• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 2415-3400 (Online)
ISSN 1028-821X (Print)

Концепция построения перспективной системы метеорной радиосвязи

Рубрика: 
ПРИКЛАДНАЯ РАДИОФИЗИКА
Головань, ЕВ, Харченко, ВН
Organization: 

 

Институт радиофизики и электроники им. А.Я. Усикова НАН Украины
12, ул. Акад. Проскуры, Харьков, 61085, Украина
E-mail: holovan.helen@gmail.com

Государственное предприятие «Научно-исследовательский институт радиоэлектронной техники»
3а, ул. Динамовская, Харьков, 61023, Украина
https://doi.org/10.15407/rej2020.02.064
Язык: русский
Аннотация: 

 

Предмет и цель работы. Представлена концепция построения перспективной системы метеорной радиосвязи (СМР), которая позволяет обеспечить повышение пропускной способности, помехозащищенности и скрытности функционирования системы.

Методы и методология работы. Предлагаемые  методы и технические решения включают выбор топологии сети метеорной радиосвязи, применение кодового разделения каналов, использование программно-управляемых интеллектуальных антенн (SMART-антенн) и методов адаптации к изменяющимся условиям функционирования.

Результаты работы. Предложены варианты топологий сетей метеорной радиосвязи, обеспечивающие возможность одновременного доступа абонентских станций (АС) к нескольким базовым станциям (БС) сети, где на АС и БС используются  SMART-антенны. Показано, что при программном наведении таких антенн следует учитывать сезонное изменение плотности радиантов спорадического метеорного комплекса. При этом максимумы диаграмм направленности (ДН) должны быть ориентированы на области пространства, где появление подходящих метеорных следов наиболее вероятно, а «нули» ДН должны быть ориентированы в направлении источников помех. Показана целесообразность использования сигналов с прямым расширением спектра для борьбы с интерференционными замираниями и предложены методы цифровой обработки таких сигналов. 

Заключение. Показано, что предлагаемую концепцию повышения пропускной способности, помехозащищенности и скрытности функционирования СМР, а также ее последующую модернизацию целесообразно реализовать на основе использования программно-определяемой радиосистемы (Software Defined Radio, SDR). 
Ключевые слова: SDR-технология, SMART-антенна, кодовое разделение каналов, метеорная радиосвязь, помехозащищенность, пропускная способность, радиант, режекция узкополосных помех, сигнал с прямым расширением спектра, скрытность функционирования, спорадический метеороид, топология сети

Статья поступила в редакцию 02.10.2019
УДК 621.371.35
Radiofiz. elektron. 2020, 25(2): 64-73
Полный текст (PDF)

References: 
  1. Jernovics J.P. Meteor Burst Communications: an additional means of long-haul communications. URL: https://www.globalsecurity.org/space/library/report/1990/JJP.htm
  2. Recommendation ITU-R F.1113 Radio systems employing meteor-burst propagation (Question ITU-R 157/9). URL: https://pdfs.semanticscholar.org/a2b5/b61d1b6db51b8e2973bebe6d4a32703e40...
  3. Монзинго Р.А., Миллер Т.У. Адаптивные антенные решетки: Введение в теорию. Пер. с англ. под ред. В.А. Лексаченко. Москва: Радио и связь, 1986. 448 с.
  4. Слюсар В.И. SMART – антенны пошли в серию. Электроника: наука, технология, бизнес. 2004. № 2. С. 62–65.
  5. Уидроу Б., Стирнз С. Адаптивная обработка сигналов. Пер. с англ. под ред. В.В. Шахгильдяна. М.: Радио и связь, 1989. 440 с.
  6. Лосев Ю.И., Бердников А.Г., Гойхман Э.Ш., Сизов Б.Д. Адаптивная компенсация помех в каналах связи. Под ред. Ю.И. Лосева. Москва: Радио и связь, 1988. 208 с.
  7. Larsen J.D., Mawrey R.S., Weitzen J.A. The use of antenna beam steering to improve the performance of meteor burst communications systems. Military Communications Conf. 1992. (MILCOM '92) Conf. Record. Communications - Fusing Command Control and Intelligence. (San Diego, CA, USA, USA, 11–14 Oct. 1992). San Diego: IEEE, 1992. Vol. 1. P. 12–17. DOI: 10.1109/MILCOM.1992.244100.
  8. Mawrey, R.S. Weitzen J.A. Measured performance of meteor burst systems using antenna beam steering. IEEE Trans. Commun. 1995. Vol. 43, Iss. 234. P. 1467–1476. DOI: 10.1109/26.380196.
  9. Вендик О.Г., Парнес М.Д. Антенны с электрическим сканированием. Введение в теорию. Под ред. Л.Д. Бахраха. Москва: САЙНС-ПРЕСС, 2002. 232 c.
  10. Способ метеорной радиосвязи (варианты и система для его осуществления): пат. 2406, Республика Казахстан: МПК: H04B 7/22 / И.Д. Козин, В.Е. Зеленков, И.В. Васильев, А.И. Кипшакбаев. № 200000093; заявл. 13.01.2000; опубл. 25.04.2002, База патентов Евразийского Союза.
  11. Харченко Е.В. Модель метеорного радиоканала, основанная на решении дифракционной задачи рассеяния сигнала на ионизированном следе: дис. … канд. физ.-мат. наук. Харьков: Ин-т радиофизики и электроники им. А.Я. Усикова НАН Украины, 2013. 164 с.
  12. Харченко Е.В. Метод расчета областей наиболее вероятного появления метеорных следов, имеющих точку зеркального отражения. Радиотехника: науч.-техн. сб. ХНУРЭ. Харьков, 2011. Вып. 166. С. 186–192.
  13. Эшлеман В.Р., Млодноски Р.Ф. Характеристики направленности метеорного распространения радиоволн. Метеорная связь на УКВ. Москва, 1961. C. 117.
  14. Jones J. Meteoroid Engineering Model – Final Report, SEE/CR-2004-400, June 2004. URL: https://www.nasa.gov/pdf/192930main_SEECR-2004-400_MOD_MEM.pdf
  15. Jones J., Brown P., Ellis K.J., Webster A.R., Campbell-Brown M., Krzemenski Z., and Weryk R.J. The Canadian Meteor Orbit Radar: system overview and preliminary results. Planet. Space Sci. 2005. Vol. 53, Iss. 4. P. 413–421. DOI: 10.1016/j.pss.2004.11.002.
  16. Webster A.R., Brown P.G., Jones J., Ellis K.J., and Campbell-Brown M. The Canadian Meteor Orbit Radar (CMOR). Atmos. Chem. Phys. 2004. Vol. 4, Iss. 3. P. 1181–1201. DOI: 10.5194/acp-4-679-2004.
  17. Younger P.T., Astin I., Sandford D.J., and Mitchell N.J. The sporadic radiant and distribution of meteors in the atmosphere as observed by VHF radar at Arctic, Antarctic and equatorial latitudes. Ann. Geophys. 2009. Vol. 27, Iss. 7. P. 2831–2841. DOI: 10.5194/angeo-27-2831-2009.
  18. Тузов Г.И., Сивов В.А., Прытков В.И., Урядников Ю.Ф., Дергачев Ю.А., Сулиманов А.А. Помехозащищенность радиосистем со сложными сигналами. Под ред. Г.И. Тузова. Москва: Радио и связь, 1985. 264 с.
  19. Варакин Л.E. Системы связи с шумоподобными сигналами. Москва: Радио и связь, 1985. 384 с.
  20. Турин Дж. Л. Введение в широкополосные методы борьбы с многолучевостью распространения радиосигналов и их применение в городских системах цифровой связи. Тр. Ин-та инж. электротехн. радиоэлектрон. (ТИИЭР). 1980. Т. 68, № 3. C. 30–58.
  21. Torrieri D. Principles of Spread-spectrum communication systems. N.Y.: Springer, 2005. 444 p.
  22. Кеннеди Р. Каналы связи с замираниями и рассеянием. Пер. с англ. под ред. И.А. Овсеевича. Москва: Сов. радио, 1973. 304 с.
  23. Ван Трис Г. Теория обнаружения, оценок и модуляции: в 4-х т. Т. 3. Обработка сигналов в радио- и гидролокации и прием случайных гауссовых сигналов на фоне помех. Пер. с англ. под ред. В.Т. Горяинова. Москва: Сов. радио, 1977. 664 с.
  24. ITU-R Recommendations P.843-1: Communication by meteor-burst propagation [pdf]. Available at: https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/p/R-REC-P.843-1-199708-I!!PDF-E...