Способ обеспечения кв и укв радиосвязи в условиях сильного поглощения радиосигнала


 


Владельцы патента RU 2501162:

Федеральное государственное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации" (RU)

Изобретение относится к области радиосвязи с помощью ионосферных радиотрасс. Техническим результатом является создание каналов KB- и УКВ-радиосвязи в обход зоны сильного поглощения радиосигнала. В предлагаемом способе используется эффект гигантского ракурсного рассеяния излучаемых KB- и УКВ-радиоволн на мелкомасштабных неоднородностях электронной концентрации. Эти неоднородности создаются в ионосфере с помощью коротковолнового радиоизлучения мобильного нагревного стенда.

 

Изобретение относится к области радиосвязи с помощью ионосферных радиоканалов и может быть использовано для обеспечения KB- и УКВ-радиосвязи в том случае, когда прием сигнала оказывается невозможным в связи с тем, что радиотрасса передатчик-приемник проходит через зону сильного поглощения радиосигнала, в частности, это может иметь место в условиях противодействия противника с помощью воздушных ядерных взрывов [Физика ядерного взрыва, т.1, с.593. М., Физматлит, 2009].

Известен способ создания искусственного плазменного зеркала с возможностью управления углом его наклона относительно Земли (патент на изобретение США №5041834). В данном способе используется эффект пробоя воздуха атмосферы под воздействием СВЧ-излучения, в результате чего образуются свободные электроны, которые и создают управляемый плазменный слой, отражающий радиоволны ВЧ-диапазона. Основным недостатком данного способа является то, что воздействие осуществляется на воздушную среду, что не позволяет создавать отражающий слой на высотах более 60 км.

Известен способ формирования облаков искусственной ионизации над Землей с помощью антенных систем (патент на изобретение США №4999637). Данный способ может использоваться для организации загоризонтной связи и обнаружения воздушных целей путем отражения радиосигнала от возмущенной области. Недостатком данного способа является то, что отражающее облако образуется на относительно небольшой высоте (до 90 км), что позволяет осуществлять только загоризонтную радиосвязь и радиолокацию в ДВ- и СВ-диапазонах радиоволн.

Известен способ управления распространением коротких радиоволн в ионосферном волноводе (патент РФ на изобретение №2413363). Данный способ используется для повышения надежности дальней КВ-радиосвязи. Способ предполагает использование нагревного стенда для управления распространением радиоволн путем модификации ионосферы и создания внутри ионосферного волновода искусственных мелкомасштабных магнитно-ориентированных неоднородностей.

Этот способ выбран в качестве прототипа.

Основным недостатком данного способа является использование ионосферного волновода, состояние которого зависит от таких факторов, как: солнечная активность, текущее состояние ионосферы вдоль создаваемой радиотрассы, состояние магнитосферы Земли и т.д. В условиях создания противником зоны сильного поглощения радиосигнала с помощью воздушных ядерных взрывов также происходит значительное изменение концентрации заряженных частиц ионосферы [Физика ядерного взрыва, т.1, с.642. М., Физматлит, 2009], что приводит к существенной деформации ионосферного волновода в данной области и делает невозможным прохождение по нему радиосигнала.

Решаемая техническая задача состоит в разработке способа создания канала KB- и УКВ-радиосвязи в условиях сильного поглощения сигнала на прямой радиотрассе.

Технический результат заключается в обеспечении KB- и УКВ-радиосвязи в том случае, когда ориентация антенны радиоприемного устройства в направлении передатчика оказывается неэффективной вследствие сильного поглощения радиосигнала.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что создается радиотрасса в обход зоны сильного поглощения радиосигнала. Для этого антенна радиоприемного устройства направляется на ионосферную область искусственных неоднородностей электронной концентрации, расположенную вне зоны сильного поглощения радиосигнала. Область неоднородностей концентрации электронов формируется при нагреве F-слоя ионосферы коротковолновым радиоизлучением стенда [Фролов В.Л., Бахметьева Н.В., Беликович В.В. и др. Модификация ионосферы Земли мощным коротковолновым радиоизлучением // УФН, 2007, т.177, №3, с.330-340]. Вследствие замагниченности ионосферной плазмы эти неоднородности вытянуты вдоль силовых линии геомагнитного поля. Характерный поперечный размер неоднородностей составляет 7-10 м. Кроме этого, неоднородности объединены в группу с поперечным размером 100-200 м и в большие зоны радиусом 1-3 км [Гуревич А.В. Нелинейные явления в ионосфере // УФН, 2007, т.177, №11, с.1145-1177].

В результате в ионосфере возникает набор «зеркал», что приводит к рассеянию радиоволн, которое называется ракурсным рассеянием. Как показали проведенные экспериментальные исследования, сечение ракурсного рассеяния в диапазоне частот 20-100 МГц весьма значительно и достигает 108 м2 [Rao P.B., Thome G.D. Scattering models // Radio Sci., 1974, v.9, №11, p.985-989]. Поэтому интенсивность рассеянного сигнала оказывается достаточной для приема на больших расстояниях. Например, при ориентации антенны радиоприемника в г.Санкт-Петербурге на область искусственных неоднородностей, созданную в районе г.Нижний Новгород с помощью стенда "Сура", принимались KB радиосигналы от передатчиков в г.Киеве и в г.Краснодаре [Благовещенская Н.Ф. Геофизические эффекты активных воздействий в околоземном космическом пространстве, с.54. С-Пб., Гидрометеоиздат, 2001].

Волновые векторы рассеянных волн сосредоточены вблизи поверхности конуса с осью, направленной вдоль геомагнитного поля, с углом раствора, равным углу между вектором геомагнитного поля Земли и волновым вектором падающей радиоволны, а вершина этого конуса находится в месте расположения неоднородностей [Гершман Б.Н., Ерухимов Л.М., Яшин Ю.Я. Волновые явления в ионосфере и космической плазме, с.370. М., Наука, 1984]. Поэтому для заданного расположения радиопередатчиков и приемников рассеиваемые на ионосферных неоднородностях сигналы попадут на антенну радиоприемного устройства, если нагревной стенд находится в соответствующей точке земной поверхности, которая определяется из геометрии рассматриваемой задачи. В связи с этим для практического применения предлагаемого способа следует использовать мобильные стенды.

Мелкомасштабные неоднородности электронной концентрации возникают в F-слое ионосферы, если эффективная излучаемая мощность стенда составляет ~3-5 МВт [Благовещенская Н.Ф. Геофизические эффекты активных воздействий в околоземном космическом пространстве, с.48. С-Пб., Гидрометеоиздат, 2001]. Эффективная излучаемая мощность стенда W равна: W=GP, где Р - суммарная мощность радиопередатчиков стенда, G - коэффициент усиления его антенны. Как показывают расчеты, антенна из четырех скрещенных диполей с высотой подвеса диполей ~20 м, расстоянием между диполями ~50 м и длиной диполя ~48 м имеет на частоте ~5 МГц коэффициент усиления G ~20. Поэтому четырех радиопередатчиков с мощностью ~50 кВт каждый будет достаточно для обеспечения требуемой интенсивности нагрева ионосферы, т.е. техническая реализуемость мобильного нагревного стенда не вызывает сомнения и в США уже ведутся работы по созданию таких стендов.

В подтверждение критерия "промышленная применимость" рассмотрим пример осуществления заявляемого способа.

На фиг.1 представлен способ создания канала космической радиосвязи в обход зоны сильного поглощения радиосигнала с помощью эффекта гигантского ракурсного рассеяния.

На фиг.1:

1 - сигнал связи;

2 - передающая антенна;

3 - космический аппарат;

4 - зона сильного поглощения радиосигнала;

5 - нагревной стенд;

6 - коротковолновое радиоизлучение нагревного стенда;

7 - неоднородности электронной концентрации;

8 - силовые линии магнитного поля Земли;

9 - конус ракурсного рассеяния радиоволн;

10 - отраженный сигнал связи.

Сигнал космической связи 1, излучаемый антенной 2 по прямой радиотрассе передатчик-приемник, не может быть зарегистрирован на космическом аппарате 3, т.к. эта радиотрасса проходит через созданную противником область повышенной ионизации 4, которая является зоной сильного поглощения радиосигнала. Для формирования нового радиоканала с помощью коротковолнового радиоизлучения 5 нагревного стенда 6, находящегося вне зоны сильного поглощения радиосигнала, создаются неоднородности электронной концентрации 7, вытянутые вдоль силовых линий магнитного поля Земли 8. Радиосигнал KB- (УКВ-) диапазона 1, излучаемый антенной 2 в направлении неоднородностей электронной концентрации 7, рассеивается на неоднородностях. Местоположение стенда 6 выбрано таким образом, что космический аппарат 3 находится на конусе ракурсного рассеяния 9. Антенна радиоприемного устройства ориентирована в направлении неоднородностей электронной концентрации 7, поэтому рассеянный сигнал 10 принимается на космическом аппарате 3, т.е. радиосвязь осуществляется в обход создаваемой противником зоны сильного поглощения радиосигнала 4.

Способ обеспечения KB и УКВ радиосвязи в условиях сильного поглощения радиосигнала, заключающийся в создании области неоднородностей концентрации ионосферных электронов с помощью нагревного стенда, отличающийся тем, что для создания радиотрассы в обход зоны сильного радиопоглощения неоднородности электронной концентрации создают вне зоны сильного поглощения радиосигнала, при этом местоположение нагревного стенда выбирают таким образом, чтобы сигналы радиопередатчиков KB и УКВ диапазона, рассеиваемые на создаваемых стендом неоднородностях электронной концентрации, попадали на антенну радиоприемного устройства.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике и может быть применено в системах радиосвязи с повышенными требованиями к разведзащищенности и защите от преднамеренных помех.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться преимущественно для определения пространственных координат стационарного или подвижного принимающего радиосигналы (р/с) радиотехнического объекта (РО), в том числе, в аэронавигации.

Изобретение относится к информационно-коммуникационным системам и может быть использовано для обеспечения радиосвязью должностных лиц межрегионального звена управления МЧС России, привязки по проводным линиям связи к стационарной сети связи МЧС России и телефонной сети связи общего пользования, а также проводной связи с элементами узла связи и пунктами управления оперативной группы, спасательного центра при развертывании пункта на местности.

Изобретение относится к средствам получения и распространения спутниковых изображений земной поверхности. .

Изобретение относится к системе мобильной связи и предназначено для эффективного пополнения сотовой сетевой модели. .

Изобретение относится к области связи, в частности к радиотехническим беспроводным коммуникационным системам. .

Изобретение относится к передаче данных и более конкретно адаптивной к скорости передачи передающей схемы для системы связи с большим количеством входов и выходов (БКВВ, MIMO), и обеспечивает передачу переменного количества потоков символов данных, разнесение передачи для каждого потока символов данных и позволяет полностью использовать суммарную мощность передачи системы и полную мощность каждой антенны.

Изобретение относится к области радиосвязи. .

Изобретение относится к области радиосвязи и может использоваться для создания многоканальных радиостанций, обеспечивающих двухстороннюю радиосвязь. .

Изобретение относится к области радиотехники. .

Изобретение относится к системам беспроводной связи, использующим множество несущих для передачи данных, и предназначено для улучшения качества обслуживания для конечных пользователей. Изобретение раскрывает способ и устройство для мультисотовой беспроводной связи, в котором определяется статус вторичной обслуживающей соты. При условии, что вторичная обслуживающая сота определена как деактивированная, осуществляется освобождение процесса гибридного автоматического запроса повторения (HARQ), ассоциированного с вторичной обслуживающей сотой. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано при управлении скоростью передачи по восходящей линии связи в системе мобильной связи. Способ измерения мощности Расширенного выделенного физического канала данных для мобильной станции заключается в том, что на базовой станции радиосвязи измеряют мощность приема выделенного физического канала управления, передаваемого с мобильной станции, выделяют размер передаваемого блока данных для пользовательских данных восходящей линии связи из Расширенного выделенного физического канала управления, передаваемого с мобильной станции, получают, основываясь на информации идентификации, полученной от контроллера радиосети, отношение мощности передачи Расширенного выделенного физического канала данных к Выделенному физическому каналу управления, которое соответствует извлеченному размеру передаваемого блока данных, на основании таблицы соответствия, в которой сопоставлены размер передаваемого блока данных и отношение мощности передачи Расширенного выделенного физического канала данных к выделенному физическому каналу управления, и вычисляют мощность приема Расширенного выделенного физического канала данных на основании измеренной мощности приема выделенного физического канала управления и полученного отношения мощности передачи. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 23 ил.

Изобретение относится к системам дуплексной радиосвязи и может быть использована для передачи сигналов управления и синхронизации с пункта контроля и управления большой группе территориально-распределенных объектов, а также для сбора информации с указанных объектов для централизованного управления технологическими процессами территориально-распределенных объектов (стационарных и подвижных). Техническим результатом является повышение избирательности, помехоустойчивости и надежности дуплексной радиосвязи между пунктом контроля и управления и каждым территориально-распределенным объектом путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам. Региональная информационная система связи содержит пункт контроля и управления и территориально-распределенные объекты, соединенные между собой дуплексной радиосвязью, в которых определенным образом соотносятся частоты гетеродинов, узкополосных фильтров и селекторов частоты. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано при испытаниях систем радиосвязи. Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей за счет ввода сертифицированных приемных и передающих трактов, приема на них и передачи с них радиосигнала в ходе испытаний. Способ радиосвязи основан на включении N сертифицированных приемных и передающих трактов, введении сертифицированной системы ионосферного зондирования для краткосрочного и долгосрочного прогноза прохождения радиоволн и контроля состояния выбранной радиотрассы, введении сертифицированного автоматизированного измерительного комплекса. С его помощью измеряют параметры и характеристики испытуемых объектов, вводят автоматизированную систему обработки и хранения результатов испытаний, обрабатывают параметры и характеристики испытуемых объектов и сравнивают с информацией предыдущих испытаний. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике связи. Технический результат состоит в повышении эффективности передачи ВЧ сигнала в режиме Simulcast во время переходного периода с аналогового на цифровое вещание. Для этого предлагается модернизировать способ модуляции излучаемого в эфир одним передатчиком ВЧ сигнала при одновременном излучении передатчиком сигнала аналогового вещания AM и цифрового радиовещания DRM (режим Simulcast), при котором аналоговая часть излучаемого сигнала является амплитудно-модулированным сигналом с одной или двумя боковыми полосами. Аналоговую часть сигнала AM необходимо подвергать динамической обработке (ДOAM) посредством изменения уровня несущей в такт с огибающей модулирующего сигнала, при этом обработке подвергают как уровень несущей, так и уровни боковых или боковой. 8 ил.
Изобретение относится к способу радиосвязи с многостанционным доступом. Технический результат состоит в повышении степени защиты передаваемой информации. Для этого оптимизируют длительности кадра так, чтобы исключить коллизии при одновременной работе передающих средств подвижных объектов, используют частотное и временное распределения каналов радиосвязи, изменяемых каждый кадр, дополнительно шифрируют данные, а на приемной стороне дешифрируют.

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано при построении дуплексных систем зоновой радиосвязи, в том числе средневолновых и коротковолновых. Технический результат состоит в обеспечении условий электромагнитной совместимости приемной и передающей аппаратуры базовой станции. Для этого способ основан на периодическом переключении с приема на передачу, причем на передаче от вызывающей абонентской радиостанции на базовую станцию вызывного сигнала посылают синхропосылку, номер вызываемого абонента и собственный номер отправителя, при передаче от базовой станции осуществляют синхронизацию циклов прием/передача вызываемой абонентской радиостанции и ретранслятора базовой станции, в случае успешного вхождения в связь каждая из абонентских радиостанций производит поочередную передачу на базовую станцию и прием от базовой станции информационных кадров, при завершении обмена установленная связь разрывается и абонентские радиостанции переходят в режим дежурного приема. 2 ил.

Изобретение относится к системе беспроводной связи, такой как глобальная система мобильной связи, использующая множество несущих, и позволяет, по меньшей мере, двум модулям с множеством несущих совместно реализовывать их обработку. Изобретение раскрывает, в частности, способ обработки несущих, который включает в себя получение управляющей информации каждого модуля с множеством несущих, ассоциированной с несущими; согласно полученной управляющей информации, определение несущей, используемой посредством каждого модуля с множеством несущих; и выполнение обработки посредством каждого модуля с множеством несущих согласно определенной несущей. А также устройство связи, которое включает в себя блок обработки, сконфигурированный, чтобы получать управляющую информацию каждого модуля с множеством несущих, ассоциированную с несущими, и согласно полученной управляющей информации, определять несущую, используемую посредством каждого модуля с множеством несущих; и блок уведомления, сконфигурированный, чтобы инструктировать каждому модулю с множеством несущих выполнять обработку согласно определенной несущей. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к методикам выполнения регулирования мощности и передачи обслуживания. Технический результат состоит в уменьшении помех и достижении хорошей эффективности для всех терминалов. Для этого в одном аспекте регулирование мощности (PC) поддерживают в нескольких PC-режимах, таких как PC-режим "вверх-вниз" и PC-режим на основе стирания. Для использования может быть выбран один PC-режим. Служебные сигналы могут отправляться для указания выбранного PC-режима. Если выбран PC-режим "вверх-вниз", то базовая станция оценивает качество принимаемого сигнала для терминала и отправляет PC-команды, чтобы инструктировать терминалу отрегулировать свою мощность передачи. Если выбран PC-режим на основе стирания, то базовая станция отправляет индикаторы стирания, которые указывают, являются ли кодовые слова, принимаемые от терминала, стертыми или нестертыми. Для обоих PC-режимов терминал регулирует свою мощность передачи на основе обратной связи регулирования мощности (к примеру, PC-команд и/или индикаторов стирания), чтобы достичь целевого уровня эффективности (к примеру, целевой частоты стирания для кодовых слов). Индикаторы стирания также могут быть использованы для передачи обслуживания. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области телекоммуникационных технологий, а более конкретно к конструкциям сканирующих высокочастотных антенн. Технический результат - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения полного кругового сканирования. Для этого цилиндрическая сканирующая антенна бокового излучения содержит: цилиндрический волновод, образованный двумя (верхним и нижним) параллельными металлическими дисками; диэлектрический цилиндр, являющийся заполнением цилиндрического волновода и выполненный с возможностью функционирования как в качестве согласующего трансформатора между цилиндрическим волноводом и свободным пространством, так и в качестве диаграммообразующего элемента; прямоугольную решетку излучателей, ориентированных нормально плоскости самой решетки, помещенную осесимметрично в цилиндрический волновод, причем плоскость решетки расположена параллельно основанию цилиндрического волновода; два металлических цилиндра, расположенные соответственно над верхним и под нижним дисками и выполненные с возможностью функционирования в качестве вспомогательных цилиндрических излучателей, корректирующих диаграммы направленности в угломестной плоскости. 6 з.п.ф-лы, 10 ил.
Наверх