Многодиапазонный ретранслятор радиосвязи на привязном аэростате



Многодиапазонный ретранслятор радиосвязи на привязном аэростате
Многодиапазонный ретранслятор радиосвязи на привязном аэростате
Многодиапазонный ретранслятор радиосвязи на привязном аэростате
Многодиапазонный ретранслятор радиосвязи на привязном аэростате

 


Владельцы патента RU 2537798:

Закрытое акционерное общество НТЦ "Технологии телекоммуникаций и автоматизированных систем" (ЗАО НТЦ "Техтелеком-АС") (RU)

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для связи ретрансляторов связи на привязных аэростатах. Технический результат изобретения заключается в расширении телекоммуникационных функций ретрансляторов связи на привязных аэростатах MB, ДМВ и СМВ диапазонов за счет использования сверхдлинноволнового, длинноволнового и средневолнового (СДВ-СВ) диапазонов частот для связи с удаленными подвижными и стационарными объектами. В изобретении кабель-канат является приемо-передающей антенной для мобильной наземной радиостанции СДВ-СВ диапазонов частот, а также используется для электропитания ретранслятора связи на привязном аэростате. 4 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для связи ретрансляторов на привязных аэростатах с удаленными подвижными и стационарными объектами в сверхдлинноволновом, длинноволновом и средневолновом (СДВ-СВ) диапазонах частот.

Ретрансляторы радиосвязи на привязных аэростатах (РТ РС-ПА) с передачей по кабель-канату информационных потоков и электроэнергии на борт аэростата обеспечивают работу в линиях и сетях спутниковой связи, широкополосного радиодоступа, мобильной связи и теле- и радиовещания.

Уровень техники

Известен РТРС-ПА (Патент РФ №2436240, опубл. 10.08.2011 г., МПК H04B 7/04) «Ретранслятор радиосигналов и турникетный ультракоротковолновый излучатель», предназначенный для использования в сетях мобильной УКВ радиосвязи. Однако применение данного РТРС-ПА ограничивается узким частотным диапазоном (от 200 до 400 МГц), то есть не обеспечивает работу в диапазоне СДВ-СВ.

Известна тросовая антенная система для средневолнового вещания (Патент Японии №1157602, опубл. 20.06.1989 г., МПК H01Q 1/14, H01Q 9/34). Данная антенная система представляет собой вертикальный вибратор, поддерживаемый на необходимой высоте воздушным шаром. В заданном положении шар удерживается с помощью трех тросов, секционированных изоляторами. Фалы воздушного шара объединены в общей точке в нижней части шара. К этой же точке механически и электрически через изолятор подсоединен излучающий элемент, в качестве которого используется один из поддерживающих тросов. Высокочастотная энергия на излучающий элемент подается от генератора, расположенного на земле.

Недостатками указанной тросовой антенной системы средневолнового (СВ) вещания является узкий диапазон рабочих частот (только СВ), а также невозможность передачи по тросу информационных потоков и электроэнергии, что исключает работу тросовой антенной системы в составе РТРС-ПА.

Известна также тросовая антенная система, выбранная в заявленном изобретении в качестве прототипа (в части излучения колебаний СДВ диапазона частот), содержащая трос, прикрепленный для натяжения к аэростату через изолятор (Патент США 4903036, опубл. 20.02.1990 г., МПК H01Q 1/28). При этом возбуждение электромагнитных колебаний в тросе осуществляется с земли генератором через трансформатор.

Недостатками данной тросовой антенной системы также являются узкий диапазон рабочих частот, ограниченный только СДВ диапазоном, а также невозможность передачи по тросу информационных потоков и электроэнергии, что исключает их работу в составе РТРС-ПА.

Наиболее близкая к заявленному изобретению и выбранная в качестве прототипа (в части использования в РТРС-ПА) является «Интегрированная система мобильной связи» (Патент РФ №2468516, опубл. 20.08.2011 г., МПК H04H 60/79), которая обеспечивает телекоммуникационное взаимодействие абонентов мобильных сетей одного или нескольких стандартов с коммутируемой телефонной сетью общего пользования через систему спутниковой связи.

Данная система позволяет через спутник связи обеспечить доступ абонентов к услугам сотовой связи практически в любой точке земного шара. Однако недостатком такого РТРС-ПА является диапазон рабочих частот, который ограничен диапазоном аппаратуры спутниковой и сотовой связи работающих в ДМВ и СМВ диапазонах и не позволяет обеспечивать связь в диапазонах СДВ-СВ.

Таким образом, проведенный анализ аналогов и прототипов показал следующее:

- использование существующих РТРС-ПА ограничивается диапазонами волн от MB до СМВ, то есть радиосвязью только прямой видимости и исключают возможность использования СДВ-СВ диапазонов волн;

- использование тросовых антенн СДВ-СВ диапазона исключает возможность передачи на борт аэростата электроэнергии и информационных потоков для работы РТРС-ПА.

В связи с этим, налицо противоречие, взаимно исключающее возможность применения аппаратуры СДВ-СВ и МВ-СМВ диапазонов в составе одного РТРС-ПА и получение, таким образом, многодиапазонного РТРС-ПА.

Раскрытие изобретения

Целью изобретения является расширение телекоммуникационных функций РТРС-ПА, работающего в MB-СМВ диапазонах частот, за счет сверхдлинноволнового, длинноволнового и средневолнового (СДВ-СВ) диапазонов, что приводит к многодиапазонному (СДВ-СВ и MB-СМВ) РТРС-ПА.

Поставленная цель достигается использованием в качестве антенны СДВ-СВ диапазона жил электропитания кабель-каната привязного аэростата. В данном случае жилы электропитания выполняют двойную функцию:

- используются для передачи электроэнергии для бортовых систем аэростата и ретранслятора связи;

- являются приемо-передающей антенной для мобильной наземной радиостанции СДВ-СВ диапазонов частот.

Пример конструктивного исполнения аэростатного кабель-каната показан на фиг.1.

Радиостанция СДВ-СВ диапазона 16 (фиг.2) подключена к одной из жил электропитания 12 кабель-каната параллельно источнику питания аэростата и бортовых средств связи (14) через блок полосовых (15) и режекторных (13) фильтров, осуществляющих частотную развязку выхода радиостанции и источника питания. Аналогичная частотная развязка осуществляется и на аэростате (фиг.3) путем подключения режекторных фильтров 18 до источника вторичного питания (17).

Общий вид многодиапазонного РТРС-ПА показан на фиг.4. В его состав входят аэростат (19) с бортовыми средствами связи (22), к которым подключен кабель-канат (23). Нижний конец кабель-каната подключен к автомобилю (автомабилям) управления (26), в состав которого входят:

- источник электропитания аэростата и бортовых средств связи (14);

- полосовые (15) и режекторные (13) фильтры;

- радиостанция СДВ-СВ диапазона 16.

Канаты (20) используются для швартовки и удержания аэростата на земле. Фалы аэростата (21) соединены в общей точке и через сцепное устройство (24) механически соединены с кабель-канатом (23).

Введена индуктивность (25), которая подключена в разрыв жилы электропитания на расстоянии, равном λmin/4 от земли, где λmin - минимальная длина волны диапазона рабочих частот радиостанции.

Введенная индуктивность обладает минимальным сопротивлением по постоянному току для питания бортовых средств многодиапазонного РТРС и, одновременно, являются нагрузкой для переменного тока, что обеспечивает работу радиостанции в широком (СДВ-СВ) диапазоне частот.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - строение аэростатного кабель-каната:

1 - жилы электропитания, осуществляющие передачу электрической энергии к средствам связи на борту аэростата и собственным системам аэростата;

2 - оптические волокна для передачи информации;

3 - корд жесткости;

4 - герметизирующий состав, заполняющий пространство между жилами кабель-каната;

5 - скрепляющая лента из полимерной пленки;

6 - внутренняя оболочка;

7 - первый повив грузонесущего элемента из пучков синтетических нитей;

8 - второй повив грузонесущего элемента из пучков синтетических нитей;

9 - пучки-заполнители из синтетических нитей;

10 - скрепляющий пучок синтетических нитей;

11 - наружная защитная оболочка.

Фиг.2 - схема подключения радиостанции СДВ-СВ диапазона к кабель-канату:

12 - одна из жил электропитания кабель-каната;

13 - блок режекторных фильтров;

14 - источник питания аэростата и бортовых средств связи;

15 - блок полосовых фильтров;

16 - радиостанция СДВ-СВ диапазона.

Фиг.3 - схема подключения жил электропитания к источнику вторичного питания РТРС-ПА:

17 - источника вторичного питания РТРС-ПА;

18 - блок режекторных фильтров.

Фиг.4 - общий вид многодиапазонного ретранслятора радиосвязи на привязном аэростате:

19 - аэростат;

20 - канаты;

21 - фалы аэростата;

22 - бортовые средства связи;

23 - кабель-канат;

24 - сцепное устройство;

25 - индуктивность;

26 - автомобиль (автомобили) управления.

Осуществление изобретения

Применение жил электропитания в качестве передающих антенн расширяют телекоммуникационные возможности аэростатных систем без ввода дополнительных сложных узлов и без увеличения массы многофункционального РТРС-ПА.

Положительной стороной заявленного изобретения является отсутствие необходимости экранирования кабель-каната для уменьшения наводок в жилах электропитания. Функцию устранения влияния высокочастотных наводок на средства связи осуществляют полосовые и режекторные фильтры 13, 15 и 18.

Отсутствие необходимости экранирования кабель-каната позволяет отказаться от медной экранной оплетки кабель-каната, которая увеличивает его массу до 400 кг на каждый километр длины.

Возможность существенного уменьшения массы позволяет снизить стоимость кабель-каната и увеличить массу полезной нагрузки многодиапазонного РТРС-ПА, например разместить на нем средства радиоразведки, радиолокации, видеонаблюдения и т.д. Это позволит создавать многофункциональные многодиапазонные РТРС-ПА связи, радиоразведки, радиолокации, видеонаблюдения и т.д.

Многодиапазонный ретранслятор радиосвязи, состоящий из аэростата с бортовыми средствами связи, кабель-каната, источника электропитания бортовых систем, полосовых и режекторных фильтров и радиостанций СДВ-СВ диапазонов, отличающийся тем, что кабель-канат используется для передачи электроэнергии для бортовых систем, а также является приёмо-передающей антенной для мобильной наземной радиостанции СДВ-СВ диапазонов частот.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к элементам конструкции антенн самолетов дальнего радиолокационного обнаружения. Вращающийся обтекатель антенн, выполненный в виде кессона и предназначенный для установки на фюзеляже за крылом посредством пилонов, содержит центральный узел - силовой куб, состоящий из верхней и нижней панелей обшивок кессона, двух лонжеронов и двух силовых нервюр.

Изобретение относится к мобильному устройству дальней связи. Технический результат - улучшение мобильной дальней связи.

Изобретение относится к антенной технике. Технический результат - возможность формирования большого количества узких лучей.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к антенной технике, предназначенной для обслуживания бортовой радиоаппаратуры ближней навигации и посадки самолетов в дециметровом диапазоне частот.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способам беспроводной передачи электроэнергии. Технический результат - возможность передавать магнитную индукцию в непроводящей газовой среде дистанционно, без использования специально сооружаемых для этого магнитопроводов.

Устройство относится к радиотехнике, а именно к антенно-фидерным устройствам СВЧ бортового радиооборудования самолетов. Техническим результатом является обеспечение кругового обзора пространства приемопередатчиком и тремя радиоприемными устройствами с трехантенной системой и улучшение энергетических характеристик коммутационно-разделительного устройства.

Изобретение относится к авиационной технике и касается самолетов радиолокационного дозора и наведения палубного и наземного базирования. Самолет содержит фюзеляж, высокорасположенное крыло, горизонтальное и разнесенное вертикальное оперение, силовую установку и шасси.

Изобретение относится к области авиационной радиолокации. Самолет дальнего радиолокационного обнаружения корабельного базирования состоит из фюзеляжа, переднего крыла обратной стреловидности и заднего крыла нормальной стреловидности, расположенных в верхней части фюзеляжа и отклоненных вверх, двигательной установки и радиолокатора с носовой и боковыми активными фазированными антенными решетками.

Изобретение относится к конструктивным элементам фюзеляжа летательного аппарата. Обтекатель антенны, установленный на самолете, содержит радиопрозрачную переднюю и металлическую заднюю части, обшивку, подкрепленную силовым набором.

Изобретение относится к фазированным антенным решеткам, при этом функция формирования диаграммы направленности в пределах фазированной решетки упрощена разделением ее на две стадии, среди которых стадия подрешетки относится к постоянному или нечасто изменяемому набору перекрывающихся подрешеток, а основная стадия обеспечивает реконфигурирование главной схемы в виде многочисленных реконфигурируемых сфокусированных лучей в пределах определенной области покрытия.

Изобретение относится к мобильному устройству дальней связи. Технический результат - улучшение мобильной дальней связи. Мобильное устройство дальней связи для летательного аппарата, для установления соединения дальней связи в радиочастотном диапазоне с базовой станцией, содержит, по меньшей мере, первую и вторую антенну, электромагнитный экран, расположенный между первой и второй антенной, логический компонент, при этом первая и вторая антенна приспособлены для передачи и приема сигналов дальней связи одной и той же полосы частот, и при этом логический компонент выбирает, первая или вторая антенна используется для соединения дальней связи с базовой станцией. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 14 ил.
Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано при креплении антенных обтекателей скоростных ракет различных классов. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности узла крепления обтекателя с корпусом летательного аппарата за счет более точного базирования (центрирования) антенного обтекателя на шпангоуте. Узел крепления обтекателя с корпусом летательного аппарата содержит металлический шпангоут, соединенный с керамическим обтекателем слоем эластичного термостойкого клея. По окружности шпангоут имеет кольцевую проточку, заполненную эластичным термостойким клеем, по центру которой выполнены крестообразные сквозные пазы под углом 45° к продольной оси шпангоута. По краям и в центре пересечения пазов имеются сквозные отверстия. В части шпангоута, обращенной в сторону обтекателя, выполнены компенсаторы теплового расширения в виде осевых сквозных дополнительных пазов с отверстиями с образованием цанговых лепестков, непосредственно контактирующих своей наружной поверхностью с внутренней поверхностью обтекателя. Крестообразные пазы и компенсаторы теплового расширения размещены поочередно и равномерно. 1 ил.

Изобретение относится к области автоматики и предназначено для арретирования подвижной части антенн бортовых радиолокационных станций (БРЛС), размещаемых на подвижных объектах. Технический результат - устранение угрозы выхода из строя антенны из-за ударов ее подвижной части об ограничители при маневрировании объекта, поскольку обеспечивается торможение подвижной части антенны путем шунтирования обмоток электродвигателей при отключении электропитания. Для этого устройство электромагнитного арретирования антенны БРЛС содержит бесконтактные моментные электродвигатели, связанные через редукторы с осями карданного подвеса, на внутренней раме которого установлено антенное полотно, блок управления электродвигателями, бортовой источник электропитания, и снабжено коммутаторами, подключенными к бортовому источнику электропитания, и шунтами, которые подключены через нормально замкнутые контакты коммутаторов к обмоткам электродвигателей, при этом блок управления подключен к обмоткам электродвигателей через нормально разомкнутые контакты коммутаторов. 2 ил.

Изобретение относится к авиационной технике и касается создания самолетов с системой антенн кругового обзора как палубного, так и наземного базирования для задач радиолокационного дозора и наведения (РЛДН), управления воздушным движением и морского патрулирования. Самолет пониженной радиолокационной заметности содержит фюзеляж, крыло, оперение, силовую установку, шасси и систему антенн кругового обзора. Центральная часть крыла выполнена с радиопрозрачными передними и задними кромками и имеет большее сужение, чем концевые части крыла. При этом центральная часть крыла выполнена с таким сужением, чтобы установленные в ее передних и задних кромках антенны обеспечивали круговой обзор. Достигается расширение зоны кругового освещения воздушной обстановки, ограниченной только техническими возможностями антенн, снижение радиолокационной заметности, возможность беспрепятственного катапультирования экипажа, легкий доступ в обтекатели антенн РТК. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технике СВЧ и предназначено для активных устройств установки помех, которые применяются для отклонения приближающейся системы, оснащенной радиолокационной станцией. Технический результат - повышение степени защиты объектов. Устройство обеспечивает образование соответствующего облака с помощью активных устройств установки помех, содержащее по меньшей мере одну антенну, один приемник, одно устройство обработки сигналов и один радиопередатчик, один источник питания, а также систему на одном чипе SoC, систему в корпусе SIP и интегральную схему специального назначения ASIC с интегрированным приемно-передающим блоком. В качестве антенны используют антенну с очень широким диапазоном частот. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области радиотехники, а точнее к области антенн летательных аппаратов. Может быть использовано в дециметровом диапазоне длин волн в качестве передающей или приемной антенны летательного аппарата (ЛА), имеющего участок траектории с пониженным атмосферным давлением, на котором необходимо передавать радиосигналы. Технические результаты заключаются в упрощении конструкции излучателя, повышении технологичности изготовления, расширении функциональных возможностей, повышении надежности. Антенна ЛА содержит открытый с одного конца цилиндрический резонатор, заполненный диэлектриком, накладку, излучатель, втулку, коаксиальный соединитель с центральным проводником. Центральный проводник коаксиального соединителя удлинен внутрь цилиндрического резонатора и расположен во втулке. Открытый с одного конца цилиндрический резонатор является корпусом антенны ЛА. Излучатель закреплен на корпусе с помощью винтов. Коаксиальный соединитель закреплен на нижней крышке корпуса таким образом, что его продольная ось перпендикулярна оси антенны. На нижней крышке корпуса в диэлектрике крепится втулка. Вдоль втулки по направлению к нижней крышке выполнен плавный срез для осуществления симметрирования токов, текущих по центральному проводнику коаксиального соединителя и втулке. Излучатель выполнен в виде двух проводников на подложке печатной платы. Проводники расположены в одной плоскости и изогнуты под углом 90°, причем короткие и длинные отрезки проводников от точек изгиба расположены соосно и попарно равны. Длина и ширина отрезков каждого проводника выбраны таким образом, чтобы разность фаз токов между коротким и длинным отрезками составляла 90°. Один проводник соединен с центральным проводником коаксиального соединителя, а другой проводник с втулкой. 5 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антенной технике и, в частности, предназначена для работы с УКВ радиостанциями, размещенными на подвижных объектах: летательных аппаратах (ЛА), автомобилях и т.п. Техническим результатом является разработка самолетной УКВ антенны, обеспечивающей более широкодиапазонную работу по согласованию. Самолетная УКВ антенна состоит из нижней 1 и верхней 2 частей, разделенных диэлектрической вставкой 3. Нижняя часть 2 выполнена в виде полого проводника, в полости которого размещены два отрезка 5, 6 коаксиального фидера, выполняющие роль трансформирующих элементов, нижние концы которых соответственно подключены к соответствующим входам сумматора 7, обеспечивающего согласование их суммарного сопротивления с волновым сопротивлением фидера 11 от бортовой радиостанции. Экранные оболочки отрезков 5, 6 электрически соединены друг с другом и с верхней кромкой нижней части 1 антенны, а их центральные проводники подключены к верхней части 2 антенны. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится преимущественно к спутниковым информационным системам. Способ включает формирование межспутниковой линии радиосвязи (МЛР) между космическими аппаратами (КА), расположенными в одной орбитальной плоскости. По МЛР последовательно передают сигналы с одного выбранного КА, осуществляющего связь с наземным комплексом, на остальные КА. При этом одна из антенных решеток приемо-передающего модуля каждого КА направлена на смежный КА, расположенный спереди по ходу, а другая решетка - на КА, расположенный сзади по ходу его орбитального движения. Антенные решетки имеют сканирующие диаграммы направленности в плоскости орбиты системы. В каждом сеансе связи определяют и запоминают параметры ориентации приемо-передающих модулей по тангажу и рысканию, при которых обеспечивается приемо-передающая зона МЛР. Эти параметры передают с выбранного КА на остальные КА. Техническим результатом изобретения является повышение оперативности радиосвязи и технологичности процессов управления спутниковой системой. 2 ил.
Наверх