|
|
| Разместил: |
Питер_AM  |
| Авторские права |
Справочник по радиоэлектронным системам под ред. Б.Х. Кривицкого., т.1, Москва, Энергия, 1979г. |
|
|
В земную атмосферу в течение суток из космического пространства вторгается огромное количество метеоров с массой от 10-12 до 104 г и радиусом от 0,2 мк до 8 см. Скорость метеорных частиц лежит в пределах от 11 до 73 км/с. Вследствие этого при попадании в атмосферу Земли частицы сильно нагреваются и, достигая высоты 70—120 км, сгорают. При этом образуется метеорный след, содержащий свободные электроны и ионы, который быстро расширяется из-за диффузии. Протяженность метеорного следа достигает 10—25 км при времени существования от 5 мс до 20 с. Учитывая огромное количество вторгающихся в атмосферу частиц, можно осуществлять радиосвязь, используя отражение радиоволн от ионизированных следов метеоров.
Метеорные следы с электронной концентрацией, меньшей чем 10-14 электронов на 1 м длины, относят к следам со «слабой концентрацией». При отражении от таких следов мощность принимаемого сигнала с течением времени быстро увеличивается и достигает своего максимального значения при прохождении через центр главной зоны Френеля. [33]
Формулы для следов со слабой и сильной концентрацией различны, так же как и характер изменения мощности принимаемого сигнала (рис. 4-50).
С помощью формул можно ориентировочно рассчитать основные параметры радиолинии метеорной связи.
Для статистической оценки и расчета пропускной способности линий метеорной связи необходимо знать законы распределения уровней, длительности и числа отраженных сигналов. Эти параметры в значительной степени зависят от географического расположения трассы, времени года и суток, мощности передатчика и чувствительности приемника. Однако экспериментально установлено, что коэффициент использования канала, который равен проценту времени, в течение которого имеется пригодный для связи сигнал, меняется от 2 до 20%. Естественно, что этот коэффициент также зависит от времени суток, чувствительности приемника и мощности передатчика, но для большинства известных радиолиний метеорной связи он лежит в указанных пределах.
Исходя из особенностей появления пригодных для связи метеорных следов, система связи должна включать два идентичных приемопередатчика. Передатчики непрерывно излучают энергию без модуляции на частотах, разнесенных на некоторый интервал.
Каждый приемник настроен на частоту передатчика, находящегося на противоположном конце радиолинии. Как только сигнал на входе одного из приемников превысит некоторое пороговое соотношение сигнал/шум, стробирующее устройство передатчика срабатывает и с большой, скоростью начинается передача информации. Передача информации продолжается до тех пор, пока отношение сигнал/шум не падает ниже порогового уровня. В приемнике принимаемая информация накапливается, затем считывается с обычной скоростью.
В описываемой системе предполагается полная обратимость механизма отражения и идентичность уровня шума и оборудования. Так как таких условий на практике нет, необходимо, чтобы процесс стробирования управлялся отношением сигнал/шум, существующим в приемнике, для которого ведется передача. Информация для этого может быть передана по обратному радиоканалу, который используется или только для этой цели, или также для передачи данных.
Несмотря на некоторую сложность оборудования, необходимого для метеорных систем связи, подобные системы могут передавать информацию на расстояниях до 2200 км между передатчиком и приемником, причем такие линии передачи не подвержены воздействию изменений ионосферы и других помех, имеющих место в KB диапазоне. Однако испытания одной из систем показали, что на надежность связи в полярной области достаточно сильно влияют поглощения на частотах, близких к 40 МГц, и возникает повышенное число ошибок из-за быстрых флуктуации сигнала, вызванных полярными сияниями.
Системы метеорной связи могут обеспечить и повышенную надежность в условиях воздействия преднамеренных помех. Действительно, в системе метеорной связи автоматически выбираются те следы, которые создают зону приема для сигналов, излучаемых с противоположной станции, в точке расположения приемной станции. Любой другой приемник должен находиться в той же зоне приема, если он предназначен для перехвата информации. Естественно, что при этом он будет принимать эту информацию лишь тогда, когда выполняются заданные условия приема. По мере удаления приемника от станции метеорной связи эти условия будут выполняться все в меньшей степени. При расстоянии в несколько сотен километров приниматься будет лишь ничтожная часть информации. Эта же особенность систем метеорной связи обеспечивает известную защиту от помех, создаваемых посторонними станциями.
В системах метеорной связи используются сравнительно простые антенные системы. Удовлетворительные результаты были получены при использовании как для приема, так и для передачи одиночных пятиэлементных директорных антенн типа «волновой канал». Конечно, повышение коэффициента усиления антенн приводит к улучшению характеристик системы.
В метеорных линиях весьма желательно иметь идентичные диаграммы излучения передающей и приемной антенн иди использования одной и той же антенны как для передачи, так и для приема. В этом случае необходима хорошая развязка приемной и передающей аппаратуры.
Следует заметить, что наибольший коэффициент использования канала получается при отклонении диаграмм направленности приемной и передающей антенн в сторону от плоскости большого круга небесной сферы, причем наивыгоднейший угол направления антенн зависит от времени суток и географического расположения линии связи.
Эти отклонения достигают 30°, что подтверждает сферически равномерное гелиоцентрическое распределение орбит метеоров.
Опыт работы радиолиний метеорной связи показал, что при мощности передатчиков 500—2000 Вт, в диапазоне частот 30—70 МГц, на трассах протяженностью около 1000—1500 км удавалось обеспечить среднюю скорость передачи примерно 30—60 слов/мин при скорости передачи во время существования вспышки, в 10—20 раз превосходящей среднюю.
При увеличении мощности передатчика возможно значительное увеличение скорости передачи во время существования метеорного следа. Так, с помощью передатчика мощностью 20 кВт при несущей частоте 40 МГц удалось достигнуть скорости передачи информации в 200 000 Бод во время существования метеорной вспышки.
Таким образом, системы метеорной связи обладают рядом преимуществ (по сравнению с радиолиниями ионосферного рассеяния), основными из которых являются возможность обеспечения связи при сравнительно небольших мощностях передатчика (около 1 кВт) и простых антенных системах, повышенная скрытность связи и достаточно широкая полоса частот канала связи (ширина полосы частот при повышенной мощности передатчика может быть доведена до 100—200 кГц).
Одним из наиболее существенных недостатков данного вида связи является ее прерывистость. Интервалы между вспышками могут доходить до нескольких минут, что не всегда допустимо. К недостаткам следует отнести также относительную сложность аппаратуры.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
33. Метеорная радиосвязь на ультракоротких волнах. Сборник статей под ред. А. Н. Казанцева. М.: Изд-во иностр. лит., 1961. 287 с.
|
|
|
|
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные, активировавшие регистрацию и не ограниченные в доступе участники сайта!
|
| Файл создан: 04 Сен 2008 23:12, посл. исправление: 06 Мар 2009 23:07 |
|
