КОРАБЕЛЬНАЯ ТРОПОСФЕРНАЯ РАДИОСТАНЦИЯ Российский патент 2020 года по МПК H04B7/22 

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано при создании корабельной тропосферной радиостанции.

Известны тропосферные радиостанции, например, РФ Р-417, Р-423, USA AN/TRC - 121 и др. содержащие приемопередатчики и антенны. Недостатком всех известных тропосферных радиостанций является то, что они не могут быть использованы на кораблях.

К основной причине этого может быть отнесено то, что особенностью распространения тропосферной связи в этих условиях является сложность совмещения в пространстве двух диаграмм направленности, имеющих малые углы раствора, при постоянной смене их положения в пространстве в результате бортовой и килевой качки кораблей и изменении их курсов. В то же время использование тропосферных станций на кораблях позволит увеличить дальность связи в оперативно-тактическом соединении кораблей до ≈ 150 км, вместо ≈ 20 км, обеспечиваемую в настоящее время радиостанциями УКВ диапазона. Кроме того, повышается защищенность радиосвязи от преднамеренных помех, обусловленная существенно более узкой диаграммой направленности антенн тропосферных радиостанций по сравнению с диаграммами направленности УКВ радиостанций.

Целью изобретения является повышение дальности связи в оперативно-тактическом звене управления кораблями и повышение защищенности каналов связи от преднамеренных помех в этом звене управления.

Поставленная цель достигается тем, что в тропосферную радиостанцию, содержащую приемопередатчик и антенну дополнительно включена корабельная антенная установка (КАУ) в которую от автоматизированной информационно-управляющей подсистемы корабля (Катанович А.А., Муравченко В.Л. Автоматизация управления корабельными комплексами связи ВМФ. - СПб.: Судостроение, 2014) в Устройство управления КАУ подается информация об азимуте корабля, с которым поддерживается тропосферная связь, и угле места области переизлучений в тропосфере.

Для обеспечения надежного совмещения двух диаграмм направленности двух тропосферных радиостанций, размещенных на разных кораблях, необходима информация об их координатах, а также об угловых отклонениях оси рефлектора антенны, совпадающей с осью ее диаграммы направленности, в результате килевой и бортовой качек и рыскания корабля по курсу.

На Фиг. 1 приведена обобщенная структурная схема устройства КАУ. Обозначения, принятые на Фиг. 1: 1 - Файл целеуказаний; 2 - Контроллер управления; 3 - Навигационная система корабля.

ε₀, ϕ₀ ^_ угловые координаты угла места и азимута приема и передачи информации;

α - угловые поправки корабельной системы координат относительно топоцентрической системы координат из-за килевой качки;

β - угловые поправки корабельной системы координат относительно топоцентрической системы координат из-за бортовой качки;

γ - угловые поправки корабельной системы координат относительно топоцентрической системы координат из-за рыскания корабля по курсу.

Ξ - требуемый поворот угломестной оси антенны;

Ф - требуемый поворот азимутальной оси антенны;

Ω - требуемый поворот угла наклона зеркала антенны (угол между прямой, соединяющей края антенны в вертикальной плоскости и горизонтом);

Δ(t) - временной интервал, за который произошли изменения, требующие коррекции положения антенны для поддержания связи.

Принцип функционирования устройства КАУ и математическое обоснование предложенных решений подробно изложены в работе «корабельная антенная установка системы спутниковой связи: Математическая модель, алгоритм управления, вариант построения» Н.Ю. Воробьев, Д.Д. Габриэльян, В.И. Демченко, А.А. Косогор, О.З. Султанов. « Журнал радиоэлектроника» №10, 2015.

Разработанная и используемая в настоящее время в системе спутниковой связи, корабельная антенная установка решает задачу обеспечения связи двух тропосферных станций при условии замены вводимой в устройство управления информации об угловых координатах угла места и азимута спутника (ε₀, ϕ₀) на угловые координаты угла места области переизлучений электромагнитных импульсов в физически неоднородной тропосфере на высоте 10-15 км (ВИКИПЕДИЯ) и азимута корабля, находящегося на связи.

На Фиг. 2 условно изображены две тропосферные станции на земной (водной) поверхности, границы их диаграмм направленности в вертикальной плоскости и область переизлучений. Координаты этой области находится на высоте ≈ 12,5 км на середине расстояния между источниками излучения, что позволяет однозначно определить азимут и угол места области переизлучений. Информация об изменении координат кораблей, обеспечивающих тропосферную связь, поступает в устройство управления КАУ от автоматизированной информационно-управляющей подсистемы корабля, получающей информацию от спутников, от корабельных радиолокационных станций и от самих тропосферных корабельных станций, поддерживающих связь между собой.

Таким образом, при реализации предложенного технического решения проблема обеспечения тропосферной связи между кораблями и связанная с ней проблема повышения дальности связи в оперативно-тактическом звене управления кораблями и повышение защищенности каналов связи от преднамеренных помех будет решена.

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано при создании корабельной тропосферной радиостанции. Технический результат состоит в увеличении дальности связи. Для этого предложена корабельная станция тропосферной связи, позволяющая увеличить дальность связи в тактическом звене управления кораблями в эскадре, ранее обеспечиваемую УКВ радиостанциями, с 20 до 200 км и при этом улучшить защищенность канала связи от преднамеренных помех. 2 ил.

Корабельная тропосферная радиостанция, содержащая приемопередатчик и антенну, отличающаяся тем, что в нее дополнительно включена корабельная антенная установка, в которую от автоматизированной информационно-управляющей подсистемы корабля в устройство управления корабельной антенной установки подается информация об азимуте корабля, с которым поддерживается тропосферная связь, и угле места области переизлучений в тропосфере.