Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Аналіз існуючих засобів тропосферного зв’язку та їх основних частин

Технічне обґрунтування приймача

Останнім часом у вітчизняній і закордонній літературі, присвяченій розробці та аналізу приймально-передавальних пристроїв, саме на приймальний тракт ставиться наголос, як на основний елемент підвищення достовірності, надійності, безперервності, перешкодозахищеності [4].

Саме вдосконалення приймального тракту дозволяє вирішувати ті проблеми, які виникають при веденні тропосферного зв'язку. Середовище розповсюдження негативно впливає на радіосигнал, змінюючи його параметри і утруднюючи тим самим ведення зв'язку.

Звичайно ускладнення приймального тракту є негативним явищем, але лише застосування різних способів і методів компенсації впливу атмосфери та інших випромінюючих засобів дозволяють зменшити або взагалі виключити вплив швидких і повільних завмирань в тропосфері, міжсимвольну інтерференцію при передачі цифрової інформації, багатопроменевість розповсюдження сигналу, вплив інших випромінюючих засобів, вплив засобів РТР та РЕБ противника.

Аналізуючи засоби зв'язку, які є на озброєнні військ зв'язку легко помітити те, що відсутня будь-яка стандартизація і комплексний підхід до застосування станцій тієї чи іншої серії.

В США, розробляючи ТРС, по-перше, висуваються певні тактико-технічні характеристики, якими повинен володіти даний зразок техніки зв'язку; по-друге, організовується конкурс між заводами-виробниками; по-третє, розробляється не одна станція, а ціла серія, яка призначена для застосування в усіх ланках управління, починаючи від оперативно-тактичної і закінчуючи стратегічною. Найголовнішою перевагою «американської моделі» розробки новітніх зразків тропосферних засобів зв'язку є їх максимальна уніфікація до серії, тобто велика кількість блоків, модулів і касет від легкої станції ОТЛУ взаємозаміняють відповідні складові важкої цифрової ТРС СЛУ. Уніфікація зменшує вартість станцій, має велике значення при організації технічного забезпечення і ремонту техніки зв'язку в бойових умовах. Уніфікуючи техніку зв'язку, зменшуємо перелік необхідних матеріально-технічних засобів для відновлення працездатності станції. Серійна розробка станцій дозволяє краще підготувати спеціалістів, які експлуатують і відновлюють дані засоби зв'язку. Прикладом серійної розробки є американські станції AN/TRC [15, 18].

Аналізуючи техніку зв'язку, яка знаходиться на озброєнні військ зв'язку вимальовується зовсім протилежна картина. В різних ланках управління застосовуються абсолютно різні станції, які не мають зовсім нічого спільного між собою. Що стосується транспортної бази, то обстановка ще гірша. В багатомашинних важких станціях частина машин, наприклад ЗИЛ-131, а інша частина на базі УРАЛ-4320, що звичайно затруднює їх експлуатацію, ремонт і забезпеченню паливно-мастильних матеріалів, а в сумі впливає на мобільність і боєздатність.

Доцільно проаналізувати факт розробки Р-423. Дана серія цифрових ТРС увібрала в себе дуже багато нових на той час технологій і передових методик покращення зв'язку і т.п., але факт того, що антенно-фідерний тракт так і не зазнав змін (порівнюючи з Р-412М), вказує на те, що був не до кінця реалізований метод комплексного підходу при розробці нової цифрової ТРС.

Усуваючи недоліки, які розглянуто вище при розробці нової цифрової ТРС, доцільним є комплексний підхід при вирішенні цього завдання.

  • 1. Значних змін набуває обладнання обробки лінійного сигналу в тракті прийому.
  • 2. Замість вісенесиметричної антени, застосовувати обладнання для цифрового формування діаграми променя.
  • 3. Змін повинно зазнати обладнання каналоутворення з метою покращення його характеристик і розширення функціональних можливостей контролю, а головне - для зміни швидкостей передачі і переведення їх з військового стандарту до швидкостей цивільних мереж Європейської ієрархії. В модифікованих Р-423М-1(2) швидкісні режими становлять: 64; 512; 1024; 2048 кбіт/с, що звичайно полегшує інтеграцію і сумісну роботу цивільних і військових мереж. Можливість сумісної роботи військових і цивільних мереж має велике значення в мирний час і в початковий період воєнних дій [16].

Важливим напрямком вдосконалення тропосферних систем зв'язку є створення пристроїв, котрі підвищують стійкість приймаємого рівня флуктуюючого тропосферного сигналу, тобто дозволяють створити енергетичний «запас» на флуктуації (завмирання) сигналу при дальньому тропосферному розповсюдженні радіохвиль. Необхідно відмітити, що різні умови застосування тропосферних систем зв'язку вимагають високої інформаційної надійності цих систем.

Проведені у нас в країні і за кордоном дослідження по створенню і експлуатації тропосферних систем зв'язку показують, що найбільш перспективним напрямком підвищення ефективності функціонування цих систем є застосування в них адаптивних пристроїв обробки сигналу, як в антенних пристроях і приселекторах приймальних трактів, так і безпосередньо в трактах приймачів під час перетворення сигналу на високій, проміжній та низькій частоті.

В останні роки намітилася тенденція до використання адаптивних пристроїв обробки сигналів (адаптивних модемів) в тропосферних системах зв'язку, що розробляються в США, Великобританії, Ізраїлі та інших. Однак це не дозволяє забезпечити високу інформаційну надійність тропосферного зв'язку у випадку глибоких флуктуацій (завмирань) сигналів, так як основні енергетичні втрати в сигналі відбуваються саме в антенних пристроях цих систем. Застосування адаптивних антенних пристроїв не завжди дозволяє отримати потрібні ефекти, так як відсутня оперативна обробка зв'язку між адаптивними приймальними та передавальними пристроями.

Проблема забезпечення оперативного і надійного зв'язку за допомогою мобільних систем тропосферного зв'язку актуальна для України. Актуальність можна проілюструвати прикладом США, де паралельно з чітко налагодженою системою космічного зв'язку існує суттєво широка мережа тропосферних каналів, що забезпечують високу ступінь надійності зв'язку і його оперативність. Для України з її обмеженими просторами такі ж масштаби організації зв'язку як в США не потрібні, але оперативність зв'язку, його мобільність і захищеність потрібні завжди, особливо в період надзвичайних ситуацій, коли розгортання особливо важливих напрямків зв'язку вимагають високої оперативності і надійності. В цей період мобільні системи тропосферного зв'язку дозволяють створювати багатоінтервальні радіолінії, котрі забезпечують зв'язком всі особливо важливі напрямки в Україні.

Системи ДТЗ відрізняються високою інформативністю і тому від них вимагається забезпечення високої інформаційної надійності при їх функціонуванні за цільовим призначенням. Інформаційна надійність залежить від флуктуації приймає мого сигналу, котрий піддається впливу швидких і повільних завмирань сигналу, що виникають при розповсюдженні радіохвиль у тропосфері. Ефект завмирань сигналу в системах тропосферного зв'язку заклечається в зникненні сигналу в приймачах на короткий або довгий період часу, тобто менше 5 хвилин - це швидкі завмирання, а більше 5 хвилин - це повільні завмирання.

Причини завмирань сигналів при ДТРР - зміна метеорологічних умов в тропосфері. При цьому можливі ріні типи завмирань [19]:

  • - рефракційні завмирання за рахунок екрануючого впливу перешкод; обумовлені зменшенням просвіту на трасі при субрефракції в тропосфері і попаданням приймальної антени в область глибокої тіні; відносяться до повільних завмирань; володіють слабкою частотною залежністю і відбуваються одночасно по всіх стволах зв'язку в системі ДТЗ в одному частотному діапазоні;
  • - рефракційні завмирання інтерференційного типу; обумовлені збільшенням просвіту на трасі при підвищенні рівня рефракції і попаданні приймальної антени у інтерференційні мінімуми, що є наслідком прямої хвилі і хвиль відбитих від земної поверхні; відносяться до швидких (селективних) завмирань; спостерігаються не одночасно по ВЧ стволам системи ДТЗ (при глибині в 25…30 дБ і тривалістю від секунди до десятків секунд);
  • - інтерференційні завмирання за рахунок впливу шарових неоднорідностей тропосфери; викликані інтерференцією прямої хвилі і хвиль відбитих від шарових неоднорідностей тропосфери і попаданням приймальної антени в інтерференційні мінімуми; зумовлені багатопроменевим розповсюдженням в тропосферних хвильоводах; відносяться до швидких (селективних) завмирань (при глибині в 25…30 дБ і тривалістю від долей секунди до секунди);
  • - завмирання за рахунок екрануючого впливу шарових неоднорідностей тропосфери; обумовлені ослабленням радіохвиль при проходженні через тропосферу, коли більша частина енергії відбивається і лише невелика частина досягає точки прийому; відносяться інколи до швидких завмирань сигналу відносно середнього рівня або до повільних завмирань, котрі практично корельовані в межах одного частотного діапазону; спостерігаються одночасно по всім стволам зв'язку системи ДТЗ;
  • - завмирання за рахунок ослаблення гідрометеорами; обумовлені роззіюванням радіохвиль частинками гідрометеорів (дощ, туман, сніг і т.п.) і нерезонансним поглинанням в самих частинках;
  • - завмирання за рахунок поглинання в газах, які входять до складу тропосфери; обумовлені взаємодією падаючого поля радіохвилі і молекул газів, що володіють електричним і магнітним моментами; мають селективний характер; досягають максимуму при співпаданні частоти впливаючого поля з власними частотами коливань молекул [11].

Як зазначалося вище, однією зумов розробки нової цифрової ТРС є застосування антенного пристрою на основі новітніх технологій, як приклад представимо цифрову антенну решітку.

Від традиційних фазрваних вони відрізняються виконанням операції аналого-цифрового перетворення в кожному приймальному каналі, формуванням діаграми направленості всієї решітки в цифровому вигляді і з подальшою обробкою сигналів на основі процедур багатоканального аналізу.

За допомогою ЦАР може бути реалізований одночасний прийом множини сигналів в широкому просторовому секторі з послідуючою зміною параметрів кожного з них. Цифровим додаванням сигналів при такій просторово-частотній обробці нарощується миттєвий динамічний діапазон системи зв'язку до значень, принципово не досяжних в аналоговій техніці (в ультразвуковій ЦАР отриманий динамічний діапазон 150 дБ). Це служить підставою до реалізації високої перешкодозахищеності таких систем, котра обумовлюється і цифровим формуванням високоідентичних частотних фільтрів по виходам приймальних каналів [12, 13].

Доцільно відмітити, що ЦАР - досить досконала просторово-селективна система, і в нійнайбільш повно можуть бути реалізовані адаптивні методи обробки сигналів. За допомогою прийомо-передаючих адаптивних ЦАР на цифрових ТРС можливо забезпечити [12, 13]:

  • - подавлення заважаючих сигналів, котрі виникають внаслідок багатошляхового розповсюдження радіохвиль, тобто суттєво знизити глибину федінгової модуляції;
  • - підвищення інтенсивності корисних сигналів за рахунок фокусування в напрямках джерел радіоповідомлень максимумів діаграми направленості антени;
  • - покращення співвідношення сигнал/перешкода за рахунок формування «нулів» діаграми спрямованості в напрямках джерел заважаючих сигналів, в тому числі сусідніх станцій, завдяки чому вдається підвищити пропускну здатність каналів зв'язку в нестаціонарних умовах розповсюдження радіохвиль.
 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ
Аналіз існуючих засобів тропосферного зв’язку та їх основних частин