СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ МНОГОЛУЧЕВЫХ АНТЕННЫХ СИСТЕМ КОСМИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

До недавнего времени считалось, что основными сдерживающими факторами развития, в частности, персональной спутниковой связи являлось отсутствие высокоэнергетичных ретрансляторов со значительной излучаемой мощностью и высокой чувствительностью приемника, а также технические сложности, связанные с выводом на орбиту крупногабаритных антенных систем. Однако отечественный и зарубежный опыт разработки спутниковых систем показал, что повысить энергетический запас радиолинии можно не только «прямой накачкой» мощности в луч. Значительные резервы раскрываются при пересмотре технологических решений антенных комплексов.
Узкие отдельные лучи современных многолучевых антенных систем обеспечивают тот же поток мощности, что и один широкий луч, при значительно меньших энергетических затратах, позволяют реализовать многократное использование полосы частот в глобальной зоне обслуживания. Применение многолучевых антенн многократно увеличивает надежность, помехозащищенность, пропускную способность информационных каналов, а также радиочастотный ресурс систем спутниковой связи, что позволяет решать задачи обеспечения связью и другими видами мультимедийных услуг с широкополосным доступом (интернет, телевидение и т.д.) для одновременного обслуживания большого количества абонентов. Это достигается либо за счет пространственно-частотного разделения, либо пространственно-временным разделением передачи информации между лучами (за счёт практически мгновенной переориентации лучей в пространстве). Использование многолучевых антенн позволяет оптимально использовать информационную емкость системы сообразно текущему трафику в рабочей зоне каждого луча. В результате обеспечивается минимальная стоимость передачи единицы информации и оптимальное (отвечающее текущему трафику) использование ресурса системы связи в зоне обслуживания. Именно многолучевая архитектура дала толчок построению спутников с высокой пропускной способностью.
Последние десятилетия активных разработок привели к созданию большого числа различных многолучевых антенн, предложены многочисленные технические решения, опубликовано множество книг и статей. В настоящем докладе не ставится задача обзора этих публикаций, цель – обозначить основные современные тенденции, связанные с дальнейшим снижением массогабаритных характеристик антенных систем, цифровым диаграммообразованием с минимальными вычислительными затратами, возможностью адаптации характеристик направленности к помеховой ситуации в пределах требуемого сектора обзора, использование более высокочастотных, малозагруженных Ка-, Q-, V-диапазонов.