лучу П1
D	8	54	150	14,0-14,25	11,45-11,7	Луч FK
F	8	54	150	13,0-13,25	11,2-11,45	Луч FK

Таблица 4. Ku-стволы спутника "Экспресс-АМ6"

Группа стволов	Число стволов	Полоса ствола, МГц	Мощность ПРД, Вт	Диапазон частот, ГГц		Подключение стволов к лучу
				ПРМ	ПРД
А	8	54	150	13,75-14,0	12,5-12,75	Независимо к лучу FK1 или FK2,
В	8	54	150	14,25-14,5	10,95-11,2	либо к лучу П1 (для четных)
D	8	54	150	14,0-14,25	11,45-11,7	или П2 (для нечетных)
Е	12	36	150	12,75-13,0	10,7-10,95	Луч FK1
F	12	36	150	13,0-13,25	11,2-11,45	Луч FK1

 

Стволы Ku-диапазона подразделяются на группы в зависимости от полосы частот, диапазона и энергетики (табл. 3 и 4). Используется поляризационное уплотнение с линейной поляризацией.

Итоги конкурса будут известны уже в начале 2009 г.