СПОСОБ ДАЛЬНЕЙ РАДИОСВЯЗИ С ПОДВОДНЫМ ОБЪЕКТОМ Российский патент 2012 года по МПК H04B7/26 H04B13/02 

Изобретение относится к дальней радиосвязи и может быть использовано для обеспечения организации и прогнозирования работы каналов радиосвязи с подводными объектами.

Известны способы дальней радиосвязи с надводными объектами, использующие радиоканалы диапазонов коротких, средних, длинных и сверхдлинных радиоволн и с подводными объектами - сверхнизких и крайне низких частот (Автоматизация управления и связь в ВМФ. / Под общ. ред. Ю.М.Кононова. Изд. 2-е - СПб.: «Элмор», 2001, стр.301-302; Сутягин, И. Средства связи атомных подводных лодок типа «Лос-Анджелес» // 3арубежное военное обозрение. М., 1995, №9, с.52-57).

Известные способы дальней радиосвязи на коротких радиоволнах базируются на расчете коротковолновых линий радиосвязи с определением максимально применимой частоты для заданной конкретной трассы, то есть до географических координат зоны приема, с использованием данных о состоянии ионосферы и последующим назначением рабочей частоты (Долуханов М.П. Распространение радиоволн. - М.: «Связь», 1965, стр.335).

Недостатком этих способов и системы их реализации для обеспечения дальней радиосвязи с подводным объектом является использование выпускаемого на водную поверхность антенного устройства.

Известные способы дальней радиосвязи на средних, длинных и сверхдлинных радиоволнах базируются на практических расчетах напряженности поля в зоне приема в зависимости от протяженности трассы по эмпирическим формулам при учете излучаемой мощности и назначенной рабочей частоты. Кроме этого, напряженность поля увязывают как с расстоянием, так и с состоянием ионосферы, зависящей от случайных, суточных, сезонных и других колебаний (Долуханов М.П. Распространение радиоволн. - М.: «Связь», 1965, стр.294-311).

Недостатками этих способов для обеспечения дальней радиосвязи с подводным объектом являются недостаточная надежность работы радиоканалов и повышение мощностей излучения береговых радиопередающих устройств, в зависимости от состояния ионосферы, времени суток, времени года и цикла солнечной активности. Кроме этого, радиоприем подводным объектом возможен только при всплытии к поверхности воды из-за сильного затухания радиоволн этих диапазонов в водной среде.

За прототип предлагаемого изобретения принят способ дальней радиосвязи с применением сверхнизких частот радиоволн, испытывающих очень низкое затухание (около 1 дБ на тыс. км при f=100 Гц) и высокую стабильность сигнала при распространении в волноводе Земля - ионосфера с относительно малым затуханием при распространении в водной среде (Глобальные электромагнитные резонансы в полости Земля-ионосфера / Блиох П.В., Николаенко А.П., Филиппов Ю.Ф. - Киев: «Наук. Думка», 1977, стр.186). Способ обеспечивает возможность радиосвязи с подводным объектом в любых географических координатах и основан, с назначением рабочей частоты, на определении мощности радиопередатчика, связанной с глубиной погружения подводного объекта в зоне определенных географических координат.

В свою очередь, поверхность Земли покрыта неровностями, ее электрические параметры изменяются от точки к точке и, кроме того, часто не остаются постоянными в пределах глубины скин-слоя. Повышенная трещиновидность или зоны глубинных разломов создают превышение значений величин вертикальной составляющей магнитного поля от источников искусственного поля, от источников искусственного излучения, то есть от радиопередающих устройств, излучающих в сверхнизкочастотном и крайне низкочастотном диапазонах (Пат. РФ №2374666, опубл. 27.11.2009).

Техническим результатом предлагаемого способа является увеличение надежности работы радиоканалов, снижение мощностей излучения береговых радиопередающих устройств, организация радиоканалов с применением мобильных радиопередающих средств для обеспечения радиосвязи с подводными объектами и использование на этих объектах бортовых антенн.

Указанный технический результат достигается тем, что согласно способу дальней радиосвязи с подводным объектом с применением сверхнизких и крайне низких частот радиоволн, включающем выявление расположения зоны нахождения подводного объекта и его глубины погружения с назначением рабочей частоты радиоканала для организации радиосвязи осуществляют привязку координат зоны радиосвязи подводного объекта к зонам повышенной трещиноватости или глубинных разломов картируемой поверхности Земли.

Отличие от известных способов дальней связи, в которых электрические параметры в волноводе, по определению, принимаются за стабильные, заключается в том, что в предлагаемом изобретении при учете распространения радиоволн в волноводе Земля-ионосфера в основу положены особенности электрических параметров одной из двух образующих волновод стенок, обладающей неоднородностями с ярко выраженными аномалиями. Этой образующей волновод неоднородной с аномалиями электрических параметров стенкой является земная кора. Особенности изменения электрических параметров в аномальных зонах широко используются для поиска полезных ископаемых при облучении этих участков сверхнизкими и крайне низкими частотами радиоволн и измерением напряженностей электромагнитного поля в этих зонах. Именно в зонах повышенной трещиноватости или глубинных разломов наблюдается эффект увеличения напряженности, что и используют в способе дальней радиосвязи с подводным объектом.

Использование картируемых зон повышенной трещиноватости или глубинных разломов в качестве зон радиосвязи, в которых напряженность принимаемых радиосигналов резко возрастет, повышает надежность работы радиоканалов. Кроме этого, для обеспечения радиосвязи с этими зонами возможно использование пониженной мощности излучения береговых радиопередающих устройств при создании номинальной напряженности радиосигналов при приеме. В свою очередь, радиопередающие средства пониженных мощностей могут быть созданы мобильными и при использовании их самих в аномальных зонах могут дать эффект увеличения напряженности радиосигналов при приеме еще большим. В предлагаемом способе вместо выпускаемой протяженной шлейфовой антенны возможно использование бортовых, например рамочных, антенн.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем: для обеспечения дальней радиосвязи с подводным объектом определяют географические координаты зоны нахождения подводного объекта на время осуществления связи на назначенной рабочей частоте. По данным картируемой поверхности Земли находят ближайшие координаты зон повышенной трещиноватости или глубинных разломов и осуществляют корректуру по времени и координатам подводного объекта для привязки зоны радиосвязи к зоне повышенной трещиноватости или глубинных разломов земной коры на дне океана. При планировании сеансов радиосвязи зоны радиосвязи заранее привязывают к курсам и времени выходов на связь в заданных точках, привязанных к картированным зонам повышенной трещиноватости или глубинных разломов.

Предлагаемый способ дополняет используемые способы дальней радиосвязи коротких волн, в основе которых лежат прогностические расчеты оптимальных радиочастот для заданных точек радиолиний с учетом данных об ионосфере, средних длинных и сверхдлинных волн, в основе которых лежат расчеты напряженности сигнала с учетом мощности передатчика и времени суток новым способом для сверхнизких и крайне низких частот. Основой этого способа является картирование аномальных зон с электрическими параметрами, обеспечивающими повышение уровня сигнала при возбуждении радиоволнами вне зависимости от состояния ионосферы, времени суток, сезона и других факторов.

Реализация предлагаемого способа подтверждается практическими примерами работы радиолиний в коротковолновом и ультракоротковолновом диапазонах радиоволн, где влияние подстилающей поверхности Земли выражается в меньшей степени (Григоров И.И. Антенны. Городские конструкции. - М.: ИП Радио Софт, 2003, стр.222-230 (Сопряженные точки Земли и распространение радиоволн).

Изобретение относится к дальней радиосвязи и может быть использовано для обеспечения организации и прогнозирования работы каналов радиосвязи с подводными объектами. Технический результат состоит в увеличении надежности работы радиоканалов, снижении мощностей излучения береговых радиопередающих устройств и организации радиоканалов с применением мобильных береговых радиопередающих средств обеспечения радиосвязи с подводными объектами. Для этого в способе дальней радиосвязи по данным картируемой поверхности Земли находят ближайшие координаты зон повышенной трещеватости или глубинных разломов, используемых в качестве зон радиосвязи, в которых напряженность принимаемых сигналов резко возрастает, осуществляют корректуру радиосвязи по времени и координатам подводного объекта.

Способ дальней радиосвязи с подводным объектом, включающий определение географических координат расположения зоны нахождения подводного объекта и назначения рабочей частоты радиоканала для организации радиосвязи, отличающийся тем, что по данным картируемой поверхности Земли находят ближайшие координаты зон повышенной трещеватости или глубинных разломов, используемых в качестве зон радиосвязи, в которых напряженность принимаемых сигналов резко возрастает осуществляют корректуру радиосвязи по времени и координатам подводного объекта.