СПОСОБ РАДИОСВЯЗИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК H04B7/00 

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано для защиты системы связи от организованных, преднамеренных радиопомех при работе этих систем в условиях, превосходящих по уровню помех из-за различия в распространении рабочих сигналов (по трассе земля-земля) и помех (по трассе воздух-земля).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ защиты системы связи от помех, основанный на использовании пространственной селекции сигналов в жесткой радиальной структуре сети связи.

Передаваемый антенной центральной станции информационный сигнал принимается, например, антенной любой ведомой станции, удаленной на расстоянии R в группировке станций. Обработанное сообщение ведомой станции через антенну излучается в направлении центральной станции. Антенна ведомой станции ориентирована жестко в радиальном направлении на центральную станцию. Обмен информацией между центральной и ведомой станциями в прямом и обратном направлениях возможен в том случае, если отношение сигнал/шум на выходе приемника равно нормированному значению или больше его. Принятый антенной центральной станции сигнал через коммутатор направления связи подается на вход приемника-возбудителя, обрабатывается в приемнике и выдается разрешение в блок управления для формирования управляющего сигнала для блока ориентации антенны, который изменяет диаграмму направленности антенны в направлении антенны другой ведомой станции. Сигнал из приемника-возбудителя также подается в блок ввода-вывода информации, который формирует команды для возбудителя, сигнал сообщения усиливается усилителем мощности и через блок коммутации направления связи передается на антенну, которая излучает их в направлении ведомой станции. После обмена информацией одной из ведомых станций формируется аналогично управляющий сигнал для последующей переориентации антенны центральной станции и работы с последующими ведомыми станциями.

При появлении организованной, широкополосной помехи, перекрывающей полосу частот системы и находящейся в пределах главного лепестка диаграммы направленности антенны центральной станции и любой из ведомых станций при жесткой, радиальной ориентации антенн, система связи не обеспечивает возможности осуществления выборки свободного от помех радиоканала. В данной системе способ защиты от превосходящих по уровню помех для случая доставки быстростареющей информации оказывается недостаточным и малоэффективным.

Эти недостатки устраняются в изобретении тем, что перед началом обмена информацией между центральной и ведомой станциями любой пары группировки антенны передатчика и приемника каждой пары ориентируют максимумами диаграмм направленности друг на друга, а после определения и запоминания отклонения отношений сигнал/помеха на выходе приемника пары станций, проведения измерений азимута на источник помех вычисляют оптимальные маршруты доставки сообщений, производят изменение угла между электрической осью диаграммы направленности антенны центральной станции и направлением на источник помех в сторону одной из ведомых станций.

Предлагаемый способ реализуется в устройстве, представленном на чертеже.

Устройство содержит блок 1 управления, усилитель 2 мощности, приемник-возбудитель 3, коммутатор 4 направления связи, направленную антенну 5, блок 6 ввода-вывода информации, пространственно-временной измеритель 7, состоящий из антенны 8, измерителя 9 уровня радиопомех, измерителя 10 азимута на источник помех, блока 11 вычисления и блока 12 ориентации помех.

Устройство работает следующим образом.

Центральная станция и ведомые станции располагаются в группировке на расстоянии R друг от друга, равном реальному расстоянию для передачи сообщений туда и обратно с требуемым качеством и минимальными потерями времени.

Антенна 5 центральной станции и приемная антенна ведомой станции ориентируются в пространстве максимумами диаграмм направленности друг на друга с помощью блока 12 ориентации антенн и блока 1 управления, а антенна 8 находится в движении, в режиме поиска помех в пределах 0.360^о.

При отсутствии радиопомех приемопередающее устройство центральной станции поочередно в прямом и обратном радиальном направлениях производят обмен сообщениями (информацией) со всеми ведомыми станциями. При этом антенна 8 принимает сигналы фоновой обстановки в пределах 0.360^о, направляет их в измеритель 9 уровня радиопомех, который измеряет уровни фона, передает их значения в блок 11 для обработки и хранения в памяти устройства. Одновременно сигналы с выхода антенны 8 поступают в измеритель 10 азимута источника помех, который определяет местоположение источника помех в пространстве. Аппаратура связи системы работает в соответствии со схемой организации связи в заданном режиме, обеспечивая устойчивую связь между станциями.

При появлении широкополосной, организованной радиопомехи антенны 5 и 8 центральной станции принимают ее и передают на вход измерителя 9 радиопомех, который определяет уровни помехи в заданном направлении связи и передает ее на вход блока 11, а также на вход приемника-возбудителя 3, который определяет отношение сигнал/помеха на выходе приемника и передает данные в блок 11.

Блок 11 сравнивает значения отношений сигнал/помеха с уровнем фона и с фиксированным нормированным отношением сигнал/помеха, оценивает отклонение отношения сигнал/помеха и производит запись этих данных в память устройства.

Измеритель 10 азимута на источник помех по данным измерителя 9 уровня радиопомех определяет направление на источник помех и передает их в блок 11 для обработки и хранения в памяти устройства.

Если отношение сигнал/помеха остается равным нормированному отношению, то приемник центральной станции через блок 1 управления и блок 12 ориентации антенн выдает разрешение на переориентацию антенны 5 с одной ведомой станции на другую ведомую станцию. Приемник ведомой станции после обмена сообщениями с центральной станцией в данном случае устойчив к помехам. Если отношение сигнал/помеха на выходе приемника центральной станции уменьшается под воздействием сигнала помехи, то работа устройства в данном направлении продолжается.

При ориентации антенны центральной станции, антенн ведомых станций в направлении оси источник помех группировка станций создаются конфликтные помеховые пары: центральная станция ведомая станция. Приемник одной из пар подвергнут воздействию радиопомех.

Если отношение сигнал/помеха на выходе приемника ведомой станции окажется меньше нормированного отношения, то приемник считается неустойчивым к радиопомехам данной пары и не может использоваться для работы в системе связи группировки станций. В этом случае блок 11 решает задачу поиска направления связи с ведомыми станциями, в котором отношение сигнал/помеха на выходе приемника равно нормированному отношению, используя данные результатов измерений уровней помех и азимута на источник помех, значений отношения сигнал/помеха на выходе приемников всех станций. Далее блок 11 определяет оптимальные маршруты доставки сообщений ведомым станциям через ведомые станции, электрические оси диаграмм направленности антенн которых не совпадают с электрической осью диаграммы направленности антенны источника помех. Блок 11 через блок 6 ввода-вывода информации, блок 1 управления управляет коммутатором 4 направления связи, далее антенной 5 центральной станции.

Таким образом, предложенный способ в сравнении со способом-прототипом по результату действия по защите системы связи от организованных, преднамеренных, превосходящих по уровню помех над сигналом передаваемой информации позволяет сохранить устойчивость системы связи к радиопомехам за счет перехода от жесткого, радиального способа передачи информации в группировке станций к радиально-круговому по пути с меньшими уровнями в радиоканалах помех.

Использование предлагаемых способа и устройства для определения устойчивости ведомых станций в группировке дает возможность рационально использовать радиочастотный спектр, выделенный для рассматриваемых сетей связи, и сократить число вводимых станций для покрытия определенных территориальных зон полезными сообщениями.

Использование: в радиосвязи. Сущность изобретения: предложенные способ и устройство позволяют переходить от жесткой радиальной структуры связи в группировке станций к гибкой радиально-круговой по данным результатов измерений параметров электромагнитной обстановки пространственно-временным измерителем. Устройство содержит блок 1 управления, усилитель 2 мощности, приемник-возбудитель 3, коммутатор 4 направления связи, направленную антенну 5, блок в ввода-вывода информации, пространственно-временной измеритель 7. 2 с. п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ радиосвязи, заключающийся в том, что на передающей стороне наводят диаграмму направленности антенны на диаграмму направленности антенны приемной стороны и передают сигналы при измеренном на приемной стороне нормированном отношении сигнал/помеха, отличающийся тем, что на передающей стороне измеряют уровень помех, приходящих с направления приемной стороны, и при наличии организационной помехи измеряют азимут на источник помех, выбирают маршрут ретрансляции и измеряют диаграмму направленности антенны передающей и диаграмму направленности приемной сторон в соответствии с выбранным маршрутом. 2. Устройство для радиосвязи, содержащее последовательно соединенные направленную антенну, коммутатор, направления связи, приемник-возбудитель, блок ввода-вывода информации и блок управления, второй вход коммутатора направления связи соединен с выходом усилителя мощности, третий и четвертый входы и второй выход коммутатора направления связи соединены соответственно с вторым выходом блока управления и первым входом направленной антенны, первый вход усилителя мощности соединен с третьим выходом приемника-возбудителя, четвертый выход которого соединен с вторым входом блока управления, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с вторыми входами приемника-возбудителя, блока ввода-вывода информации и усилителя мощности, второй выход блока ввода-вывода синхронизации соединен с третьим входом приемника-возбудителя, отличающееся тем, что в него введен пространственно-временной измеритель, первый вход которого соединен с четвертым выходом приемника-возбудителя, второй вход с пятым выходом блока управления, первый и второй выходы пространственно-временного измерителя соединены соответственно с вторым входом направленной антенны и третьим входом блока ввода-вывода информации, причем пространственно-временной измеритель содержит последовательно соединенные блок ориентации антенн, антенну, измеритель уровня радиопомех, измеритель азимута на источник помех и блок вычисления, причем второй выход измерителя уровня радиопомех соединен с вторым входом блока вычисления, третий вход которого является первым входом пространственно-временного измерителя, вторым входом, первым и вторым выходами которого являются соответственно вход и выход блока ориентации антенн и выход блока вычисления.