УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНФОРМАТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК РАДИОСИГНАЛОВ ПЕРЕДАТЧИКОВ Российский патент 2006 года по МПК H04B7/185 H04B7/26 

Изобретение относится к системам радиосвязи, а точнее к расположенным на борту самолета-лаборатории (СЛ) устройствам для определения информативных параметров и характеристик радиосигналов передатчиков наземных стационарных радиоэлектронных средств (РЭС), преимущественно аэродромных средств ближней навигации и посадки (РСБНП) и базовых станций (БС) сети подвижной радиосвязи (СПР).

Стационарные передатчики БС СПР, функционирующие в районе обслуживания полетов аэродромными РСБНП, являются для последних источниками непреднамеренных радиопомех (НРП) и заявляемое устройство позволяет, в том числе, выявить источники НРП недопустимого уровня.

Изобретение может быть использовано для обеспечения безопасности полетов, уточнения частотно-территориального плана (ЧТП), снижения влияния помехового воздействия РЭС другого назначения на аэродромные РСБНП, определения и обеспечения их электромагнитной совместимости (ЭМС), увеличения технико-экономической эффективности сети связи.

Для обеспечения безопасности полетов в обязательном порядке и в соответствии с Руководствами (1. "Руководство по летной проверке средств связи и РТО авиации ВС РФ", введенное в действие приказом Главнокомандующего ВВС 22.07.1992 г. №144 и 2. "Руководство по летной проверке наземных средств радиотехнического обеспечения полетов и связи", утвержденное Заместителем Директора Департамента воздушного транспорта 18.08.1992 г.) проводится периодическая регламентная проверка аэродромных радиоэлектронных средств ближней навигации и посадки, при которой измеряют информативные параметры и характеристики в контрольных наземных точках и на маршрутах полета и курсах взлета - посадки в районе исследуемого аэродрома, сравнивают их с эталонными измерениями и устанавливают пригодность к использованию аэродромных РЭС ближней навигации и посадки.

Оцениваемыми с использованием АСЛК информативными параметрами и характеристиками в условиях инструментально фиксируемой на борту самолета-лаборатории электромагнитной обстановки (ЭМО) являются:

по каналам курса и глиссады: угол глиссады снижения; положение границ полусектора глиссады относительно номинальной линии глиссады снижения; крутизна характеристики выходного канала глиссады; асимметрия крутизны характеристики; зона действия в горизонтальной и вертикальной плоскостях и по дальности;

по каналам азимута и дальности радиоэлектронных средств ближней навигации (РСБН): дальность действия; точность определения азимута и дальности на борту; радиус "мертвой зоны"; устойчивость отработки показаний азимута и дальности при выполнении предпосадочного маневра;

по ретранслятору дальномера: зона действия в вертикальной плоскости по дальности; погрешность измерения дальности.

В России и СНГ сухопутная подвижная связь и аэродромные РЭС навигации и посадки используют одинаковые отведенные полосы частот. До модернизации радионавигационного поля (переназначения его частотно-кодовых каналов) национальных сетей воздушной радионавигационной службы (ВРНС), требующей огромных материальных и временных затрат, всегда существует вероятность возникновения непреднамеренных радиопомех аэродромным (и бортовым) РЭС навигации и посадки от РЭС другого назначения. Но и в процессе модернизации и после ее завершения потребуется проведение экспериментальных летных исследований для оценки качества навигационного поля.

Появление и развитие РЭС другого назначения, и прежде всего СПР ("сотовой" связи), требует функционального расширения применявшихся ранее способов и реализующих их устройств для определения информативных параметров и характеристик радиосигналов передатчиков с целью проверки РЭС навигации и посадки в связи с очень высоким приоритетом радионавигационной службы и жесткими требованиями по обеспечению беспомеховой работы сетей ВРНС, включающих радиоэлектронные средства ближней навигации (РСБН) и посадочные радиомаячные группы (ПРМГ). Кроме того, требуется обеспечить повышение эффективности использования радиочастотного ресурса путем оптимизации назначений частотно - кодовых каналов маякам системы РСБН/ПРМГ и уточнения ЧТП сетей GSM-900 при продолжении совместного использования диапазона частот 890-960 МГц.

Известны также расчетные и комплексные (расчетно-экспериментальные) способы определения электромагнитной обстановки и ЭМС СПР с РЭС других служб и иной ведомственной принадлежности и соответствующие устройства их осуществления (3. "Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи". Вып.1, М., "Сов. Радио", 1977, п.6.3 и П.3; 4. Мобильные системы, №4, 2001, с. 47-53; 5. Труды конференции "Развитие IMT-2000 в России". Центр анализа ЭМС НИИР, Тенерифе, декабрь 2001 г., с.13-18 и 19-23; 6. Актуальные вопросы повышения эффективности использования национального радиочастотного ресурса. Материалы конференции НРА, 18-20 мая 2004 г.).

Необходимый частотно-территориальный разнос (ЧТР) между РЭС-источником НРП (ИП) и РЭС-рецептором этой помехи (РП) определяют как функцию минимально приемлемой удаленности между этими РЭС, зависящей от следующих величин:

- разноса между частотой настройки радиоприемного устройства (РПУ) РП и центральной частотой основного излучения ИП;

- пространственного размещения РПУ РП (широта, долгота) и размещения и ориентации ИП (широта, долгота или удаленность от РП, азимут направления на РП);

- параметров антенны РПУ и передающей антенны (характеристик частотной и поляризационной избирательности, пространственной избирательности/направленности, потери в фидере, высоты подвеса, параметров ее ориентации или сканирования по азимуту и углу места);

- параметров приемного тракта РПУ РП-чувствительности (восприимчивости) по основному каналу приема, характеристик частотной избирательности и нелинейности;

- параметров радиопередатчика ИП-мощности и характеристик спектра выходного сигнала;

- параметра пересеченности местности или иных параметров, характеризующих рельеф местности по трассе между ИП и РП, параметров растительности, застройки, электропроводности местности, характеристик атмосферы по той же трассе;

- уровня полезного сигнала на входе РПУ, параметров ЭМО в точке размещения РП, критерия ЭМС ИП и РП, включающего значение минимально необходимого защитного отношения "сигнал/помеха";

- расположения аэродромов, маршрутов полета, курсов взлета-посадки, схемы выполнения посадочного маневра, расположения радиомаячных средств, их мощности, диаграмм направленности и др.

Большинство перечисленных величин параметров являются случайными, имеется априорная неопределенность параметров мешающего взаимодействия, известные расчетные модели недостаточно совершенны. Учет реального опыта совместной эксплуатации конфликтующих систем также недостаточен. В таких условиях радионавигационная служба не может полагаться только на опыт и расчетные оценки условий обеспечения ЭМС и норм ЧТР и требуются комплексные исследования ЭМО с применением соответствующих устройств.

В качестве прототипа выбрано устройство (7. "Электросвязь", №6, 2002, с.23, 24) для определения информативных параметров и характеристик радиосигналов передатчиков наземных стационарных радиоэлектронных средств, преимущественно аэродромных средств ближней навигации и посадки и базовых станций сети подвижной радиосвязи, расположенное на борту самолета-лаборатории и содержащее автоматизированную систему летного контроля информативных параметров и характеристик радиосигналов передатчиков указанных аэродромных средств в различных i-тых точках пространства над территорией в районе зоны действия передатчиков наземных стационарных радиоэлектронных средств, где i изменяется от 1 до N₁, снабженное приемной антенной средство регистрации в тех же точках полета спектрограмм F_i мощности радиосигналов в заданной полосе частот (f₁,f₂), включающей j-тые частотные каналы с L_j передатчиками в каждом и известными нормированными по мощности спектрограммами S_j радиосигналов передатчиков, работающих на j-том частотном канале, где j изменяется от 1 до N₂, бортовой компьютер с базой данных о параметрах, необходимых для определения отношений мощностей сигналов на входе средства регистрации спектрограмм к выходным мощностям передатчиков, в том числе содержащей информацию о геофизических параметрах земной поверхности, свойствах атмосферы, частотных каналах, географических координатах местоположений и высотах подвеса антенн передатчиков относительно установленного уровня, абсолютных коэффициентах усиления и диаграммах направленности антенн с азимутами и углами места главных лепестков, поляризациях излучений, потерях в фидерах, диаграмме направленности антенны и потерях в фидере средства регистрации спектрограмм радиосигналов, цифровой карте местности и, при необходимости, условиях городской застройки, средство измерения при каждой i-той регистрации географических координат местоположения и высоты положения приемной антенны средства регистрации спектрограмм относительно того же установленного уровня, расположенное, например, на том же самолете-лаборатории, и, при необходимости, средство отображения информативных параметров и характеристик радиосигналов передатчиков, при этом средство измерения местоположения, автоматизированная система летного контроля, средство регистрации спектрограмм и средство отображения функционально соединены с бортовым компьютером.

Известное устройство не обеспечивает определение информативных параметров и характеристик указанных передатчиков в полной мере, поскольку не позволяет достоверно и объективно применить его в условиях создания непреднамеренных радиопомех аэродромным РСБНП радиоэлектронными средствами СПР, базовые станции которых оснащены передатчиками с повторяющимися полосами рабочих частот. В этом случае СРС регистрирует на каждом j-том частотном канале совокупную мощность радиосигналов всех L_j передатчиков, работающих на этом канале, и известное устройство не позволяет выделить выходную мощность каждого k-того передатчика j-того частотного канала P_jk и тем самым определить вклад каждого передатчика в суммарную мощность НРП. Это существенно затрудняет и удорожает уточнение ЧТП и обеспечение безусловной безопасности полетов.

Сущность изобретения направлена на обеспечение безопасности полетов, уточнение ЧТП, снижение влияния помехового воздействия РЭС другого назначения на аэродромные (и бортовые) РЭС радионавигации и посадки, определение и обеспечение их электромагнитной совместимости, увеличение технико-экономической эффективности сети связи благодаря летным исследованиям ЭМО в районе аэродромных РЭС радионавигации и посадки в реальных условиях с применением заявляемого устройства.

Отличительная особенность заявляемого изобретения от прототипа заключается в том, что оно позволяет определить НРП и зоны их регистрации, идентифицировать в этих зонах источники помех, определить их мощности, в том числе при оснащении базовых станций секторными передатчиками с повторяющимися полосами рабочих частот, и, при необходимости, перепланировать параметры РЭС ИП недопустимых уровней.

Предложено устройство, содержащее существенные признаки прототипа: автоматизированную систему летного контроля информативных параметров и характеристик радиосигналов передатчиков указанных аэродромных средств в различных i-тых точках пространства над территорией в районе зоны действия передатчиков наземных стационарных РЭС, где i изменяется от 1 до N₁, снабженное приемной антенной средство регистрации в тех же точках полета спектрограмм F_i мощности радиосигналов в заданной полосе частот (f₁,f₂), включающей j-тые частотные каналы с L_j передатчиками в каждом и известными нормированными по мощности спектрограммами S_j радиосигналов передатчиков, работающих на j-том частотном канале, где j изменяется от 1 до N₂, бортовой компьютер с базой данных о параметрах, необходимых для определения отношений мощностей сигналов на входе средства регистрации спектрограмм к выходным мощностям передатчиков, в том числе содержащей информацию о геофизических параметрах земной поверхности, свойствах атмосферы, частотных каналах, географических координатах местоположений и высотах подвеса антенн передатчиков относительно установленного уровня, абсолютных коэффициентах усиления и диаграммах направленности антенн с азимутами и углами места главных лепестков, поляризациях излучений, потерях в фидерах, диаграмме направленности антенны и потерях в фидере средства регистрации спектрограмм радиосигналов, цифровой карте местности и, при необходимости, условиях городской застройки, средство измерения при каждой i-той регистрации географических координат местоположения и высоты положения приемной антенны средства регистрации спектрограмм относительно того же установленного уровня, расположенное, например, на том же самолете-лаборатории, и, при необходимости, средство отображения информативных параметров и характеристик радиосигналов передатчиков, при этом средство измерения местоположения, автоматизированная система летного контроля, средство регистрации спектрограмм и средство отображения функционально соединены с бортовым компьютером.

Другими существенными, отличительными от прототипа, признаками являются следующие: бортовой компьютер дополнительно снабжен тремя процессорами и запоминающим устройством, выход средства регистрации спектрограмм и первый выход базы данных соединены соответственно с первым и вторым входами первого процессора поканальной селекции и выделения и статистической обработки для каждого j-того частотного канала из спектрограммы F_i спектрограммы совокупной мощности сигналов передатчиков, работающих на j-том частотном канале, и определения мощности М_ij этих совокупных сигналов из условия минимизации интеграла

и ее статистической обработки, выходы первого процессора и средства измерения географических координат местоположений и высот положений приемной антенны средства регистрации спектрограмм соединены соответственно с первым и вторым входами запоминающего устройства накопления значений М_ij и измеренных географических координат местоположений и высот положений приемной антенны средства регистрации спектрограмм для всех i, и первый выход запоминающего устройства и второй выход базы данных бортового компьютера соединены соответственно с первым и вторым входами второго процессора определения отношений Q_ijk мощностей сигналов k-тых передатчиков, работающих на j-тых частотных каналах, поступающих на вход средства регистрации спектрограмм, к их выходным мощностям при i-тых регистрациях спектрограмм F_i, выход второго процессора соединен с третьим входом запоминающего устройства накопления значений Q_ijk, второй выход запоминающего устройства соединен со входом третьего процессора выделения выходной мощности каждого k-того передатчика j-того частотного канала P_jk из условия минимизации выражения

и ее статистической обработки, а выход третьего процессора соединен функционально через бортовой компьютер со средством отображения информативных параметров и характеристик радиосигналов передатчиков.

Величины F_i, M_ij и P_jk выражены в единицах мощности.

Предлагаемое устройство благодаря выделению мощности каждого k-того передатчика j-того частотного канала, производимой одновременно с измерением АСЛК информативных параметров и характеристик полета, регистрации зон радиопомех, идентификации их источников позволяет системно и оптимально проводить определение информативных параметров и характеристик передатчиков аэродромных РЭС навигации и посадки и СПР и благодаря этому, при необходимости, перепланировать параметры РЭС источников НРП и строить квазиоптимальный частотно-территориальный план сети связи.

Ниже изобретение описано более детально со ссылками на чертежи, иллюстрирующими устройство и его работу.

На фиг.1 схематически изображен прототип заявляемого устройства, на фиг.2 - схема заявляемого устройства, на фиг.3 показан пример измеренной спектрограммы F_i мощности радиосигналов в заданной полосе частот (f₁,f₂), включающей j-тые частотные каналы с L_j передатчиками в каждом и известными нормированными по мощности спектрограммами S_j радиосигналов передатчиков, работающих на j-том частотном канале, и рассчитанного математического ожидания суперпозиции совокупных мощностей частотных каналов. На этой же фигуре показана выделенная спектрограмма совокупной мощности сигналов передатчиков, работающих на j-том частотном канале, и доверительные интервалы для математического ожидания.

В таблице представлены выделенные по заявляемому способу выходные мощности (эквивалентные изотропно-излучаемые мощности (ЭИИМ)) каждого k-того передатчика j-того частотного канала P_jk, известные действительные значения ЭИИМ этих передатчиков и статистически определенные значения ЭИИМ по верхней и нижней доверительным границам.

В ряде районов и, в частности, в крупных городах ЭМО осложняется функционированием нескольких аэродромов, оборудованных наземными радиомаяками системы РСБН/ПРМГ. Объективным способом, позволяющим снять ограничения на использование СПР отдельных частот и обеспечить наиболее эффективное использование частотного ресурса в сетях СПР, является проведение комплексных расчетных и натурных летных исследований реальной ЭМО и определение условий обеспечения ЭМС СПР с аэродромными и бортовыми РЭС навигации и/или посадки.

Объектами, для которых определяются информативные параметры и характеристики радиосигналов передатчиков, являются аэродромные РЭС ближней радионавигации и/или посадки дециметрового диапазона, предназначенные для определения местоположения летательного аппарата по азимуту и дальности до наземного радиомаяка, обеспечения выполнения предпосадочного маневра и захода на посадку и функционирующие в условиях реальной ЭМО в районах аэродромов и работы РЭС базовых и абонентских станций сетей СПР.

Конечными целями летных исследований являются:

- Оценка реальной ЭМО в совпадающих диапазонах частот средств РСБН/ПРМГ и станций сети СПР.

- Определение степени влияния радиоизлучений, прежде всего станций сети СПР, на РЭС системы РСБН в режимах "Навигация" и "Посадка" для реальной ЭМО выполнения полетов на данной территории, выявление источников помех.

- Разработка предложений по уточнению ЧТП сети СПР на данной территории и определение возможности снятия ранее наложенных ограничений для РЭС этой сети и увеличения числа рабочих каналов.

- Осуществление объективного контроля функционирования РЭС СПР на частотных каналах, предоставленных для проведения летных экспериментальных исследований.

Устройство по прототипу (фиг.1) расположено на борту самолета-лаборатории и содержит автоматизированную систему летного контроля 1 (АСЛК), снабженное приемной антенной 2, средство регистрации спектрограмм 3 (СРС), бортовой компьютер 4 с базой данных 5, средство измерения 6 географических координат местоположения и высоты положения приемной антенны СРС, расположенное, например, на том же самолете-лаборатории и, при необходимости, средство отображения 7 информативных параметров и характеристик радиосигналов передатчиков, при этом средство измерения местоположения 6, АСЛК 1, СРС 3 и средство отображения 7 функционально соединены с бортовым компьютером 4. Функциональные соединения показаны на фигурах стрелками.

Заявленное устройство (фиг.2) содержит все перечисленные элементы прототипа 1...7 и их функциональные соединения, а дополнительно бортовой компьютер снабжен тремя процессорами и запоминающим устройством. Выход средства регистрации спектрограмм 3 и первый выход базы данных 5 соединены соответственно с первым и вторым входами первого процессора 8. Выходы первого процессора 8 и средства измерения 6 географических координат местоположений и высот положений приемной антенны 2 средства регистрации спектрограмм 3 соединены соответственно с первым и вторым входами запоминающего устройства 9. Первый выход запоминающего устройства 9 и второй выход базы данных 5 бортового компьютера 4 соединены соответственно с первым и вторым входами второго процессора 10. Выход второго процессора 10 соединен с третьим входом запоминающего устройства 9, второй выход запоминающего устройства 9 соединен со входом третьего процессора 11. Выход третьего процессора 11 соединен функционально через бортовой компьютер 4 со средством отображения 7 информативных параметров и характеристик радиосигналов передатчиков.

Предложенное устройство (фиг.2) работает следующим образом.

Самолет-лаборатория (СЛ), как и в прототипе, осуществляет полет по заданным профилям (маршруты, высоты), характерным для выполняемых в районе исследуемого аэродрома. В различных i-тых точках, где i изменяется от 1 до N₁, пространства над территорией в районе зоны действия передатчиков автоматизированным средством летного контроля 1 измеряют информативные параметры и характеристики радиосигналов и по ним судят о соответствии аэродромных РЭС навигации и/или посадки нормативным условиям возможности их использования. Средством регистрации спектрограмм 3 в тех же точках регистрируют спектрограммы F_i мощности радиосигналов в заданной полосе частот (f₁,f₂), включающей j-тые частотные каналы с L_j передатчиками в каждом. При этом заранее известны нормированные по мощности спектрограммы S_j радиосигналов передатчиков, работающих на j-том частотном канале, где j изменяется от 1 до N₂. При каждой i-той регистрации средством измерения местоположения и высоты 6 измеряют географические координаты местоположения и высоту положения приемной антенны 2 средства регистрации спектрограмм 3 относительно установленного уровня. Радиосигналы можно принимать как на приемную антенну 2, которой снабжено средство регистрации спектрограмм 3, так и подсоединять средство 3 к самолетной штатной антенно-фидерной системе, внося необходимые поправки. При определении информативных параметров и характеристик радиосигналов передатчиков используют хранящиеся в базе данных 5 компьютера 4 параметры, необходимые для определения отношений мощностей сигналов на входе средства регистрации спектрограмм к выходным мощностям передатчиков, в том числе содержащие информацию о геофизических параметрах земной поверхности, свойствах атмосферы, частотных каналах, географических координатах местоположений и высотах подвеса антенн передатчиков относительно установленного уровня, абсолютных коэффициентах усиления и диаграммах направленности антенн с азимутами и углами места главных лепестков, поляризациях излучений, потерях в фидерах, диаграмме направленности антенны 2 и потерях в фидере средства регистрации спектрограмм радиосигналов 3, цифровой карте местности и, при необходимости, условиях городской застройки.

По результатам анализа спектрограмм F_i мощности и информативных параметров и характеристик радиосигналов передатчиков наземных аэродромных радиоэлектронных средств ближней навигации и посадки достаточно достоверно и объективно судят о степени влияния на них непреднамеренных помех передатчиков базовых станций СПР при отсутствии передатчиков с повторяющимися полосами рабочих частот. Если же такие передатчики имеются, то, как уже отмечалось, СРС регистрирует на каждом j-том частотном канале совокупную мощность радиосигналов всех L_j передатчиков, работающих на этом канале, и известный способ и осуществляющее его устройство не позволяют выделить выходную мощность каждого k-того передатчика j-того частотного канала P_jk и тем самым определить вклад каждого передатчика в суммарную мощность НРП и идентифицировать передатчики, создающие недопустимый уровень НРП.

В наиболее часто встречающейся ситуации с повтором полос рабочих частот заявленное устройство устраняет недостатки прототипа и работает следующим образом. Наряду с описанными действиями при работе прототипа заявленное устройство (фиг.2) производит следующие действия (при выполнении которых должны быть заранее известны нормированные по мощности спектрограммы S_j радиосигналов передатчиков, работающих на j-том частотном канале, где j изменяется от 1 до N₂).

При каждой i-той регистрации спектрограмм F_i мощности радиосигналов в заданной полосе частот (f₁,f₂), включающей j-тые частотные каналы с L_j передатчиками в каждом, сигналы с выхода средства регистрации спектрограмм 3 подают на вход первого процессора 8 бортового компьютера 4.

Образец измеренной спектрограммы F_i показан на фиг.3, линия 1. Там же (линия 2) приведено рассчитанное с использованием известных нормированных по мощности спектрограмм S_j мощности радиосигналов передатчиков, работающих на j-тых частотных каналах, математическое ожидание суперпозиции совокупных мощностей частотных каналов и доверительные интервалы для математического ожидания (линии 3 и 4). В процессоре 8 производят поканальную селекцию и для каждого j-того частотного канала выделяют из спектрограммы F_i мощности спектрограмму совокупной мощности сигналов передатчиков, работающих на j-том частотном канале (пример для одного из частотных каналов показан на фиг.3, линия 5). В этом же процессоре мощности М_ij этих совокупных сигналов определяют из условия минимизации интеграла

(например, методом наименьших квадратов). При этом для повышения точности определения соответствующая система уравнений должна быть переопределена, поэтому регистрацию спектрограмм F_i мощности производят в количестве N₁, не меньшем наибольшего из чисел передатчиков L_j. Выделенные и статистически обработанные первым процессором 8 значения М_ij и измеренные географические координаты местоположений и высот положений приемной антенны 2 средства регистрации спектрограмм 3 накапливают в запоминающем устройстве 9 для всех i от 1 до N₁. По завершении накопления с выхода запоминающего устройства 9 на вход второго процессора 10 бортового компьютера 4 подают сигналы о местоположении антенны 2 средства регистрации спектрограммы 3 при i-тых регистрациях спектрограмм, а из базы данных 5 бортового компьютера 4 вводят в тот же процессор 10 вышеуказанные параметры для определения отношений мощностей сигналов на входе средства регистрации спектрограмм 3 к выходным мощностям передатчиков. Во втором процессоре 10 производят определение отношений Q_ijk мощностей сигналов k-тых передатчиков, работающих на j-тых частотных каналах, поступающих на вход средства регистрации спектрограмм 3, к их выходным мощностям при i-тых регистрациях спектрограмм F_i. Определенные в процессоре 10 значения Q_ijk накапливают в запоминающем устройстве 9.

Затем для каждого j-того частотного канала сигналы значений М_ij и Q_ijk для всех i подают с выхода запоминающего устройства 9 на вход третьего процессора 11 бортового компьютера 4. В этом процессоре 11 выделяют выходную мощность каждого k-того передатчика j-того частотного канала P_jk из условия минимизации выражения

(например, методом наименьших квадратов) и статистически ее обрабатывают.

Значения P_jk и другие информационные параметры и характеристики радиосигналов передатчиков отображают, при необходимости, на соответствующем средстве 7. В таблице представлены выделенные и статистически обработанные в третьем процессоре 11 выходные мощности (эквивалентные изотропно-излучаемые мощности (ЭИИМ)) каждого k-того передатчика j-того частотного канала P_jk (в данном частотном канале, соответствующем линии 5 на фиг.3, работало 7 передатчиков), а также известные действительные ЭИИМ этих передатчиков и значения ЭИИМ, определенные по верхней и нижней границам. Как видно, измеренные и определенные заявленным устройством ЭИИМ совпадают с высокой точностью.

В процессе расчетно-экспериментальных исследований с помощью заявляемого устройства определяют зоны с недопустимым уровнем непреднамеренных радиопомех и в этих зонах идентифицируют источники таких НРП. Это позволяет затем устранить их мешающее влияние на работу аэродромных радиоэлектронных средств навигации и/или посадки и бортовых радиоэлектронных средств навигации и/или посадки, например, с помощью перепланирования параметров радиоэлектронных средств источников непреднамеренных радиопомех недопустимых уровней. Снижение НРП до допустимого нормативного уровня защитного отношения "сигнал/помеха" производят, воздействуя, например, на параметры передающей антенны ИП (высоту подвеса, ее механический и электрический наклоны, определяющие направленность излучения, ориентацию в заданные сектора и др.) и на параметры радиопередатчика ИП (мощности и характеристики спектра выходных сигналов). При этом источник помех (если это РЭС СПР) должен сохранять на обслуживаемой территории зоны радиопокрытия и обеспечивать внутрисистемную ЭМС и ЭМС с аэродромными (и бортовыми) радиоэлектронными средствами навигации и/или посадки.

После изменения параметров источников непреднамеренных радиопомех определение информативных параметров и характеристик радиосигналов передатчиков, при необходимости, повторяют, а при невозможности устранения мешающих непреднамеренных радиопомех их источник отключают.

Заявляемое устройство апробировано, в частности, в одном из регионов при проверке аэродромных и бортовых радиоэлектронных средств радионавигации и/или посадки и их ЭМС с РЭС местных СПР. Использовался специальный СЛ "Як-40", предназначенный для облетов радиотехнических средств обеспечения полетов и оснащенный комплексом автоматизированного определения параметров и характеристик исследуемого оборудования в процессе полета АСЛК-75М. В качестве средства регистрации спектрограмм мощности использовался анализатор спектра радиоизлучений Е-4405В фирмы Hewlett Packard и ПЭВМ с соответствующими процессорами вышеперечисленного математического обеспечения и автоматизированного сбора и обработки экспериментальных данных, необходимых для анализа реальной ЭМО. Средством измерения местоположения являлся установленный на борту СЛ GPS - приемник. Определялись информативные параметры и характеристики радиосигналов передатчиков и оценивалась степень влияния радиоизлучений станций сети СПР на радиооборудование системы РСБН/ ПРМГ в режимах "Навигация" и "Посадка" в реальных условиях полета летательных аппаратов в воздушной зоне. Эти исследования позволили проверить способность аэродромных и бортовых РЭС радионавигации и/или посадки работать на выделенных каналах в условиях НПР, разработать предложения по уточнению ЧТП и эффективно использовать частотный ресурс. Результат апробации устройства положительный.

Проиллюстрируем на фигуре 3 и таблице результативность и эффективность реализации заявляемого устройства.

На фигуре 3 показан пример измеренной спектрограммы F_i (линия 1) мощности радиосигналов в заданной полосе частот (f₁,f₂), включающей j-тые частотные каналы с L_j передатчиками в каждом. Там же (линия 2) приведено рассчитанное с использованием известных нормированных по мощности спектрограмм S_j мощности радиосигналов передатчиков, работающих на j-тых частотных каналах, математическое ожидание суперпозиции совокупных мощностей частотных каналов. В качестве примера для 80-процентной доверительной области линиями 3 и 4 показаны верхние и нижние доверительные границы соответственно. Измеренная и рассчитанная спектрограммы совпадают с высокой точностью. На этой же фигуре показана выделенная спектрограмма (линия 5) совокупной мощности сигналов передатчиков, работающих на одном из j-тых частотных каналов.

В таблице представлены выделенные и статистически обработанные в третьем процессоре 11 выходные мощности (эквивалентные изотропно-излучаемые мощности (ЭИИМ)) каждого k-того передатчика j-того частотного канала P_jk (в данном канале работало 7 передатчиков), а также известные ЭИИМ этих передатчиков и ЭИИМ, определенные по верхней и нижней доверительной границе. Как видно, точность выделения выходной мощности/ЭИИМ очень высокая.

Использование заявляемого устройства позволяет определить в реальных условиях работы передатчиков СПР с повторяющимися полосами рабочих частот выходную мощность каждого передатчика, установить вклад каждого из них в суммарную мощность НРП в точке измерения F_i, и, при необходимости, перепланировать параметры радиоэлектронных средств источников НРП недопустимого уровня, обеспечить безусловную безопасность полетов.

Таким образом, отличительные признаки заявляемого устройства для определения информативных параметров и характеристик радиосигналов передатчиков преимущественно наземных аэродромных РЭС ближней навигации и посадки и являющихся для них источниками НРП стационарных передатчиков базовых станций СПР обеспечивают появление новых свойств, не достигаемых в прототипе и аналогах. Проведенный анализ позволил установить: аналоги с совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного устройства условию "новизны".

Результаты поиска известных решений в области связи с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения действий на достижение указанного результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Изобретение относится к системам радиосвязи и предназначено для определения информативных параметров и характеристик радиосигналов передатчиков наземных стационарных радиоэлектронных средств. Технический результат состоит определении параметров в условия непреднамеренных помех. Для этого на борту самолета-лаборатории функционально соединены автоматизированная система контроля, средство измерения местоположения, средство регистрации в i-тых точках траектории полета спектрограмм F_i радиосигналов (СРС) в полосе частот, включающей частотные каналы (ЧК), бортовой компьютер с базой данных, запоминающим устройством и тремя процессорами. 3 ил., 1 табл.

Устройство для определения информативных параметров и характеристик радиосигналов передатчиков наземных стационарных радиоэлектронных средств (НСРС), преимущественно аэродромных средств ближней навигации и посадки и базовых станций сети подвижной радиосвязи, расположенное на борту самолета-лаборатории и содержащее автоматизированную систему контроля для контроля информативных параметров и характеристик в различных i-х точках пространства над территорией в районе зоны действия передатчиков НСРС, где i изменяется от 1 до N₁, снабженное приемной антенной средство регистрации спектрограмм мощности радиосигналов F_i в тех же точках пространства в заданной полосе частот (f₁-f₂), включающей j-е частотные каналы с L_j передатчиками в каждом и известными нормированными по мощности спектрограммами S_j передатчиков, работающих на j-м частотном канале, где j изменяется от 1 до N₂, бортовой компьютер с базой данных, содержащей параметры, необходимые для определения отношений мощностей сигналов на входе средства регистрации спектрограмм к выходным мощностям L_j передатчиков НСРС, средство измерения местоположения и высоты для измерения координат местоположения и высоты положения приемной антенны средства регистрации спектрограмм при каждой i-й регистрации относительно установленного уровня положения подвеса антенны передатчиков НСРС и средство отображения для отображения информативных параметров и характеристик радиосигналов передатчиков, при этом средство измерения местоположения, автоматизированная система контроля, средство регистрации спектрограмм и средство отображения функционально соединены с бортовым компьютером, отличающееся тем, что бортовой компьютер дополнительно снабжен тремя процессорами и запоминающим устройством, выход средства регистрации спектрограмм и первый выход базы данных соединены соответственно с первым и вторым входами первого процессора для поканальной селекции и выделения для каждого j-го частотного канала из спектрограммы F_i спектрограммы совокупной мощности сигналов передатчиков НСРС, работающих на j-м частотном канале, и определения мощности М_ij этих совокупных сигналов из условия минимизации интеграла

и ее статистической обработки, выходы первого процессора и средства измерения местоположений и высот соединены соответственно с первым и вторым входами запоминающего устройства для накопления значений М_ij и измеренных географических координат местоположений и высот положений приемной антенны средства регистрации спектрограмм для всех i, а первый выход запоминающего устройства и второй выход базы данных бортового компьютера соединены соответственно с первым и вторым входами второго процессора для определения отношений Q_ijk мощностей сигналов k-х передатчиков НСРС, работающих на j-х частотных каналах, поступающих на вход средства регистрации спектрограмм, к их выходным мощностям при i-х регистрациях спектрограмм F_i, выход второго процессора соединен с третьим входом запоминающего устройства накопления значений Q_ijk, второй выход запоминающего устройства соединен со входом третьего процессора для выделения выходной мощности каждого k-го передатчика j-го частотного канала P_jk из условия минимизации выражения

и ее статистической обработки, а выход третьего процессора соединен функционально через бортовой компьютер со средством отображения.