СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИОННОГО СИГНАЛА С РЕТРАНСЛЯЦИЕЙ ПОСРЕДСТВОМ ИСКУССТВЕННОГО ИОНИЗИРОВАННОГО ОБЛАКА Российский патент 1995 года по МПК H04B7/22 

Изобретение относится к технике связи, более конкретно к системам с вторичным излучением, и может использоваться для ретрансляции информационного сигнала в системах связи между стационарными станциями и мобильными. Изобретение может использоваться для обнаружения сигналов с неизвестными параметрами, как средство для постановки помех и для боpьбы с наведенной прицельной помехой.

Известен способ ретрансляции сигналов, при котором перед сеансом связи формируют искусственное ионизированное облако, служащее в качестве ретранслятора информационных сигналов. Искусственную ионизированную область (ИИО) формируют путем нагрева газа (воздуха) с помощью лазера.

Недостатком такого способ является низкое качество ретрансляции из-за нестабильности расположения ИИО и трудности удержания его в одном месте из-за наличия в области ретрансляции космических ветров, вихревых потоков.

Известен способ ретрансляции сигналов, заключающийся в том, что формирование ИИО достигается за счет безэлектродных СВЧ-разрядов в газовой среде, при этом поддержание существования ИИО осуществляется с помощью сфокусированных пучков радиоволн с частотами ω₁ и ω₂. Ионизация возникает в фокусе пучков электромагнитных волн в области с высоким уpовнем напряженности электрического поля.

Однако при таком способе качество ретранслированного сигнала также низкое, поскольку ретрансляция осуществляется посредством рассеяния на неоднородностях и дошедший сигнал до получателя имеет низкое соотношение сигнал/помеха.

Цель изобретения повышение качества и эффективности ретрансляции путем создания искусственного ионизированного образования, способного ретранслировать сигналы с селективным усилением и удерживаться в стабильном местоположении.

Изобретение обеспечивает удержание плазменного образования в стабильном положении, формирование активного отражающего слоя в виде выпуклого отражателя, способного при наличии информационного сигнала ретранслировать его в заданную точку.

На фиг.1 приведена схема ретрансляции информационного сигнала; на фиг.2 структурная схема выполнения радиопередающего устройства, формирующего радиоголографический сигнал.

Способ заключается в следующем.

Перед сеансом связи, который осуществляется между станциями 1¹.1^N, формируется ИИО в виде отражающего слоя, представляющего неоднородность, выполненную в виде параболического выпуклого зеркала 2. Для формирования указанного отражающего слоя сначала образуют плазму в предполагаемой области нахождения ретранслятора. Плазму можно образовать на любой высоте от поверхности Земли. При этом необходимо, чтобы при минимуме затрат энергии получить больший объем плазменного облака. Причем, чем меньше плотность газа (концентрация атомов газа), тем легче его ионизировать. Однако при слишком малых плотностях труднее достичь термодинамического равновесия, поскольку реже происходят столкновения между частицами, устанавливающими равное распределение по степеням свободы. Образование плазмы в предложенном способе осуществляется сверхвысокочастотными СВЧ или КВЧ электромагнитными импульсными излучениями из разнесенных в пространстве точек станции управления 3. Такое облучение частотами ω₁ и ω₂ дает возможность отрыва электронов высоких энергетических уровней и выхода их из сферы воздействия атомного ядра. За счет такой ионизации образуется плазма и возникают предпосылки для образования диффузного тока в плазме.

После возникновения плазмы вне зависимости от частоты облучения в плазме будут осциллировать при наличии любой внешней энергии, достаточной для поддержания этого режима существования плазмы с частотами ω ω₁ ± ω₂ ω₁₁, ω₁₂, т. е. один из двух первоначальных излучателей либо вновь используемый третий излучатель можно задействовать для передачи параметрической накачки ω₃ на плазменное образование, что позволит его стабилизировать. Одним словом, после формирования плазменного образования со станции управления 3 в сторону плазменного образования 2 излучается сигнал накачки, позволяющий стабилизировать местоположение плазменного образования. При попадании на плазменное облако сигнала накачки, в плазме возникает волна, идущая по скин-слою (нормальная, обыкновенная волна) и волна, пpонизывающая плазму в направлении своего распространения (особая волна).

В плазме возникает диффузный ток за счет нормальной волны:
I_д^н 2I₁I₂cos(ω₁₁t+Ψ₁₁)+cos(ω₁₂t+Ψ₁₂)} ⊕
2I₃^н cos(ω₃t₊Ψ₃₎=4I₁I₂I₃^н{cos(ω₁₁t+Ψ₁₁) x
x cos (ω₃t+Ψ₃)+cos(ω₁₂t+Ψ₁₂)cos (ω₃t+Ψ₃)} 2I₁I₂I₃^н{cos[(ω₁₁+ω₃ )t+(Ψ₁₁+Ψ₃)]+
+cos[ω₁₂+ω₃)t+(Ψ₁₂+Ψ₃)]+cos[ω₁₂
ω₃)t+[Ψ₁₂-Ψ₃]
ω₁₁ ± ω₃ ω₂₁, ω₂₂
ω₁₂ ± ω₃ ω₂₃, ω₂₄
I_д^н 2I₁I₂I₃^нcos( ω₂₁t+ Ψ₂₁)+
+cos( ω₂₂t+ Ψ₂₂)+cos (ω₂₃t+ Ψ₂₃) +
+ cos (ω₂₄t + Ψ₂₄)} После возбуждения диффузного тока по принципу автоиндукции (самоиндукции) наступает автостабилизация, которая поддерживает диффузионный ток на протяжении некоторого промежутка времени и удерживает плазму в ионизированном состоянии.

За счет особой волны образуется трубка тока цепочка осцилляторов:
I°д

На образованную плазменную подушку образование накладывается радиоголограмма отражателя (рефлектора). Это осуществляется с помощью облучения полученного плазменного образования сигналом из станции управления 3, представляющего собой радиоголографический сигнал с заданным законом распределения параметров амплитуды, частоты, фазы, импульсный сигнал солитон. Возбужденные вторичные осцилляторы, в направлении от угла прихода падающей волны L_γ формируют радиоголографическое изображение. Для восстановления радиоголографического изображения требуется информационный сигнал ω_и. Таким образом в некоторой точке предполагаемой ретрасляции восстанавливается изображение в виде параболического отражателя/ способного активно ретранслировать информационный сигнал. При этом в зависимости от величины амплитуды радиоголографического сигнала формируется отражатель на том или ином расстоянии от плазменного образования. Фаза радиоголографического сигнала обеспечивает параметры параболического зеркала, а частоты радиоголографического сигнала обеспечивают селективность отражателя. В области глубиной вторичного скин-слоя с линейными размерами, определяемыми фокусом радиоголографического сигнала, образуется проводящий слой с большим коэффициентом отражения от вторичного излучения переизлучения за счет диффузных токов. Указанный проводящий слой служит в качестве ретранслятора сигналов. В зависимости от силы диффузного тока поглощенная энергия может быть много меньше, чем отраженная. Вместе с тем диффузный ток усиливает отраженный сигнал. Усиление может происходить на разных частотах в зависимости от параметров радиоголографического сигнала ω₄.

Изобретение позволяет ретранслировать сигналы, излучаемые наземными станциями 1¹.1^N. Ретрансляция при этом является активной. Если предложенный ретранслятор разместить на пути прохождения сигнала с неизвестными параметрами, то, изменяя частоту радиоголографического сигнала, можно обнаружить сигналы противника с неизвестными параметрами. При этом сам ретранслятор обнаружить невозможно. Изобретения можно также использовать в средствах защиты от наведенных помех и как невидимое средство постановки помех.

Использование: техника связи, системы с вторичным излучением. Сущность изобретения: для ретрансляции информационного сигнала формируют плазменное образование - искусственное ионизированное облако, путем облучения газовой среды частотами ω₁ и ω₂. Дополнительно плазменное образование облучают сигналом накачки ω₃ и накладывают на плазменное образование голографическое изображение путем излучения со станции управления сигнала с распределенными параметрами амплитуды, частоты и фазы с образованием осциллирующего активного слоя. Отражение информационного сигнала осуществляют от отражающего слоя. 2 ил.

1. СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИОННОГО СИГНАЛА С РЕТРАНСЛЯЦИЕЙ ПОСРЕДСТВОМ ИСКУССТВЕННОГО ИОНИЗИРОВАННОГО ОБЛАКА (ИИО), заключающийся в том, что в зоне предполагаемой ретрансляции формируют искусственное ионизированное облако путем облучения этой области СВЧ-излучением из разнесенных в пространстве точек станции управления на частотах ω₁ и ω₂, на передающей станции формируют информационный сигнал и излучают его в направлении ретрансляции, а на приемной станции принимают информационный сигнал, отличающийся тем, что на станции управления дополнительно формируют сигнал накачки ω₃ и облучают им ИИО, формируют осциллирующий активный отражающий слой путем излучения со станции управления радиоголографического сигнала с заданным распределением параметров амплитуды, частоты и фазы, ретрансляцию информационного сигнала осуществляют от осциллирующего активного отражающего слоя. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сигнал с частотой ω₂ излучают кратковременно.