Comunicarea troposferică. Radioul troposferic al releului radio `Nord`

Cuplajul troposferic este cunoscut ca o metodă troposferică de transmitere a informațiilor prin intermediul undelor radio pe distanțe semnificative - până la 500 de kilometri sau mai mult, în funcție de factorii de teren și climă. Această metodă de propagare a semnalului folosește fenomenul împrăștierii troposferice, unde undele radio la UHF și frecvențele cu microunde propagă în mod aleator, trecând prin straturile superioare ale troposferei.

Cum funcționează

Propagarea undelor radio în troposferă are loc într-o rază îngustă care trece chiar deasupra orizontului spre stația de primire. Atunci când semnalele trec prin troposferă, o parte din energie se disipează înapoi pe Pământ, permițând operatorului să primească semnalul.

De regulă, valurile din gama de frecvențe cu microunde se mișcă de-a lungul liniilor drepte și, prin urmare, sunt limitate la o zonă în care receptorul poate "vedea" antena de transmisie. De obicei distanța de comunicare este limitată de orizontul vizual - aceasta este de aproximativ 48-64 km. Comunicarea radio troposferică permite utilizarea cuplajului cu microunde peste orizont.

desen

Sistemul a fost dezvoltat în anii 1950 și a fost utilizat în mod activ pentru comunicațiile de lungă distanță, în principal prin structuri militare, până când sateliții de comunicații l-au înlocuit în anii 1970. Cu toate acestea, comunicarea troposferică este încă folosită astăzi ca o alternativă la sateliții din regiunile greu accesibile.

Pionierii în acest domeniu au fost experți din SUA, Marea Britanie și Uniunea Sovietică. Oamenii de știință au descoperit că, deoarece troposferă este turbulentă și are un procent ridicat de umiditate, radio împrăștie troposferic refractată, și, prin urmare, antena de recepție colectează o mică parte din resursele radio. O modalitate practică determinat ca frecvență de transmisie de aproximativ 2 GHz sunt cele mai potrivite pentru sistemele dispersiei troposferice, deoarece la această frecvență lungimea de undă a semnalului interacționează bine cu porțiunile superioare turbulente umede ale atmosferei, îmbunătățirea raportului „S / N“.

dezvoltare

Astăzi, semnalizarea pentru distanțe lungi a fost încredințată sateliților. Comunicarea cu releu radio este utilizată la distanțe de până la 40-50 km. Comunicările troposferice au avut o poziție intermediară. Distanțele tipice dintre stații sunt de 50-250 km, deși distanțele mult mai mari pot fi obținute în funcție de climă, teren și rata de date solicitată.

De exemplu, în lanțul de stații între Okinawa (Japonia) și Hawaii (SUA), care se întinde pe Oceanul Pacific, distanța medie este de 1000 de mile și în unele zone depășește 1300 de mile. Linia de comunicare sovietică "Nord" a avut o lungime totală record de 13.200 km. În unele zone, distanța dintre receptor și transmițător a fost de 450 km.

tehnologiei

Cu ajutorul sateliților de comunicații pe distanțe lungi, sistemele existente de linii troposferice sunt utilizate la distanțe mai scurte decât sistemele anterioare din anii `50 și `70. Acest lucru a permis reducerea mărimii antenelor și amplificatoarelor de mai multe ori, pentru a reduce consumul de energie. În același timp, debitul a crescut semnificativ.

Dimensiunile tipice ale antenelor variază de la 1,2 până la 12 metri, iar amplificatoarele tipice de putere - de la 10 W la 2 kW. Datorită introducerii tehnologiilor moderne, viteza de transmisie a datelor poate depăși 20 Mbit / s, ceea ce este suficient pentru a furniza sisteme de voce, informații și automate în sfera militară și de comunicare.

Acest tip de comunicații radio reprezintă o modalitate destul de sigură de difuzare a informațiilor. Interceptarea semnalelor este extrem de dificilă, ceea ce face ca tehnologia să fie foarte atractivă pentru armată.

caracteristicile

Anterior, liniile de comunicare troposferice folosite de militari au fost "concentrate strict". Numai canale de informare cu o lățime de bandă îngustă au fost utilizate: de regulă, până la 32 canale analogice cu o lățime de bandă de 4 kHz. Sistemele militare moderne sunt "bandă largă", deoarece lucrează cu canale digitale de 4-16 Mbit / s.

Sistemele civile de comunicații troposferice, cum ar fi rețeaua de retransmitere de la British Telecom (BT) la puțurile de petrol din Marea Nordului, au necesitat utilizarea unor canale de informare mai bune. Înainte de introducerea tehnologiei prin satelit, au fost utilizate semnale radio de înaltă frecvență de la 3 la 30 MHz. Sistemele BT au fost capabile să transmită și să primească 156 de date analogice și canale telefonice către platformele petroliere din Marea Nordului, utilizând multiplexarea cu divizare în frecvență (FDMX) pentru a se alătura canalelor.

parametrii

Datorită naturii de turbulență în troposferă pentru a asigura o fiabilitate de 99,98% signalers cai utilizate cu semnale de diversitate cvadruple. Sistemele cu patru diversitate spațială și polarizarea necesare două antene separate (distanțate la câțiva metri distanță) și două dispozitive diferite polarizat radiind: unul - cu polarizare verticală, al doilea - orizontală. Acest lucru a asigurat că cel puțin un canal de semnal va fi deschis în orice moment.

Semnalele din patru direcții diferite au fost recombinate în receptor, unde corectorul de fază a eliminat diferențele de fază ale fiecărui semnal. Acestea au fost cauzate de diferitele lungimi ale traiectoriei fiecărui semnal de la emițător la receptor. După corecția de fază, patru semnale pot fi combinate aditiv.

Utilizați în străinătate

Fenomenul împrăștierii troposferice a fost folosit pentru a crea atât canale de comunicare civile cât și militare într-un număr de regiuni ale lumii, unde nu era posibil (inexpedient) să se utilizeze comunicații cu microunde. Printre cele mai mari obiecte:

• ACE High (utilizator - filiala europeană a NATO). A funcționat între anii 1956 și 1980.
• British Telecom (Marea Britanie). Centrul de comunicare în Dealul Mormond, Insulele Shetland.
• Linii de comunicare "Torfhaus - Berlin" și "Klenze - Berlin" (Germania). A acționat în epoca războiului rece.
• Portugalia Telecom (Portugalia).
• CNT (Compania canadiană de telecomunicații).
• Linia "Cuba - Florida". Operă între orașele Guanabo și Florida City.
• Corporation ATT (SUA). Centrele din Chatham, Buckingham, Charlottesville, Leesburg, Hagerstown.
• Texas Towers (SUA). Sistemul de radare de apărare aeriană, format din 5 turnuri.
• Mid Canada Line. O linie de cinci stații de radare care se întind în mijlocul Canadei, de la Atlantic până la Pacific.
• Linia Pinetree. O serie de paisprezece stații care furnizează comunicații pentru stațiile de radare marine din estul Statelor Unite și Canadei.
• "White Alice" (SUA). Rețeaua de comunicații militare și civile, formată din 80 de stații care acoperă cea mai mare parte din Alaska. La sfârșitul anilor 80, am încetat să mai lucrez.
• Linia "Bahrain - Emiratele Arabe Unite". Un sistem care leagă Al-Manama (Bahrain) și Dubai (Emiratele Arabe Unite).
• Rețelele japoneze Troposcatter. Două rețele care leagă insulele japoneze de la nord la sud.

URSS / Rusia

Având în vedere dimensiunea Uniunea Sovietică, comunicarea troposferică a fost utilizată în mod activ, în principal, pentru a menține canalele de comunicare în Nord, Siberia, Orientul Îndepărtat și între țările aliate. Acestea sunt:

• Linia "India - URSS". Operată între punctele de la Srinagar (Kashmir) și Dangara (Tadjikistan).
• BARS. Traposet Varșovia pact care se extinde de la Rostock (RDG) prin Cehoslovacia și Ungaria, Polonia, BSSR, RSS, România și Bulgaria.
• Sistemul de comunicații "Nord". Una dintre cele mai mari linii de comunicare peste orizont din lume, de la Peninsula Kola la Chukotka. Se compune din 46 TRSS, situat în principal de-a lungul Oceanului Arctic, Munții Urali, râurilor Yenisei și Lena, Mării Barents și Okhotsk.

Vehicul tactic

În plus față de sistemele permanente de comunicare troposferică, un număr de țări au produs stații tactice mobile:

• seria TC sovietică / rusă MNIRTI ( "Brig", "eșalon", "atlet", "Albatross", "cormoranilor"), NIRTI (Baghete), centrale nucleare, "Radio".
• China: seria CETC.
• NATO: sisteme de comunicații Troposcatter AN / TRC, AN / GRC.

Ziua de azi

Astăzi, armata americană utilizează sisteme tactice de dispersie troposferice dezvoltate de Raytheon pentru comunicații pe termen lung. Acestea sunt disponibile în două configurații: tropo grele și tropo moderne mai moderne. Aceste sisteme oferă patru canale de grup multiplexate și o criptare externă de linie de peste 16 sau 32 de numere de telefon analogice locale.

Rusia lucrează, de asemenea, la îmbunătățirea acestui tip de comunicare. De exemplu, NPP Radiosvyaz a dezvoltat deja a cincea generație a TS: Sosnik-4PM și P423-AMK. De exemplu, stația mobilă de containere P423-AMK funcționează la frecvențe de 4,4-5 GHz cu domeniul de comunicare revendicat de până la 230 km.

În stațiile moderne, este posibilă combinarea comunicațiilor troposferice și prin satelit. Calculele arată că, la ritmurile actuale de ieftinire a electronicii, reducând dimensiunile liniare ale stațiilor, introducând noi evoluții, TS este mai profitabil în exploatare decât acumularea unei constelații prin satelit. În cazul unui conflict nuclear, acesta este singurul tip de comunicare care va funcționa.