СПОСОБ МОНИТОРИНГА КОСМИЧЕСКОЙ РАДИОЛИНИИ "ЗЕМЛЯ - КА" И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2016 года по МПК H04K3/00 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для осуществления мониторинга космических радиолиний (КРЛ) «Земля - КА», например командных космических радиолиний, связных космических радиолиний с обработкой на борту, радиолиний дальней космической связи и др., когда непосредственный мониторинг излучения не доступен.

Из уровня техники известна станция технического контроля сигналов спутниковых линий связи (см. патент Российской Федерации RU 2176130, опубл. 20.11.2001), содержащая последовательно соединенные антенну с системой наведения, малошумящий усилитель (МШУ), преобразователь частоты, радиоприемное устройство (РПУ), блок оптимальной фильтрации, разветвитель, коммутатор, когерентный фазовый демодулятор сигналов с МДЧР, второй коммутатор, накопительный буфер, персональную ЭВМ (ПЭВМ) и блок программного обеспечения, а также последовательно соединенные когерентный фазовый демодулятор сигналов с МДВР и кадровый синхронизатор с выделителем произвольного пакета. При этом вход демодулятора сигналов с МДВР подключен ко второму выходу разветвителя, а выход кадрового синхронизатора с выделителем произвольного пакета подключен ко второму входу второго коммутатора. Станция содержит также преобразователь сигналов с кодовым разделением (МДКР) в МДЧР, при этом вход преобразователя многостанционного доступа на основе кодового разделения каналов (МДКР) в МДЧР подключен ко второму выходу разветвителя, и выход - ко второму входу первого коммутатора.

Недостатком станции технического контроля является отсутствие возможности контроля сигналов левой и правой поляризаций спутниковых линий связи «Земля - КА», а также командных радиолиний, радиолиний дальней космической связи, в которых линейные ретрансляторы отсутствуют.

Из уровня техники известна станция технического контроля сигналов спутниковых линий связи (см. патент Российской Федерации на изобретение RU 2224373, опубл. 20.02.2004).

Станция технического контроля содержит антенну с системой наведения и сопровождения, последовательно соединенные МШУ и преобразователь частоты, последовательно соединенные РПУ, блок оптимальной фильтрации, когерентный фазовый демодулятор сигналов с МДВР и МДЧР, кадровый синхронизатор с выделением произвольного пакета, коммутатор, накопительный буфер, ПЭВМ и блок программного обеспечения, а также второй коммутатор. Для обработки сигналов с многостанционным доступом на основе временного разделения каналов во второй тракт включен кадровый синхронизатор с выделителем пакета. Далее полученные цифровые сигналы обрабатываются аппаратными или программными средствами.

Недостатком данной станции является ограниченная функциональная возможность мониторинга космических радиолиний различных типов, отсутствие возможности непосредственного контроля сигналов спутниковых линий связи «Земля - КА», а также командных радиолиний, радиолиний дальней космической связи, в которых линейные ретрансляторы отсутствуют.

Техническим результатом заявленного изобретения является расширение возможности удаленного мониторинга всех типах космических радиолиний, включая командные космические радиолинии, радиолинии дальней космической связи, связные радиолинии с обработкой на борту.

Технический результат достигается тем, что способ мониторинга космической радиолинии «Земля - КА» включает:

- введение наземной тропосферной приемной станции;

- наведение главного лепестка антенны тропосферной приемной станции на локальную область интенсивного рассеивания в тропосфере радиосигнала космической радиолинии;

- установку частоты приемника тропосферной приемной станции, равной частоте передающей станции космической радиолинии;

- тропосферный прием отраженного сигнала космической радиолинии от локальной области интенсивного рассеивания тропосферы;

- по принятому отраженному сигналу космической радиолинии осуществляют мониторинг космической радиолинии.

Система для реализации способа мониторинга космической радиолинии «Земля - КА» содержит излучающую земную станцию, радиосигнал которой распространяется в направлении космического аппарата через среду с локальной областью интенсивного рассеивания в тропосфере, формирующей отраженный сигнал, наземную тропосферную станцию приема отраженного сигнала космической радиолинии «Земля - КА», включающую в себя антенную систему, наведенную на локальную область интенсивного рассеивания в тропосфере радиосигнала космической радиолинии «Земля - КА», и приемное устройство отраженного сигнала космической радиолинии «Земля - КА», согласованное с частотой f₀ излучаемого сигнала S(t) космической радиолинии «Земля - КА», причем выход приемного устройства наземной станции тропосферного приема отраженного сигнала космической радиолинии «Земля - КА» соединен с входом наземной аппаратуры мониторинга сигнала космической радиолинии.

Признаки и сущность заявленного изобретения поясняются в последующем детальном описании, иллюстрируемом чертежом, где показано следующее.

На Фиг. 1 представлен вариант системы для реализации способа,

где 1 - космическая радиолиния «Земля - КА»; 2 - излучающая земная станция; 3 -локальная область интенсивного рассеивания при прохождении радиосигнала S(t) КРЛ через тропосферу; 4 - космический аппарат космической радиолинии; 5 - станция тропосферного приема отраженного радиосигнала S₀(t) КРЛ; 6 - антенная система; 7 - приемник отраженного сигнала S₀(t) КРЛ; 8 - аппаратура мониторинга сигнала КРЛ.

Система работает следующим образом. Излучающая земная станция 2 космической радиолинии «Земля - КА» 1 излучает радиосигнал S(t) с частотой несущей f₀ в направлении космического аппарата космической радиолинии 4. При распространении в тропосфере радиосигнал КРЛ S(t) проходит через среду с локальной областью интенсивного рассеивания 3. В результате рассеивания формируется отраженный радиосигнал S₀(t) КРЛ. При наведении антенной системы 6 станции тропосферного приема отраженного радиосигнала S₀(t) КРЛ 5 на зону рассеивания радиосигнала S(t) космической радиолинии «Земля - КА», отраженный сигнал S₀(t) КРЛ поступает на вход приемного устройства отраженного сигнала КРЛ 7, согласованного с частотой f₀ излучаемого сигнала S(t) космической радиолинии «Земля - КА» 1, и далее на аппаратуру мониторинга сигнала КРЛ 8, которая может быть выполнена с использованием стандартных анализаторов, например, 8560ЕС фирмы Agilent Technolodgies. Это позволяет провести наземный удаленный мониторинг космических радиолиний «Земля - КА»: командных космических радиолиний, радиолиний дальней космической связи, радиолиний с обработкой на борту, не содержащих линейных ретрансляторов, при пониженных затратах на осуществление мониторинга.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для осуществления мониторинга космических радиолиний (КРЛ) «Земля - КА». Технический результат состоит в расширении возможности удаленного мониторинга всех типах космических радиолиний, включая командные космические радиолинии, радиолинии дальней космической связи, связные радиолинии с обработкой на борту, обеспечение скрытности проведения мониторинга. Для этого система для мониторинга космической радиолинии «Земля - КА» содержит излучающую земную станцию, радиосигнал которой распространяется в направлении космического аппарата через среду с локальной областью интенсивного рассеивания в тропосфере, формирующей отраженный сигнал, наземную тропосферную станцию приема отраженного сигнала космической радиолинии «Земля - КА», включающую в себя антенную систему, наведенную на локальную область интенсивного рассеивания в тропосфере радиосигнала космической радиолинии «Земля - КА», и приемное устройство отраженного сигнала космической радиолинии «Земля - КА», согласованное с частотой излучаемого сигнала космической радиолинии «Земля - КА», причем выход приемного устройства наземной станции тропосферного приема отраженного сигнала космической радиолинии «Земля - КА» соединен с входом наземной аппаратуры мониторинга сигнала космической радиолинии. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ мониторинга космической радиолинии «Земля - КА» включает:
- введение тропосферной приемной станции;
- наведение главного лепестка антенны тропосферной приемной станции на локальную область интенсивного рассеивания в тропосфере радиосигнала космической радиолинии;
- установку частоты приемника тропосферной приемной станции, равной частоте передающей станции космической радиолинии;
- тропосферный прием отраженного сигнала космической радиолинии от локальной области интенсивного рассеивания тропосферы;
- по принятому отраженному сигналу космической радиолинии осуществляют мониторинг космической радиолинии.

2 . Система для реализации способа мониторинга космической радиолинии «Земля − КА», содержащая излучающую земную станцию, радиосигнал которой распространяется от земной станции в направлении космического аппарата через среду с локальной областью интенсивного рассеивания в тропосфере, формирующей отраженный сигнал, наземную станцию тропосферного приема отраженного сигнала космической радиолинии «Земля − КА», включающую в себя антенную систему, наведенную на локальную область интенсивного рассеивания сигнала космической радиолинии «Земля − КА», и приемное устройство отраженного сигнала космической радиолинии «Земля − КА», согласованное с частотой f₀ излучаемого сигнала S(t) космической радиолинии «Земля − КА», причем выход приемного устройства наземной станции тропосферного приема отраженного сигнала космической радиолинии «Земля − КА» соединен с входом наземной аппаратуры мониторинга сигнала космической радиолинии.