Короткие волны — Википедия

Короткие волны (также декаметровые волны) — диапазон радиоволн с частотой от 3 МГц (длина волны 100 м) до 30 МГц (длина волны 10 м).

Короткие волны отражаются от ионосферы с малыми потерями. Поэтому, путём многократных отражений от ионосферы и поверхности Земли, они могут распространяться на большие расстояния. Короткие волны используются для радиовещания, а также для любительской и профессиональной радиосвязи. Качество приёма при этом зависит от различных процессов в ионосфере, связанных с уровнем солнечной активности, временем года и временем суток. Так днём лучше распространяются волны меньшей длины, а ночью — большей. Для связи между наземными станциями и космическими аппаратами они непригодны, так как не проходят сквозь ионосферу.

На коротких волнах наблюдаются замирания — изменение уровня принимаемого сигнала, они проявляются как кратковременное снижение амплитуды несущей частоты или вовсе пропадание последней. Замирания возникают из-за того, что радиоволны от передатчика идут к приёмнику разными путями, и приходят с разной фазой и, интерферируя на антенне приёмника, могут ослаблять друг друга.

Влияние слоёв ионосферы на распространение радиоволн в КВ-диапазоне[править | править код]

Слой F2 — самый верхний из ионизированных слоёв ионосферы. Концентрация этого слоя повышается днем, летом она выше, чем зимой. Максимальное распространение для связи одним скачком до 4000 км. Чем выше концентрация слоя, тем более высокая частота может ещё отразиться от ионосферы. Максимальная частота, при которой происходит отражение, называется максимально применимой частотой — МПЧ. С увеличением угла отражения МПЧ увеличивается.

Слой F1 — существует только днем. Максимальное распространение для связи одним скачком до 3000 км. Ночью сливается со слоем F2.

Слой Е — отражающий слой, наименее подвержен солнечной активности. Максимальное распространение для связи одним скачком до 2000 км. МПЧ зависит только от угла отражения.

Слой Es — слой Е спорадический. Возникает спорадически (изредка), чаще в экваториальных широтах. Характеристики как у слоя Е.

Слой D — самый нижний из ионизированных слоёв ионосферы и единственный поглощающий слой для радиоволн КВ диапазона. Существует только днем. Ночью исчезает. При исчезновении слоя D ночью, становится возможен прием слабых и далеко расположенных радиостанций. Из-за уменьшения МПЧ отражаемой слоем F2 и увеличением помех из-за пропадания слоя D, ночью, профессиональная радиосвязь в КВ диапазоне затруднена.

«Аврора» — отражения радиоволн от северного сияния. Таким видом связи впервые воспользовался Румянцев Г. А., легендарный советский радиолюбитель, радиоспортсмен и конструктор.

Прогноз МПЧ — расчет МПЧ производится по месячным, пятидневным и ежедневным прогнозам. В России эти прогнозы выдаются Институтом земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н. В. Пушкова Российской Академии наук (ИЗМИРАН).

Радиовещание на КВ ведется на участках с длиной волны около:

1. 11 метров, 25.60 — 26.10 МГц (11,72 — 11,49 метра).
2. 13 метров, 21.40 — 21.90 МГц (13,99 — 13,73 метра).
3. 15 метров, 18.90 — 19.02 МГц (15,87 — 15,77 метра).
4. 16 метров, 17.55 — 18.05 МГц (17,16 — 16,76 метра).
5. 19 метров, 15.10 — 15.60 МГц (19,87 — 18,87 метра).
6. 22 метра, 13.50 — 13.87 МГц (22,22 — 21,63 метра).
7. 25 метров 11.60 — 12.10 МГц (25,86 — 24,79 метра).
8. 31 метр, 9.40 — 9.99 МГц (31,91 — 30,03 метра).
9. 41 метр, 7.20 — 7.50 МГц (41,67 — 39,47 метра).
10. 49 метров, 5.85 — 6.35 МГц (52,36 — 47,66 метра).
11. 60 метров, 4.75 — 5.06 МГц (63,16 — 59,29 метра).
12. 75 метров, 3.90 — 4.00 МГц (76,92 — 75 метров).
13. 90 метров, 3.20 — 3.40 МГц (93,75 — 88,24 метров).
14. 120 метров, 2.30 — 2.495 МГц (130,43 — 120,24 метра).

Днем для дальних связей используют 10-25 м, так как такие волны способны отразиться при малом угле возвышения от слоя F. Днем применяют наиболее высокочастотные поддиапазоны (15100-21900 кГц). Ночью для дальней связи используют 30-100 м, так как потери в нижних слоях ионосферы не столь опасны, слой D отсутствует, у слоя E сильно падает ионизация. Днем для дальних связей не используют 30-100 м, так как идет сильное поглощение волн в нижних слоях ионосферы, пришлось бы увеличивать мощность передатчиков. Поэтому днем применяют наиболее высокочастотные поддиапазоны КВ, ночью-низкочастотные поддиапазоны КВ. ^[1]

В первые десятилетия существования радио считалось, что волны короче 250 м малопригодны для практических целей. Поэтому весь КВ диапазон был предоставлен в распоряжение любителей-энтузиастов для экспериментов. Первым законодательным актом, регламентировавшим любительскую радиосвяэь, был «Закон о радио», принятый Конгрессом США в 1912 г. По мере совершенствования техники радиосвязи выяснилось, что при определенных условиях на КВ возможна связь на дальние расстояния даже при минимальной мощности передатчика. В настоящее время для любительской связи на КВ выделены строго определённые диапазоны частот, которые несколько отличаются для разных стран мира. Так, в Российской Федерации Решение Государственной комиссии по радиочастотам при Минкомсвязи России от 15.07.2010 № 10-07-01

[2] с изменениями согласно Решению ГКРЧ от 16 апреля 2018 года № 18-45-02

[3] устанавливает для любительской службы следующие диапазоны:

1. 1810 — 2000 кГц (160 метров, условно считается коротковолновым)
2. 3500 — 3650 кГц (80 метров)
3. 3650 — 3800 кГц (на вторичной основе)
4. 7000 — 7200 кГц (40 метров)
5. 10 100 — 10 150 кГц (30 метров, на вторичной основе)
6. 14 000 — 14 350 кГц (20 метров)
7. 18 068 — 18 168 кГц (17 метров, на вторичной основе)
8. 21 000 — 21 450 кГц (15 метров)
9. 24 890 — 24 990 кГц (12 метров, на вторичной основе)
10. 28 000 — 29 700 кГц (10 метров)

В настоящий момент на русском языке на коротких волнах вещают государственные (теле-)радиокомпании стран Европы

[4]:

• Румынии (радиоканал «Radio Romania International» радиокомпании «Radio Romania»),
• Турции (радиоканал «Голос Турции» телерадиокомпании «TRT»),

Юго-Восточной Азии:

• Вьетнама (радиоканал «Голос Вьетнама» одноимённой радиокомпании),
• Кореи (КНДР) (радиоканал «Голос Кореи» радиокомпании «Корейское центральное радио»),
• Кореи (РК) (радиоканал «Всемирное радио KBS» телерадиокомпании «KBS»),
• Китая (КР) (радиоканал «Международное радио Тайваня» радиокомпании «Китайское центральное радио»),
• Китая (КНР) (радиоканал «Международное радио Китая»)
• Японии (радиоканал «Радио Японии NHK World» телерадиокомпании «NHK»),

Южной Азии

• Индии (радиоканал «Всеиндийское Радио» одноимённой радиокомпании), 11,62 МГц, DRM

Передней Азии

• Ирана (радиоканал «Голос Исламской Республики Иран» одноимённой радиокомпании),

а также религиозные радиоканалы:

• KNLS — Станция Новой Жизни,
• HCJB — Голос Анд,
• Всемирное Радио Адвентистов — Голос Надежды,
• WWCR — Worldwide Chistian Radio,
• WHRI — World Harvest Radio,
• Far East Broadcasting Company (FEBC) — Радио Теос.

способ радиосвязи в дкмв-диапазоне — патент РФ 2273095

Изобретение относится к области техники радиосвязи, а более конкретно — радиосвязи с использованием пассивных ретрансляторов, и может быть использовано для связи в ДКМВ-диапазоне. Технический результат состоит в увеличение времени связи в декаметровом диапазоне. Для этого в способе связи в декаметровом (ДКМВ) диапазоне, включающем ионосферное распространение радиоволн между передатчиком и приемником, в качестве пассивного ретранслятора используется рассеяние радиоволн земной поверхностью, для чего передаваемый радиосигнал излучают в направлении области интенсивного рассеяния сигнала землей, не совпадающем с направлением на корреспондента, на которую ориентируют и приемную антенну. 2 ил.

Рисунки к патенту РФ 2273095

Изобретение относится к области техники радиосвязи, а более конкретно — радиосвязи с использованием пассивных ретрансляторов, и может быть использовано для связи в ДКМВ-диапазоне.

Известен способ радиосвязи в ДКМВ-диапазоне с использованием пространственной (ионосферной) радиоволны, распространяющейся между передатчиком и приемником по кратчайшему расстоянию — дуге большого круга [1]. Качество связи при этом зависит от состояния ионосферы вблизи точек отражения радиоволны, которое, в свою очередь, зависит от многих факторов, к важнейшим из которых относится освещенность ионосферы солнцем. В результате, максимальные частоты, отражаемые ионосферой, испытывают периодические изменения и зависят от времени суток, года, фазы солнечного цикла и ряда других причин. В ночные часы эти частоты могут стать настолько малы, что связь прерывается. Для обеспечения связи в эти часы обычно используются иные способы связи или активные ретрансляторы, что не всегда возможно или экономически оправдано.

Основной технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является увеличение времени связи в ДКМВ-диапазоне, что оказывается особенно существенным для радиотрасс средней протяженности (500-3000 км), увеличение помехозащищенности связи и уменьшение уровня помех для работы других систем связи.

Технический результат достигается тем, что в способе радиосвязи в ДКМВ-диапазоне, включающем ионосферное распространение радиоволн между передатчиком и приемником, в качестве пассивного ретранслятора используют рассеяние радиоволн земной поверхностью, для чего передаваемый радиосигнал излучают в направлении области интенсивного рассеяния сигнала землей, не совпадающем с направлением на корреспондента, на которую ориентируют и приемную антенну.

Основным отличительным признаком предлагаемого способа является то, что для связи используют рассеяние сигнала поверхностью земли в стороне от дуги большого круга, соединяющего передатчик и приемник, для чего передающую и приемную антенны ориентируют в направлении выбранной для данной трассы области рассеяния, при этом азимуты излучения и приема могут существенно (до 90 и более градусов) отличаться от направления на корреспондента. Местоположение такой области определяют на основании предварительно проводимых расчетов и измерений.

На фиг.1. приведена функциональная схема системы радиосвязи, реализующей предлагаемый способ связи, на фиг.2 приведены результаты эксперимента, подтверждающего возможность использования рассеяния сигнала поверхностью земли для радиосвязи.

О возможности рассеяния радиоволны неровной земной поверхностью известно давно. Этот эффект при обратном рассеянии и приеме сигнала в точке излучения был экспериментально обнаружен в СССР в 1947 г. и зарегистрирован в качестве открытия в 1951 г [2]. Этот эффект, часто называемый «эффектом Кабанова», используется для целей загоризонтной радиолокации, исследований ионосферы и околоземного космического пространства [3-6]. В случае приема в точке излучения сигналы, рассеянные землей, (СРЗ) принято называть сигналами возвратно-наклонного зондирования и исследованиям их свойств посвещена обширная литература, обзор которой можно найти, например, в [3]. Работ, посвященных свойствам СРЗ на трассах наклонного зондирования, существенно меньше [2, 6], однако и их существование можно считать установленным. Сведения об их использовании для радиосвязи неизвестны. Последние наши исследования [7, 8] позволили установить ряд важных свойств СРЗ и возможность их использования для связи.

Существование сигналов, рассеянных землей, сомнений не вызывает и неоднократно регистрировалось экспериментально. Для получения возможности передачи информации с использованием СРЗ необходимо обеспечение достаточного для работы связной аппаратуры соотношения сигнал/помеха в точке приема; при этом степень многолучевости будет ограничивать скорость передачи информации. В случае использования СРЗ для передачи информации, существенно, что в случае высоких МПЧ прямой радиотрассы, он будет приниматься одновременно с модами регулярного распространения, которые затрудняют его прием и зачастую делают использование канала СРЗ бессмысленным, поскольку для связи более подходят регулярные моды. Поэтому важно работать на частотах выше МПЧ прямой трассы и ориентировать диаграммы направленности антенн в направлении области рассеяния, что позволяет увеличить соотношение сигнал/помеха и уменьшить помеху от прямого сигнала в случае его появления.

Способ осуществляют следующим образом.

На основании расчетов или непосредственных измерений выбирают участки земной поверхности, рассеяние сигналов которыми позволяет обеспечить радиосвязь на данной радиотрассе. В направлении выбранного участка ориентируют диаграммы направленности передающей и приемной антенн. Частоты для связи выбирают, исходя из необходимости обеспечения прохождения сигналов на участках трассы передатчик-область рассеяния и область рассеяния-приемник. Желательна работа вблизи МПЧ такой трассы, что обеспечивает максимальное соотношение сигнал/шум и минимальную многолучевость. Рабочие частоты при этом могут превышать максимально-применимую частоту (МПЧ) прямой радиотрассы.

Из изложенного очевидно, что связь с использованием СРЗ требует индивидуального для каждой радиотрассы или группы трасс выбора области рассеяния и ориентации в ее направлении приемной и передающей антенн.

Возможность использования предлагаемого способа демонстрируется результатами эксперимента по приему сигнала наклонного зондирования на радиотрассе Кипр-Н.Новгород протяженностью 2600 км в период с декабря 2002 г. по декабрь 2003 г. [7, 8].

На передающем конце радиотрассы работала станция наклонного зондирования ионосферы, которая принималась в Н.Новгороде. По результатам приема строилась ионограмма наклонного зондирования (зависимость времени распространения сигнала от рабочей частоты). Одна из этих ионограмм приведена на фиг.2а. Интенсивность принимаемого сигнала на ней передается интенсивностью цвета. На этой ионограмме, кроме обычных мод распространения 1F2 и 2F2, присутствует также мода сигнала рассеянного землей (СРЗ), которую и предлагается использовать для связи. Всего за период измерений было получено около 3000 подобных ионограмм, на 500 из которых зарегистрирован СРЗ. Как видно из приведенного примера, СРЗ принимается как на частотах ниже МПЧ прямой радиотрассы (МНЧ 1F2), так и выше ее, обеспечивая возможность расширения рабочего диапазона частот и возможность связи в часы отсуствия сигнала на прямой радиотрассе. Здесь же приведена рассчитанная ионограмма (фиг.2б). Для ее получения использовалась программа трассовых расчетов [9], базирующаяся на модели ионосферы IRI-91. Эта программа не учитывает возможность появления рассеянных землей сигналов и, естественно, их нет и на расчетной ионограмме, однако для прямой радиотрассы результаты расчетов и моделирования неплохо совпадают.

Полученные результаты демонстрируют возможность использования СРЗ для связи. Связь с использованием СРЗ возможна в часы, когда нет прохождения сигнала по прямой трассе, что позволяет увеличить время связи в ДКМВ-диапазоне. Оценка энергетического потенциала радиолинии, проведенная с использованием результатов экспериментов, показывает, что связь возможна при использовании стандартных связных радиостанций мощностью несколько сотен ватт (например, широкое использование авиационной радиостанции Р-864 [10]) и стандартных связных антенн с коэффициентом усиления 10-15 дБ. Скорость передачи информации при этом вряд ли превысит 4-50 бит/с.

Литература

1. А.И.Калинин, Е.Л.Черенкова. Распространение радиоволн и работа радиолиний. — М.: Связь, 1971, 482 с. (Прототип)

2. Диплом № 1 (СССР) «Бюллетень изобретений» Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, 1959, № 19.

3. Кабанов Н.И., Осетров Б.И. Возвратно-наклонное зондирование ионосферы. М.: Сов. радио, 1965, 112 с.

4. Алебастров В.А., Гойхман Э.Ш., Заморин И.М. и др. Основы загоризонтной радиолокации. М.: Радио и связь, 1984, 256 с.

5. Иванов В.А., Рябова Н.В., Шумаев В.В. Основы радиотехнических систем ДКМ-диапазона. Йошкар-Ола, 1998, 204 с.

6. Чернов Ю.А. Возвратно-наклонное зондирование ионосферы. М.: Связь, 1971, 203 с.

7. Брянцев В.Ф., Макаров А.В., Стародубровский А.С. Измерения в Российской сети трасс НЗ с целью оценки потенциальных возможностей ДКМВ радиосвязи. Труды 10 международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь». Воронеж, 2004 г.

8. Отчет по ОКР «Планета». «Разработка технологии ионосферного мониторинга на основе модернизации разработанных средств и новых методов», этап 1, № гос. регистрации У84884, Н.Новгород, 2002.

9. Понятов А.А., Урядов В.П. Компьютерное моделирование ионосферного распространения коротких радиоволн. Препринт №248, Н.Новгород: НИРФИ, 1996, 20 с.

10. Радиостанция Р-864. Техническое описание.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ связи в ДКМВ-диапазоне, включающий ионосферное распространение радиоволн между передатчиком и приемником, отличающийся тем, что в качестве пассивного ретранслятора используют рассеяние радиоволн земной поверхностью, для чего передаваемый радиосигнал излучают в направлении области интенсивного рассеяния сигнала землей, не совпадающем с направлением на корреспондента, на которую ориентируют и приемную антенну.

ГОСТ Р 50860-96 Самолеты и вертолеты. Устройства антенно-фидерные связи, навигации, посадки и УВД. Общие технические требования, параметры, методы измерений

На главную | База 1 | База 2 | База 3

Поиск по реквизитамПоиск по номеру документаПоиск по названию документаПоиск по тексту документа

Искать все виды документовДокументы неопределённого видаISOАвиационные правилаАльбомАпелляционное определениеАТКАТК-РЭАТПЭАТРВИВМРВМУВНВНиРВНКРВНМДВНПВНПБВНТМ/МЧМ СССРВНТПВНТП/МПСВНЭВОМВПНРМВППБВРДВРДСВременное положениеВременное руководствоВременные методические рекомендацииВременные нормативыВременные рекомендацииВременные указанияВременный порядокВрТЕРВрТЕРрВрТЭСНВрТЭСНрВСНВСН АСВСН ВКВСН-АПКВСПВСТПВТУВТУ МММПВТУ НКММПВУП СНЭВУППВУТПВыпускГКИНПГКИНП (ОНТА)ГНГОСТГОСТ CEN/TRГОСТ CISPRГОСТ ENГОСТ EN ISOГОСТ EN/TSГОСТ IECГОСТ IEC/PASГОСТ IEC/TRГОСТ IEC/TSГОСТ ISOГОСТ ISO GuideГОСТ ISO/DISГОСТ ISO/HL7ГОСТ ISO/IECГОСТ ISO/IEC GuideГОСТ ISO/TRГОСТ ISO/TSГОСТ OIML RГОСТ ЕНГОСТ ИСОГОСТ ИСО/МЭКГОСТ ИСО/ТОГОСТ ИСО/ТСГОСТ МЭКГОСТ РГОСТ Р ЕНГОСТ Р ЕН ИСОГОСТ Р ИСОГОСТ Р ИСО/HL7ГОСТ Р ИСО/АСТМГОСТ Р ИСО/МЭКГОСТ Р ИСО/МЭК МФСГОСТ Р ИСО/МЭК ТОГОСТ Р ИСО/ТОГОСТ Р ИСО/ТСГОСТ Р ИСО/ТУГОСТ Р МЭКГОСТ Р МЭК/ТОГОСТ Р МЭК/ТСГОСТ ЭД1ГСНГСНрГСССДГЭСНГЭСНмГЭСНмрГЭСНмтГЭСНпГЭСНПиТЕРГЭСНПиТЕРрГЭСНрГЭСНсДИДиОРДирективное письмоДоговорДополнение к ВСНДополнение к РНиПДСЕКЕНВиРЕНВиР-ПЕНиРЕСДЗемЕТКСЖНМЗаключениеЗаконЗаконопроектЗональный типовой проектИИБТВИДИКИМИНИнструктивное письмоИнструкцияИнструкция НСАМИнформационно-методическое письмоИнформационно-технический сборникИнформационное письмоИнформацияИОТИРИСОИСО/TRИТНИТОсИТПИТСИЭСНИЭСНиЕР Республика КарелияККарта трудового процессаКарта-нарядКаталогКаталог-справочникККТКОКодексКОТКПОКСИКТКТПММ-МВИМВИМВНМВРМГСНМДМДКМДСМеждународные стандартыМетодикаМетодика НСАММетодические рекомендацииМетодические рекомендации к СПМетодические указанияМетодический документМетодическое пособиеМетодическое руководствоМИМИ БГЕИМИ УЯВИМИГКМММНМОДНМонтажные чертежиМос МУМосМРМосСанПинМППБМРМРДСМРОМРРМРТУМСанПиНМСНМСПМТМУМУ ОТ РММУКМЭКННАС ГАНБ ЖТНВННГЭАНДНДПНиТУНКНормыНормы времениНПНПБНПРМНРНРБНСПНТПНТП АПКНТП ЭППНТПДНТПСНТСНЦКРНЦСОДМОДНОЕРЖОЕРЖкрОЕРЖмОЕРЖмрОЕРЖпОЕРЖрОКОМТРМОНОНДОНКОНТПОПВОПКП АЭСОПНРМСОРДОСГиСППиНОСНОСН-АПКОСПОССПЖОССЦЖОСТОСТ 1ОСТ 2ОСТ 34ОСТ 4ОСТ 5ОСТ ВКСОСТ КЗ СНКОСТ НКЗагОСТ НКЛесОСТ НКМОСТ НКММПОСТ НКППОСТ НКПП и НКВТОСТ НКСМОСТ НКТПОСТ5ОСТНОСЭМЖОТРОТТПП ССФЖТПБПБПРВПБЭ НППБЯПВ НППВКМПВСРПГВУПереченьПиН АЭПисьмоПМГПНАЭПНД ФПНД Ф СБПНД Ф ТПНСТПОПоложениеПорядокПособиеПособие в развитие СНиППособие к ВНТППособие к ВСНПособие к МГСНПособие к МРПособие к РДПособие к РТМПособие к СНПособие к СНиППособие к СППособие к СТОПособие по применению СППостановлениеПОТ РПОЭСНрППБППБ-АСППБ-СППБВППБОППРПРПР РСКПР СМНПравилаПрактическое пособие к СППРБ АСПрейскурантПриказПротоколПСРр Калининградской областиПТБПТЭПУГПУЭПЦСНПЭУРР ГазпромР НОПРИЗР НОСТРОЙР НОСТРОЙ/НОПР РСКР СМНР-НП СРО ССКРазъяснениеРаспоряжениеРАФРБРГРДРД БГЕИРД БТРД ГМРД НИИКраностроенияРД РОСЭКРД РСКРД РТМРД СМАРД СМНРД ЭОРД-АПКРДИРДМРДМУРДПРДСРДТПРегламентРекомендацииРекомендацияРешениеРешение коллегииРКРМРМГРМДРМКРНДРНиПРПРРТОП ТЭРС ГАРСНРСТ РСФСРРСТ РСФСР ЭД1РТРТМРТПРУРуководствоРУЭСТОП ГАРЭГА РФРЭСНрСАСанитарные нормыСанитарные правилаСанПиНСборникСборник НТД к СНиПСборники ПВРСборники РСН МОСборники РСН ПНРСборники РСН ССРСборники ценСБЦПСДАСДАЭСДОССерияСЗКСНСН-РФСНиПСНиРСНККСНОРСНПСОСоглашениеСПСП АССП АЭССправочникСправочное пособие к ВСНСправочное пособие к СНиПСправочное пособие к СПСправочное пособие к ТЕРСправочное пособие к ТЕРрСРПССНССЦСТ ССФЖТСТ СЭВСТ ЦКБАСТ-НП СРОСТАСТКСТМСТНСТН ЦЭСТОСТО 030 НОСТРОЙСТО АСЧМСТО БДПСТО ВНИИСТСТО ГазпромСТО Газпром РДСТО ГГИСТО ГУ ГГИСТО ДД ХМАОСТО ДОКТОР БЕТОНСТО МАДИСТО МВИСТО МИСТО НААГСТО НАКССТО НКССТО НОПСТО НОСТРОЙСТО НОСТРОЙ/НОПСТО РЖДСТО РосГеоСТО РОСТЕХЭКСПЕРТИЗАСТО САСТО СМКСТО ФЦССТО ЦКТИСТО-ГК «Трансстрой»СТО-НСОПБСТПСТП ВНИИГСТП НИИЭССтП РМПСУПСССУРСУСНСЦНПРТВТЕТелеграммаТелетайпограммаТематическая подборкаТЕРТЕР Алтайский крайТЕР Белгородская областьТЕР Калининградской областиТЕР Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕР Краснодарского краяТЕР Мурманская областьТЕР Новосибирской областиТЕР Орловской областиТЕР Республика ДагестанТЕР Республика КарелияТЕР Ростовской областиТЕР Самарской областиТЕР Смоленской обл.ТЕР Ямало-Ненецкий автономный округТЕР Ярославской областиТЕРмТЕРм Алтайский крайТЕРм Белгородская областьТЕРм Воронежской областиТЕРм Калининградской областиТЕРм Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРм Мурманская областьТЕРм Республика ДагестанТЕРм Республика КарелияТЕРм Ямало-Ненецкий автономный округТЕРмрТЕРмр Алтайский крайТЕРмр Белгородская областьТЕРмр Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРмр Краснодарского краяТЕРмр Республика ДагестанТЕРмр Республика КарелияТЕРмр Ямало-Ненецкий автономный округТЕРпТЕРп Алтайский крайТЕРп Белгородская областьТЕРп Калининградской областиТЕРп Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРп Краснодарского краяТЕРп Республика КарелияТЕРп Ямало-Ненецкий автономный округТЕРп Ярославской областиТЕРрТЕРр Алтайский крайТЕРр Белгородская областьТЕРр Калининградской областиТЕРр Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРр Краснодарского краяТЕРр Новосибирской областиТЕРр Омской областиТЕРр Орловской областиТЕРр Республика ДагестанТЕРр Республика КарелияТЕРр Ростовской областиТЕРр Рязанской областиТЕРр Самарской областиТЕРр Смоленской областиТЕРр Удмуртской РеспубликиТЕРр Ульяновской областиТЕРр Ямало-Ненецкий автономный округТЕРррТЕРрр Ямало-Ненецкий автономный округТЕРс Ямало-Ненецкий автономный округТЕРтр Ямало-Ненецкий автономный округТехнический каталогТехнический регламентТехнический регламент Таможенного союзаТехнический циркулярТехнологическая инструкцияТехнологическая картаТехнологические картыТехнологический регламентТИТИ РТИ РОТиповая инструкцияТиповая технологическая инструкцияТиповое положениеТиповой проектТиповые конструкцииТиповые материалы для проектированияТиповые проектные решенияТКТКБЯТМД Санкт-ПетербургТНПБТОИТОИ-РДТПТПРТРТР АВОКТР ЕАЭСТР ТСТРДТСНТСН МУТСН ПМСТСН РКТСН ЭКТСН ЭОТСНэ и ТЕРэТССЦТССЦ Алтайский крайТССЦ Белгородская областьТССЦ Воронежской областиТССЦ Карачаево-Черкесская РеспубликаТССЦ Ямало-Ненецкий автономный округТССЦпгТССЦпг Белгородская областьТСЦТСЦ Белгородская областьТСЦ Краснодарского краяТСЦ Орловской областиТСЦ Республика ДагестанТСЦ Республика КарелияТСЦ Ростовской областиТСЦ Ульяновской областиТСЦмТСЦО Ямало-Ненецкий автономный округТСЦп Калининградской областиТСЦПГ Ямало-Ненецкий автономный округТСЦэ Калининградской областиТСЭМТСЭМ Алтайский крайТСЭМ Белгородская областьТСЭМ Карачаево-Черкесская РеспубликаТСЭМ Ямало-Ненецкий автономный округТТТТКТТПТУТУ-газТУКТЭСНиЕР Воронежской областиТЭСНиЕРм Воронежской областиТЭСНиЕРрТЭСНиТЕРэУУ-СТУказУказаниеУказанияУКНУНУОУРврУРкрУРррУРСНУСНУТП БГЕИФАПФедеральный законФедеральный стандарт оценкиФЕРФЕРмФЕРмрФЕРпФЕРрФормаФорма ИГАСНФРФСНФССЦФССЦпгФСЭМФТС ЖТЦВЦенникЦИРВЦиркулярЦПИШифрЭксплуатационный циркулярЭРД

Показать все найденныеПоказать действующиеПоказать частично действующиеПоказать не действующиеПоказать проектыПоказать документы с неизвестным статусом

Упорядочить по номеру документаУпорядочить по дате введения

ТРЁХКАНАЛЬНАЯ ЦИФРОВАЯ ПРИЁМО-ПЕРЕДАЮЩАЯ СТАНЦИЯ ДКМВ ДИАПАЗОНА

Андриянов А. В., Пугин М. В. ООО НТП «Тензор» Войткевич К. Л., Резвов А. В. ФГУП НПП «Полёт» А/я 86, Нижний Новгород – 603009, Россия Тел.: +7(8312) 665091; e-mail:[email protected];+7(8312) 423529; e-mail:[email protected]

Аннотация – Рассмотрены структура, технические характеристики и область применения трёхканальной цифровой приёмо-передающей станции ДКМВ диапазона (совместная разработка НПП «Полет» и НТП «Тензор»),

I.  Введение

В настоящее время большое внимание уделяется разработке новых систем связи в ДКМВ диапазоне, которые позволили бы повысить пропускную способность канала связи и помехозащищённость передаваемой информации. Кроме того, наблюдается тенденция к одновременной передаче разнородной информации (звук, видео, телеметрия и др.).

Одним из возможных путей решения этих задач является применение современной цифровой элементной базы, которая позволяет осуществлять прямой синтез и приём радиосигналов одновременно по нескольким каналам. В докладе приводится описание разработанной авторами трёхканальной цифровой приёмо-передающей станции ДКМВ диапазона для реализации биспектральной системы передачи информации.

II.  Основная часть

Цифровая приёмо-передающая станция ДКМВ диапазона была разработана для реализации биспектральной системы передачи информации БСПИ- 1/2/3 [1] и обеспечивает передачу и приём цифровой информации в диапазоне частот 1,5-30 МГц одновременно по трём независимым радиоканалам.

Рис. 1. Внешний вид цифровой станции.

Fig. 1. Appearance of the digital radio station

Область применения станции не ограничивается указанной специфической задачей. Станция может использоваться для передачи и приёма различной цифровой информации по одному, двум или трём независимым радиоканалам. В том числе для реализации таких специфических видов модуляции, как однополосная AM, AM с подавленной несущей. Кроме того, цифровой режим модуляции несущих позволяет работать в режиме многопозиционной квадратурной AM, многопозиционной ФМ или ЧМ, обеспечивая высокую пропускную способность канала связи.

Цифровая приёмо-передающая станция состоит из портативного компьютера и приёмо-передающего блока, реализованного в виде законченного устройства (см. рис. 1). Модуляция и демодуляция сигналов осуществляется программными средствами.

Структурная схема радиостанции представлена на рис. 2. В режиме приёма сигнал с антенны поступает на вход трёхканального преселектора, который ограничивает полосу сигнала на уровне 3-5% от центральной частоты настройки. Каналы преселектора перестраиваются независимо друг от друга при помощи варикапов, управляемых многоканальным цифро-аналоговым преобразователем.

Рис. 2. Структурная схема цифровой радиостанции.

Fig. 2. Structure flowchart of the digital radio station

После предварительной селекции, сигнал поступает на малошумящий усилитель с изменяемым коэффициентом усиления. Сигнал усиливается до номинального уровня и подаётся на входы 12-битных быстродействующих аналого-цифровых преобразователей (АЦП), установленных в каждом канале приёмного тракта. АЦП дискретизируют сигнал с частотой 65 МГц и преобразуют его в цифровую форму, в которой он поступает на вход трёхканального цифрового приемника, реализованного на микросхемах AD6620 фирмы Analog Devices. Эти микросхемы состоят из цифрового смесителя с цифровым Гетеродином, которые выполняют перенос спектра входного сигнала на нулевую частоту. Далее преобразованный сигнал подвергается трехступенчатой цифровой фильтрации для обеспечения требуемой полосы пропускания приёмного тракта. Совместно с фильтрацией, производится децимация отсчётов сигнала до частоты необходимой для передачи спектра модуляции. Параметры цифровых фильтров и коэффициенты децимации задаются программным образом и могут меняться в зависимости от решаемой задачи.

Обработанный сигнал в цифровой форме с выхода приёмника поступает в контроллер управления, и после форматирования предаётся в ПЭВМ, где де- модулируется в соответствии с алгоритмом, задаваемым пользователем. Такое разделение функций между аппаратной и программной частями комплекса позволяет производить сложную обработку сигнала и реализовывать различные варианты модуляции и кодирования передаваемой информации.

В режиме передачи данные для модуляции несущей каждого радиоканала поступают от ПЭВМ в контроллер управления и используются, в соответствии с выбранным типом модуляции, для программирования трёхканального цифрового синтезатора. Цифровой синтезатор реализован на базе микросхем AD9854 фирмы Analog Devices. Данные микросхемы позволяют непосредственно синтезировать аналоговый сигнал в комплексной форме (в виде двух квадратурных составляющих) с частотой до 100 МГц и модулировать полученный сигнал по амплитуде, частоте или фазе.

Усиленный до мощности порядка 20 мВт сигнал, поступает на выход радиостанции и может быть дополнительно усилен с помощью внешнего усилителя мощности.

Передающий и приёмный тракт работают от единой опорной частоты 10 МГц, которая генерируется встроенным кварцевым генератором опорной частоты (ГОЧ), что позволяет синхронизировать все каналы станции. Кроме того, предусмотрена возможность подачи опорной частоты от внешнего генератора с более высокой стабильностью.

Объединяющим узлом станции является контроллер управления, обеспечивающий обмен данными между ПЭВМ и станцией через параллельный порт или последовательную шину USB. Он, также, предназначен для управления всеми функциональными устройствами, входящими в состав приёмопередающей станции.

Цифровая приёмо-передающая станция ДКМВ диапазона имеет следующие технические характеристики:

Рабочий диапазон частот приёмного и передающего тракта 1,5 – 30 МГц.

Режим работы – полудуплексный на 1, 2 или 3-х несущих частотах.

Чувствительность приёмного тракта в полосе частот 10 кГц при отношении сигнал/шум 3 дБ не хуже 10 мкВ.

Погрешность установки частоты цифрового приёмника 0,01 Гц.

Число разрядов АЦП приёмного тракта – 12.

Разрядность выходных данных приёмника 16 бит.

Представление сигнала на выходе приёмника – квадратурные составляющие.

Погрешность установки частоты цифровых синтезаторов в передающем тракте – 7-10′⁷ Гц.

Вид модуляции каналов передатчика – цифровая квадратурная AM, ЧМ или ФМ.

Интерфейс связи с ПЭВМ – LPT (ЕРР 1,9) или USB 2.0 (в перспективе).

Напряжение питания – 12 В.

Потребляемый от источника питания ток – 2,8 А. Габариты приёмо-передающего блока 280x210x95мм.

Масса приёмо-передающего блока – 3 кг.

III. Заключение

Описанная цифровая приёмо-передающая станция ДКМВ диапазона разработана для использования в составе биспектральной системы передачи информации БСПИ-1/2/3. Область её применения не ограничивается данным частным случаем и может быть достаточно широкой за счёт гибкой системы управления наличия трёх независимых каналов и большого разнообразия вариантов модуляции передаваемого сигнала.

IV.  Список литературы

[1] Бочков Г. Н., Горохов К. В. Биспектрально организованные сигналы для параллельных систем передачи информации с коррекцией амплитудно-фазовых искажений. //Изв. ВУЗов. Радиофизика, 1997. Т. 30. № 11.

С.1388.

THREE-CHANNEL DIGITAL TRANSCEIVER OF SHORT WAVES BAND

Andriyanov A. V., Pugin М. V.

NTP «Tenzor»

Rezvov A. V., Voitkevitch K. L.

NPP «Polyot»

P. O. Box 86, Nizhny Novgorod – 603609, Russia Phone: +7(8312) 423529, +7(8312) 665091 e-mail: [email protected], [email protected]

Abstract – Structure, technical features and application of the 3-cannel digital transceiver SQ range, designed in Hi Tech Company «Tenzor»and NPP «Polyot» is considered.

I.  Introduction

One of the possible ways to increase reception capacity of the communication channel and noise proof factor is the use of modern digital element base, which allows to realize the direct syntheses and receiving radio signal.

II.  Main part

Digital receiving-transmitting station consists of software, installed on (PC), and receiving-transmitting block embodied in the manner of finished device (fig. 1).

Digital transceiver consists of pre-selector, low-noise amplifier, flash encoder, digital receiver, digital synthesizer, reference frequency generator and controller (fig. 2).

Data for modulation channel are formed in PC. The accepted signal in complex form enters in PC, and is demodulated by the software. Such task sharing between hardware and software parts of the transceiver allows to produce complex processing the signal and realize the different variants to modulations and coding to transmitted information.

Operation frequency bands of the receiving and transmitting tracts is 1,5 – 30 MHz. Operating mode – half-duplex with 1, 2 or 3-th carrying frequency. Sensitivity of the receiving tract in the frequency band 10 kHz at signal-to-noise merit 3 dB is not worse than 10 uV. The signal on receiver output introduces in complex form. The modulation of the transmitter channels – digital quadrature AM, PM or FM.

III.  Conclusion

Digital transceiver of the SQ range, described in the article, was used for operation in consisting of the bispectral system of the transmission of information BSPI-1/2/3. However possible fields of its application may be sufficiently wide, since it has a flexible control system, three independent channels and many variants of modulations of the transmitted signal.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Частотные диапазоны радиосвязи и радиовещания

Автор: Поскольку история наша началась с обсуждения вопросов радиоприёма, не плохо было бы не торопясь прогуляться по частотным диапазонам и понять, что же и на каких волнах излучается в эфир. Начнём с радиовещательных диапазонов. Радиовещание осуществляется на диапазонах длинных (ДВ), средних (СВ), коротких (КВ) и ультракоротких (УКВ) волн.    Диапазон   Полоса частот   Длина волны  Длинноволновый (ДВ)   0.15..0.285МГц 2000..1053м Средневолновый (СВ) 0.525..1.605МГц 571..187м Коротковолновые (КВ): 75-метровый 3,95..4,0МГц 75,9..75м тропический 4,75..4,995МГц 63,16..60,06м тропический 5,005..5,06МГц 59,29м 49-метровый 5,95..6,2МГц 50,42..48,39м 41-метровый 7,1..7,3МГц 42,25..41,09м 31-метровый 9,5..9,9МГц 31,58..30,03м 25-метровый 11,65..12,05МГц 25,75..24,9м 22-метровый 13,6..13,8МГц 22,06..21,74м 19-метровый 15,1..15,6МГц 19,87..19,23м 16-метровый 17,55..17,9МГц 17,09..16,76м 13-метровый 21,45..21,85МГц 13,99..13,73м 11-метровый 25,67..26,1МГц 11,69..11,49м Ультракоротковолновые (УКВ): УКВ I 41..68МГц 7,32..4,41м УКВ II 87,5..108МГц 3,43..2,78м УКВ III 174..216МГц 1,72..1,39м УКВ IV 470..960МГц 0,64..0,31м Для любительской радиосвязи используются диапазоны коротких и ультракоротких волн.    Диапазон   Полоса частот   Длина волны  Коротковолновые (КВ): 160-метровый 1,85..1,95МГц 162..154м 80-метровый 3,5..3,65МГц 85,7..82,2м 40-метровый 7,0..7,1МГц 42,9..42,3м 30-метровый 10,1..10,15МГц 29,7..29,6м 20-метровый 14,0..14,35МГц 21,4..20,9м 15-метровый 21,0..21,45МГц 14,3..14,0м 10-метровый 28,0..29,7МГц 10,7..10,1м Ультракоротковолновые (УКВ): 2-метровый 144..146МГц 2,08..2,05м 70-сантиметровый 430..440МГц 69,8..68,1см Частоты, на которых наиболее часто можно услышать пиратское радио.    Диапазон   Полоса частот    Модуляция  Коротковолновые (КВ):               140-метровый 2,00..2,20МГц АМ модуляция 120-метровый 2,4..2,60МГц АМ модуляция 100-метровый 2,86..3,30МГц SSB модуляция   45-метровый 6,63..6,67МГц SSB модуляция 28-метровый 10,43..10,48МГц SSB модуляция Некоторые служебные диапазоны коротких и ультракоротких волн.  Полоса частот   Служба  2,13 МГц..2,15 МГц Поездная радиосвязь в ЧМ режиме 2,440 МГц..2,460 МГц Радиосвязь в метро в ЧМ режиме 30..60 МГц Диапазон военных 40.100 МГц Пожарные службы 41.800 МГц Общесоюзная рабочая частота скорой помощи 44.800 МГц Областные пожарные 108..137 МГц Авиадиапазон 136..138 МГц Морской диапазон 142..144 МГц Военные 146..147 МГц Военные 147..156 МГц Самолетная связь 150,98..151.49 МГц Милиция 151.725..156.000 МГц ЖД каналы внутрипоездной связи А каковы условия распространения радиоволн в зависимости от сезона и времени суток? Диапазон ДВ характеризуется наличием большого уровня индустриальных и космических помех. Максимальная дальность связи на этом диапазоне может доходить до 1000 километров (зависит от мощности радиопередатчика). Диапазон СВ также характеризуется большим уровнем помех. Ночью радиоволны, благодаря «тропосферному» прохождению могут распространяться на очень большие (до 4 тысяч километров) расстояния. Диапазон характеризуется также наличием «замирания» сигнала (уровень поля неравномерный, что приводит к изменению уровня громкости радиопередачи). Диапазон 1.8 Мгц наиболее трудный для дальних связей. Дальняя связь (свыше 1500-2000 км) возможна только при особом стечении обстоятельств и в течении ограниченного времени преимущественно на рассвете-закате. А связи до 1500 км возможны с наступлением темноты. При расвете диапазон замирает. Диапазон 3,5 Мгц является ночным диапазоном. В дневное время связь на нем возможна только с ближайшими корреспондентами. С наступлением темноты начинают появляться станции, удаленные на большие расстояния. Через час — два после восхода Солнца диапазон пустеет. Диапазон 7 Мгц обычно «живет» круглые сутки. Днем на нем можно услышать станции близлежащих районов (летом — на расстоянии 500—600, зимой — 1000—1500 км). Диапазон 14 Мгц — диапазон, в котором работает основная масса радиолюбителей. Прохождение на нем (за исключением зимних ночей) имеется практически круглые сутки. Особенно хорошее прохождение наблюдается в апреле—мае. Диапазон 21 Мгц тоже, широко используется коротковолновиками. Прохождение на нём в основном наблюдается в дневные часы. Оно менее устойчиво, чем на 14 Мгц, и может резко меняться. Диапазон 28 Мгц самый «капризный». День-два отличного прохождения внезапно могут смениться неделей полного его отсутствия. Сигналы радиостанций здесь бывают слышны только в светлое время суток, за исключением отдельных редких случаев аномального распространения радиоволн. Более полную информацию по поводу КВ радиолюбительских диапазонов можно прочитать на страничке http://www.qso.ru/band.html?1 Распространение сигналов в УКВ диапазонах с точки зрения банальной эрудиции, настолько затейливо для понимания, что перечислять механизмы поведения радиоволн на неоднородностях тропосферы, отражения от приполярных областей ионосферы, метеорных следов, от Луны и вообще всего на свете, у меня не хватит ни терпения, ни соответствующих знаний. Поэтому ограничусь простым описанием из книжки. Диапазон УКВ позволяет осуществлять радиовещание с очень хорошим качеством, благодаря использованию частотной модуляции. К недостатку УКВ диапазона можно отнести высокое затухание радиоволны. Максимально возможное расстояние до радиостанции не может превышать 100 километров. Короткая волна не может обогнуть препятствие выше, чем ее длина, поэтому она вынуждена пронизывать это препятствие насквозь. При этом, уровень излучения значительно понижается, что сказывается в месте приема значительным ослаблением громкости радиопередачи. Для того, чтобы максимально увеличить радиус приема, передающие и приемные антенны стараются разместить как можно выше над уровнем земли.

Активная распределённая антенная система для случайного множественного радиодоступа диапазона дкмв

Изобретение относится к технике активных антенн для систем множественного случайного радиодоступа. Техническими результатами являются использование активной распределенной антенной системы для организации множественного случайного радиодоступа в диапазоне ДКМВ и увеличение коэффициента перекрытия рабочей полосы частот. Активная распределенная антенная система содержит N частотных групп приемных антенных элементов, различных для разных частотных приемных групп, соединенных со входами соответствующих неперестраиваемых широкополосных приемных радиомодулей, различных для разных приемных частотных групп, при этом вход/выход каждого радиомодуля подключен к высокоскоростной шине данных радиоприема, к которой подключены блок частоты и синхронизации приема и процессор обработки принимаемых цифровых сигналов основной полосы частот, соединенный дополнительно с мультиплексором локальной сети приемного центра, один из входов/выходов которого соединен с выделенным высокоскоростным каналом передачи сигналов и данных между приемным и передающим радиоцентрами; N частотных групп передающих антенных элементов, различных для разных частотных передающих групп, соединенных с входами соответствующих неперестраиваемых широкополосных передающих радиомодулей для разных передающих частотных групп, при этом вход/выход каждого радиомодуля подключен к высокоскоростной шине данных радиопередачи, к которой подключены блок частоты и синхронизации передачи и процессор формирования передаваемых цифровых сигналов основной полосы частот, соединенный дополнительно с мультиплексором локальной сети передающего центра, один из входов/выходов которого соединен с выделенным высокоскоростным каналом передачи сигналов и данных между приемным и передающим радиоцентрами. 3 ил.

 

Изобретение относится к многолучевым, диапазонным и многоканальным интеллектуальным антенным системам расширенного ДКМВ диапазона для работы с использованием отражения радиоволн от ионосферного слоя F2. Изобретение может быть использовано для построения многоканальных региональных узлов случайного множественного радиодоступа с разнесенными приемным и передающим радиоцентрами и с радиусом зоны обслуживания каждого узла до 3000 км.

Техника интеллектуальных антенн является важным разделом в системах случайного множественного радиодоступа. Интеллектуальные антенны позволяют увеличивать пропускную способность системы, увеличивать зону уверенного приема, улучшать качественные характеристики каналов и т.д. Отличительной особенностью интеллектуальных антенн является возможность индивидуальной обработки сигналов приема и сигналов передачи для каждого антенного элемента из состава антенной системы. Интеллектуальные антенны широко используются для систем случайного множественного радиодоступа в диапазонах метровых и более коротких волн. В диапазоне ДКМВ их использование затруднено рядом обстоятельств.

Известна коротковолновая приемная многоканальная антенная система по патенту RU 2426204, содержащая N приемных многоканальных аналого-цифровых трактов, каждый из которых содержит антенный блок, аналоговый блок, состоящий из М высокочастотных каналов, каждый из которых содержит перестраиваемый преселектор, управляемый аттенюатор и высокочастотный усилитель, выходы которых подключены к входам цифрового блока, содержащего соответственно М цифровых каналов, выходы цифровых каналов цифрового блока соединены с информационными входами мультиплексора, выход которого через линию связи подключен к входу мультиплексора локальной сети, соединенного шиной с блоком обработки сигналов. Устройство обеспечивает одновременное формирование М каналов приема и М соответствующих лучей диаграммы направленности для этих каналов по исходным данным, загружаемым с ЭВМ пульта оператора автоматизированного рабочего места.

Указанное устройство может работать только в режиме сеансовой связи, когда частота сеанса и угловые координаты корреспондента заранее известны. В этом случае возможна предварительная настройка перестраиваемых преселекторов и определение переменных весовых коэффициентов для формирования лучей диаграммы направленности, в режиме сеансовой связи устройство поддерживает только восходящие радиолинии от абонента к узлу (приемные каналы) и не поддерживает организацию нисходящих радиолиний от узла к абоненту. В режиме случайного множественного радиодоступа абонентов, когда частоты сеансов и угловые координаты корреспондентов предварительно неизвестны, устройство неработоспособно.

Известна распределенная система интеллектуальных антенн по патенту RU 2264010, содержащая N антенных элементов, N радиочастотных приемопередатчиков и фидеры, соединяющие N антенных элементов с N радиочастотными приемопередатчиками соответственно; при этом N радиочастотных приемопередатчиков соединены с процессором обработки цифровых сигналов основной полосы частот в базовой станции системы беспроводной связи через шину данных, отличающаяся тем, что N антенных элементов и N радиочастотных приемопередатчиков соответственно сгруппированы для получения нескольких групп антенных элементов и соответственно нескольких групп радиочастотных приемопередатчиков, при этом различные группы антенных элементов распределяются в разных местах зоны уверенного приема базовой станции системы беспроводной связи, каждая группа антенных элементов соединяется с соответствующей группой радиочастотных приемопередатчиков, каждая группа радиочастотных приемопередатчиков соединяется с процессором обработки цифровых сигналов основной полосы частот через шину данных.

Данное техническое решение, принятое за прототип, не может быть использовано для организации случайного множественного радиодоступа диапазона ДКМВ. Схема известного устройства предполагает работу одного радиочастотного приемопередатчика на один антенный элемент, что и определяет возможность гибкого индивидуального управления каждым антенным элементом и соответствующую эффективность системы в целом. Но такая схема возможна только в диапазонах метровых и более коротких радиоволн систем прямой радиовидимости. В этих системах используется дуплексный разнос частот многоканальных стволов приема и передачи. В системах сотовой связи дуплексный разнос составляет 45 МГц и 90 МГц для диапазонов 900 МГц и 1800 МГц соответственно. В системах стандарта TETRA необходимый минимальный дуплексный разнос приема и передачи — 10 МГц. Дуплексный разнос стандарта LTE составляет от 30 МГц до 190 МГц в зависимости от применяемого рабочего диапазона. Общий диапазон частот системы GSM 900 составляет 50 МГц с коэффициентом перекрытия K_f = 1,078. Общий диапазон частот системы GSM 1800 составляет 150 МГц с коэффициентом перекрытия K_f = 1,099. Общий диапазон частот системы 4G/LTE2600 составляет 200 МГц с коэффициентом перекрытия K_f = 1,08. При наличии дуплексного разноса возможна одновременная работа приемника и передатчика на один антенный элемент с использованием дуплексера (дуплексного фильтра) с непересекающимися окнами прозрачности амплитудно-частотных характеристик. Без необходимого дуплексного разноса частот и соответствующего дуплексера совместная одновременная работа мощного передатчика и чувствительного приемника на один антенный элемент невозможна из-за блокирования или повреждения приемника сигналом передатчика близкорасположенного по спектру соседнего канала.

Системы случайного множественного радиодоступа диапазонов метровых и более коротких волн обслуживают мобильных абонентов в зоне прямой видимости от антенны базовой станции. Радиус зоны обслуживания зависит от высоты расположения этой антенны и может достигать нескольких десятков километров. При использовании диапазона ДКМВ с ионосферным распространением радиоволн и использование моды 1F2 радиус зоны доступа абонентов к одному узлу составляет до 3000 км.

При использовании моды 1F2 длина радиолинии и применяемая частота взаимосвязаны, а диапазон рабочих частот для каждой длины радиолинии ограничен сверху максимально применимой частотой (МПЧ). Для дальних радиотрасс используются частоты верхней части диапазона, а для коротких — нижней части. Общая величина диапазона ионосферного распространения составляет 1,5-30 МГц с коэффициентом перекрытия K_f = 20. Возможности дуплексного разноса частот в диапазоне ДКМВ крайне ограничены. В связи с большой дальностью радиосвязи мощность передачи в одном канале составляет от нескольких десятков Вт до нескольких кВт. Одновременная работа приемника и мощного передатчика на одну антенну и на близких частотах невозможна. На стороне абонента при организации одного канала проблему решает использование симплексного режима работы, когда вход приемника блокируется на время включения передатчика. Такой режим не возможен на многоканальном узле, когда на каждую антенну или антенный элемент работают одновременно многоканальные приемники и передатчики с независимыми по времени каналами.

На узлах ДКМВ с передатчиками большой мощности используют территориальное разнесение приемного и передающего центров для предотвращения блокирования приемников при одновременной многоканальной работе. При этом узел для доступа с любой дальности должен использовать канальные частоты из всего диапазона ионосферного распространения. Эффективность излучения вибраторной антенны зависит от соотношения длины вибратора и длины волны (Драбкин А.Л. и др. Антенно-фидерные устройства Изд. 2-е, доп. и переработ. М., «Сов. радио», 1974, стр. 59). Для электрически коротких антенн их эффективность убывает пропорционально квадрату этого отношения. Антенны фиксированных размеров, эффективные для частот верхней части диапазона, теряют эффективность на частотах нижней части.

Абоненты радиодоступа диапазона ДКМВ могут находиться на любых азимутальных углах от узла в диапазоне 0-360 градусов, а их радиолинии на любых углах возвышения в пределах 0-90 градусов в зависимости от дальности. При этом энергетическая эффективность передающего центра прямо зависит от коэффициентов усиления передающих антенн.

Задача изобретения заключается в увеличении эффективности (пропускной способности системы, зоны уверенного приема, качественных характеристик каналов и т.д.) антенной системы узла множественного случайного радиодоступа диапазона ДКМВ посредством использования для этой цели технических средств и возможностей интеллектуальных антенн.

Согласно изобретению активная распределенная антенная система для случайного множественного радиодоступа диапазона ДКМВ, включающая N частотных групп приемных антенных элементов, различных для каждой частотной приемной группы, неперестраиваемые широкополосные приемные радиомодули, различающиеся для различных приемных частотных групп, высокоскоростную шину данных радиоприема, блок частоты и синхронизации приема, процессор обработки принимаемых цифровых сигналов основной полосы частот, мультиплексор локальной сети приемного центра, N частотных групп передающих антенных элементов, различных для каждой частотной передающей группы, неперестраиваемые широкополосные передающие радиомодули, различающиеся для различных частотных групп, высокоскоростную шину данных радиопередачи, блок частоты и синхронизации радиопередачи, процессор формирования передаваемых цифровых сигналов основной полосы частот, мультиплексор локальной сети передающего центра, выделенный высокоскоростной канат передачи сигналов и данных между приемным и передающим радиоцентрами, характеризуется тем, что она снабжена мультиплексором локальной сети приемного центра, один из входов/выходов которого соединен с выделенный высокоскоростным каналом передачи сигналов и данных между приемным и передающим радиоцентрами, а другой — с процессором обработки принимаемых цифровых сигналов основной полосы частот, кроме того антенная система снабжена N разнесенными частотными группами передающих антенных элементов, различных для разных частотных передающих групп, соединенных с входами соответствующих неперестраиваемых широкополосных передающих радиомодулей, при этом вход/выход каждого неперестраиваемого широкополосного передающего радиомодуля подключен к высокоскоростной шине данных радиопередачи, к которой подключены блок частоты и синхронизации передачи и процессор формирования передаваемых цифровых сигналов основной полосы частот, соединенный также с мультиплексором локальной сети передающего центра, один из входов/выходов которого соединен с выделенным высокоскоростным каналом передачи сигналов и данных между приемным и передающим радиоцентрами, а количество частотных групп определено общим рабочим диапазоном частот и полосами пропускания неперестраиваемых элементов каждой группы.

Реализация существенных признаков заявленного технического решения приводит к функциональному разделению антенных элементов и радиочастотных модулей на приемные и передающие с соответствующим увеличением их общего количества и пространственным разнесением, а также к разделению разнесенных приемных и передающих антенных элементов и радиочастотных модулей на частотные группы с неперестраиваемыми широкополосными схемами селекции и согласования соответственно.

Техническим результатом, обеспечиваемым при реализации существенных признаков заявленного технического решения, является обеспечение возможности использования распределенной активной антенной системы для организации множественного случайного радиодоступа в диапазоне ДКМВ, а также увеличение коэффициента перекрытия рабочей полосы частот распределенной активной антенной системы, что, в конечном счете, приводит к увеличению пропускной способности заявленной антенной системы, увеличению зоны уверенного приема, улучшению качественных характеристик каналов связи. Заявленная антенная система обеспечивает независимую многоканальную работу узла на прием и передачу на соседних или одинаковых частотных каналах во всем диапазоне ДКМВ без блокирования приемников мощными сигналами передатчиков в отсутствие дуплексного частотного разноса, а также дальность радиодоступа до 3000 км в расширенном диапазоне ДКМВ.

Образование частотных групп позволяет использовать в различных частотных группах антенные элементы с различными размерами и различными параметрами по входному сопротивлению и направленности излучения. Реализуется возможность выполнить эффективные группы для образования лучей зенитного излучения, средних и малых углов возвышения. При этом коэффициент усиления антенной системы по любому направлению будет существенно больше, чем у одиночного вибратора, с соответствующим увеличением качества приемных и передающих радиоканалов.

Сущность заявленного технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена структура активной антенной системы для случайного множественного радиодоступа диапазона ДКМВ, на фиг. 2 — пример диаграммы направленности в горизонтальной плоскости, формируемой верхней частотной группой приемных элементов для наименьших углов возвышения и радиолиний максимальной длины, на фиг. 3 — пример диаграммы направленности, в вертикальной плоскости, формируемой всеми частотными группами приемных элементов для различных углов возвышения и радиолиний протяженностью до 3000 км.

На чертежах позициями обозначены:

1,…,N — частотные группы приемных и передающих антенных элементов;

2.1,…,2.М₁ — приемные антенные элементы первой частотной группы в количестве М₁;

2.1,…,2.M_N — приемные антенные элементы N-й частотной группы в количестве M_N;

3.1,…,3.M₁ — неперестраиваемые широкополосные приемные радиомодули RX первой частотной группы;

3.1,…,3.M_N — неперестраиваемые широкополосные приемные радиомодули RX N-й частотной группы;

4 — высокоскоростная шина данных радиоприема;

5 — блок частоты и синхронизации приема;

6 — процессор обработки принимаемых цифровых сигналов основной полосы частот;

7 — мультиплексор локальной сети приемного центра;

8.1,…,8.Р₁ — передающие антенные элементы первой частотной группы в количестве P₁;

8.1,…,8.P_N — передающие антенные элементы первой частотной группы в количестве P_N;

9.1,…,9.P₁ — неперестраиваемые широкополосные передающие радиомодули ТХ первой частотной группы;

9.1,…,9.P_N — неперестраиваемые широкополосные передающие радиомодули ТХ N-й частотной группы;

10 — высокоскоростная шина данных радиоприема;

11 — процессор формирования передаваемых цифровых сигналов основной полосы частот;

12 — блок частоты и синхронизации передачи;

13 — мультиплексор локальной сети передающего центра;

14 — выделенный высокоскоростной канал передачи сигналов и данных между приемным и передающим радиоцентрами.

Заявленная антенная система работает следующим образом.

Активная распределенная антенная система для случайного множественного радиодоступа диапазона ДКМВ содержит N частотных групп приемных антенных элементов 2.M_N, различных для разных частотных приемных групп, соединенных с входами соответствующих неперестраиваемых широкополосных приемных радиомодулей 3.M_N, различных для разных приемных частотных групп. Вход/выход каждого радиомодуля подключен к высокоскоростной шине данных радиоприема 4, к которой подключены блок частоты и синхронизации приема 5 и процессор обработки принимаемых цифровых сигналов основной полосы частот 6, соединенный дополнительно с мультиплексором локальной сети приемного центра 7, один из входов/выходов которого соединен с выделенным высокоскоростным каналом передачи сигналов и данных между приемным и передающим радиоцентрами 14; N частотных групп передающих антенных элементов 8.P_N, различных для разных частотных передающих групп, соединенных с входами соответствующих неперестраиваемых широкополосных передающих радиомодулей 9.P_N, различных для разных передающих частотных групп, при этом вход/выход каждого радиомодуля подключен к высокоскоростной шине данных радиопередачи 10, к которой подключены блок частоты и синхронизации передачи 12 и процессор формирования передаваемых цифровых сигналов основной полосы частот 11, соединенный дополнительно с мультиплексором локальной сети передающего центра 13, один из входов/выходов которого соединен с выделенным высокоскоростным каналом передачи сигналов и данных между приемным и передающим радиоцентрами 14.

Антенная система работает следующим образом.

Каждому сектору или фрагменту общей зоны радиодоступа узла присваивается текущая сетка вызывных частот, соответствующая суточному графику изменения частот и расстоянию до узла. Абоненты, находящиеся в соответствующем секторе, выполняют вызов узла на присвоенной этому сектору группе вызывных частот.

Сигналы от всех приемных антенных элементов 2.M_N предварительно фильтруются в соответствующих неперестраиваемых широкополосных приемных радиомодулях 3.M_N, преобразуются в высокоскоростных аналого-цифровых преобразователях в цифровые потоки данных и через высокоскоростную шину данных радиоприема 4, поступают в процессор обработки принимаемых цифровых сигналов основной полосы частот 6. Процессор для каждого территориального элемента зоны непрерывно формирует один или несколько лучей диаграммы направленности на соответствующей группе вызывных частот. При обнаружении вызывного сигнала абонента в любом из лучей на одной из соответствующих вызывных частот процессор определяет номер луча и номер вызывной частоты, которые однозначно определяют местоположение абонента и условия радиосвязи (азимут, угол возвышения, диапазон рабочих часто). Полученные параметры радиосвязи процессор через мультиплексор 7 и выделенный высокоскоростной канал передачи сигналов и данных между приемным и передающим радиоцентрами 14 направляет на передающий центр процессору формирования передаваемых цифровых сигналов основной полосы частот 11, который формирует соответствующий луч диаграммы направленности на заданной частоте в направлении обнаруженного абонента. По выделенным на приемном центре параметрам радиосвязи процессор 11 формирует обратный канал для процедуры установления связи и выполнения сеанса. Так как при регистрации абонента в зоне доступа его местоположение фиксируется в базе данных, то при установлении связи от узла сразу используются известные пространственные параметры абонента и соответствующая группа вызывных частот.

На фиг. 2 представлен пример диаграммы направленности системы в горизонтальной плоскости, непрерывно формируемой процессором о для одной частотной группы верхней части диапазона ДКМВ. Верхняя часть диапазона соответствует радиотрассам максимальной дальности с малыми углами возвышения. На диаграмме представлены 36 перекрывающихся лучей шириной 20° каждый, которые обслуживают все азимуты зоны.

На фиг. 3 представлен пример диаграммы направленности системы в вертикальной плоскости, формируемой процессором из сигналов всех частотных групп. Разные углы возвышения лучей соответствуют радиотрассам различной дальности. Зенитный луч соответствует частотной группе нижней части диапазона ионосферного распространения и трассам протяженностью от 0 до 500 км.

В зависимости от количества частотных групп, количества антенных элементов в группах и вычислительной мощности процессора 6 система может формировать различное количество лучей в горизонтальной плоскости для каждого из заданных углов возвышения. Общее количество лучей приема равно сумме азимутальных лучей для каждого из углов возвышения и может быть от нескольких десятков до нескольких сотен. Общее количество передающих лучей определяет заданным общим количеством одновременно поддерживаемых каналов и вызовов.

Использование в предложенной системе отдельных разнесенных групп приемных и передающих антенных элементов и средств обработки и формирования их сигналов позволяет использовать систему для множественного случайного радиодоступа абонентов с любого азимута и любого расстояния от узла в любой случайный момент времени.

Разделение антенных элементов на несколько неперестраиваемых широкополосных частотных групп позволяет перекрывать диапазон частот от 1,5 до 30 МГц с K_f = 20.

Активная распределенная антенная система для случайного множественного радиодоступа диапазона ДКМВ, включающая N частотных групп приемных антенных элементов, различных для каждой частотной приемной группы, неперестраиваемые широкополосные приемные радиомодули, различающиеся для различных приемных частотных групп, высокоскоростную шину данных радиоприема, блок частоты и синхронизации приема, процессор обработки принимаемых цифровых сигналов основной полосы частот, мультиплексор локальной сети приемного центра, N частотных групп передающих антенных элементов, различных для каждой частотной передающей группы, неперестраиваемые широкополосные передающие радиомодули, различающиеся для различных частотных групп, высокоскоростную шину данных радиопередачи, блок частоты и синхронизации радиопередачи, процессор формирования передаваемых цифровых сигналов основной полосы частот, мультиплексор локальной сети передающего центра, выделенным высокоскоростной канал передачи сигналов и данных между приемным и передающим радиоцентрами, отличающаяся тем, что она снабжена мультиплексором локальной сети приемного центра, один из входов/выходов которого соединен с выделенный высокоскоростным каналом передачи сигналов и данных между приемным и передающим радиоцентрами, а другой — с процессором обработки принимаемых цифровых сигналов основной полосы частот, кроме того, антенная система снабжена N разнесенными частотными группами передающих антенных элементов, различных для разных частотных передающих групп, соединенных с входами соответствующих неперестраиваемых широкополосных передающих радиомодулей, при этом вход/выход каждого неперестраиваемого широкополосного передающего радиомодуля подключен к высокоскоростной шине данных радиопередачи, к которой подключены блок частоты и синхронизации передачи и процессор формирования передаваемых цифровых сигналов основной полосы частот, соединенный также с мультиплексором локальной сети передающего центра, один из входов/выходов которого соединен с выделенным высокоскоростным каналом передачи сигналов и данных между приемным и передающим радиоцентрами, а количество частотных групп определено общим рабочим диапазоном частот и полосами пропускания неперестраиваемых элементов каждой группы.

Дециметровые волны — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

У этого термина существуют и другие значения, см. ДМВ. Антенна для приёма дециметровых волн Антенна диапазона дециметровых волн

Дециметро́вые во́лны (ДМВ) — диапазон радиоволн с длиной волны от 1 м до 10 см, что соответствует частоте от 300 МГц до 3 ГГц (ультравысокие частоты, УВЧ, англ. Ultra high frequency, UHF)^[1]. Составная часть обширного диапазона радиоволн, получившего в СССР название ультракороткие волны.

Для передачи дециметровых волн, как правило, используются коаксиальные кабели. При передаче с помощью антенны используются параболические антенны или антенны «волновой канал». При распространении вдоль земной поверхности дециметровые волны распространяются только в пределах прямой видимости и передача, при нормальных условиях, более чем на 100 километров затруднена. Дальность приёма сигнала может быть увеличена за счёт способности дециметровых волн рассеиваться на неоднородностях тропосферы.

Дециметровые волны широко используются в технике для следующих целей: