תקשורת טרופוספית. Tropospheric רדיו ממסר הקישור "סבר"

הקשר הטרופוספרי ידוע כטרופוספירשיטה להעברת מידע באמצעות גלי רדיו על פני מרחקים משמעותיים - עד 500 ק"מ או יותר, בהתאם לתנאי השטח וגורמי האקלים. שיטה זו של התפשטות האות משתמשת בתופעה של פיזור טרוספירי, כאשר גלי רדיו בתדרי UHF ותדרי מיקרוגל מתפשטים באופן אקראי כאשר הם עוברים דרך השכבות העליונות של הטרופוספירה.

איך זה עובד

התפשטות גלי רדיו בטרופוספירה מתרחשתבקרן צרה החולפת בדיוק מעל האופק לעבר התחנה המקבלת. כאשר האותות עוברים דרך הטרופוספירה, חלק מהאנרגיה מתפזרת חזרה לכדור הארץ, ומאפשר למפעיל לקבל את האות.

ככלל, הגלים בטווח המיקרוגלנעה לאורך קווים ישרים ולכן הם מוגבלים לאזור שבו המקלט יכול "לראות" את האנטנה המשדרת. בדרך כלל המרחק תקשורת מוגבל על ידי האופק החזותי - זה כ 48-64 ק"מ. תקשורת רדיו Tropospheric מאפשר שימוש צימוד מיקרוגל Over-the-up.

פיתוח

המערכת פותחה בשנות החמישים והיא פעילההוא שימש עבור תקשורת למרחקים ארוכים בעיקר על ידי מבנים צבאיים, עד לווייני התקשורת החליף אותו בשנות ה -70. עם זאת, התקשורת הטרופוספית עדיין משמשת כיום כחלופה ללוויינים באזורים שקשה להגיע אליהם.

החלוצים בכיוון זה היו מומחים מארה"ב, בריטניה וברית המועצות. המדענים גילו כי מאחר והטרוספירה סוערת ויש לה תכולת לחות גבוהה, אותות רדיו של פיזור הטרופוספירי משתקמים, ולכן האנטנה הקולטת אוספת רק חלק קטן ממשאבי הרדיו. בפועל, נקבע כי תדרי השידור באזור של 2 GHz מתאימים ביותר למערכות פיזור הטרופוספריות, שכן בתדר זה אורך הגל משתלב היטב עם החלקים הלחים והסוערים של האטמוספירה העליונה, ומשפר את יחס האות לרעש.

פיתוח

היום, איתות למרחקים ארוכיםלוויינים מהימנים. רדיו ממסר תקשורת משמש במרחקים של עד 40-50 ק"מ. התקשורת הטרופוספית נקטה עמדה בינונית. מרחקים אופייניים בין תחנות הם 50-250 ק"מ, אם כי מרחקים ארוכים יותר ניתן להשיג בהתאם האקלים, השטח ואת קצב הנתונים הנדרש.

לדוגמה, בשרשרת של תחנות בין אוקינאווה (יפן)ו הוואי (ארה"ב), המשתרע על פני האוקיינוס ​​השקט, המרחק הממוצע הוא 1000 קילומטרים, באזורים מסוימים עולה על 1,300 ק"מ. לקו התקשורת הסובייטי "צפון" היה אורך שיא כולל של 13,200 ק"מ. באזורים מסוימים, הפער בין המקלט לבין המשדר היה 450 ק"מ.

טכנולוגיה

בעת שימוש לווייני תקשורת למרחקים ארוכיםהמערכות הקיימות של קווי הטרוספירה משמשות במרחקים קצרים יותר מאשר במערכות הקודמות של 50-70. זה מותר כדי להקטין את הגודל של אנטנות ומגברים כמה פעמים, כדי להפחית את צריכת החשמל. במקביל, התפוקה גדל באופן משמעותי.

גדלי האנטנה האופייניים נעים בין 1.2 ל -12מטרים, ואת הכוח האופייני של המגברים הוא מ 10 ל 2 קילוואט. הודות להכנסת טכנולוגיות מודרניות, מהירות השידור של הנתונים יכולה לעלות על 20 Mbit / s, וזה מספיק כדי לספק קול, מידע, מערכות אוטומטיות בתחום התקשורת והתקשורת.

סוג זה של תקשורת רדיו היא דרך בטוחה למדי להפיץ מידע. יירוט של אותות הוא קשה מאוד, מה שהופך את הטכנולוגיה מאוד אטרקטיבי עבור הצבא.

מאפיינים

בעבר, קווי תקשורת טרוופספריים בשימושצבאי, היו "ממוקדים צר". רק ערוצי מידע עם רוחב פס צר שימשו: ככלל, עד 32 ערוצים אנלוגיים ברוחב פס של 4 קילו-הרץ. מערכות צבאיות מודרניות הן "פס רחב", שכן הן עובדות עם ערוצים דיגיטליים של 4-16 Mbit / s.

מערכות אזרחיות של תקשורת טרופוספית,כגון רשת של משדרים על בארות נפט בים הצפוני של בריטיש טלקום (BT), דרשה שימוש בערוצי מידע טובים יותר. לפני כניסתה של טכנולוגיית הלוויין, אותות רדיו בתדירות גבוהה בין 3 ל 30 MHz שימשו. מערכות BT הצליחו לשדר ולקבל 156 ערוצי נתונים וטלפוניה אנלוגיים לפלטפורמות הנפט של הים הצפוני, באמצעות ריבוב חלוקת התדרים (FDMX) כדי להצטרף לערוצים.

פרמטרים

בשל אופי של מערבולת של הטרופוספירה עבור99.98% נתיב התפשטות אמינה קשריות בשימוש עם אותות מגוון מרובעים. מערכות עם ארבעה מגוון המרחבי ואת הקיטוב נדרשו שתי אנטנות נפרדות (במרווחים של כמה מטרים זה מזה) ושני מכשירים מקרינים מקוטבים באופן שונה: אחד - עם קיטוב אנכי, השניות - האופקיות. זה הבטיח כי לפחות ערוץ האות אחת תיפתח בכל עת.

אותות מארבע כיוונים שונים היוRecombined במקלט, שבו מתקן שלב הסיר את ההבדלים פאזה של כל אות. הם נגרמו על ידי אורכי הנתיב השונים של כל אות מן המשדר אל המקלט. לאחר תיקון שלב, ארבעה אותות ניתן לשלב additively.

השתמש בחו"ל

תופעת הפיזור הטרופוספרי שימשהלהקמת ערוצי תקשורת אזרחיים וצבאיים במספר אזורים בעולם שבהם אין זה אפשרי (לא הולם) להשתמש בתקשורת ממסר מיקרוגל. בין האובייקטים הגדולים ביותר:

• ACE גבוהה (סניף משתמש - אירופי של נאט"ו). פועל מ 1956 עד 1980.
• בריטיש טלקום (בריטניה). מרכז תקשורת מורמונד היל, איי שטלנד.
• קווי תקשורת "טורפהאוס - ברלין" ו"קלנזה - ברלין "(גרמניה). פעל בעידן המלחמה הקרה.
• פורטוגל טלקום (פורטוגל).
• CNT (חברת התקשורת הקנדית).
• השורה "קובה - פלורידה". היא פועלת בין הערים גואנבו ופלורידה סיטי.
• תאגיד AT & T (ארה"ב). המרכזים ב Chatham, בקינגהאם, שרלוטסוויל, ליסבורג, Hagerstown.
• מגדלי טקסס (ארה"ב). מערכת של מכ"מים להגנה אווירית, המורכבת מ -5 מגדלים.
• קו אמצע קנדה. שורה של חמש תחנות מכ"ם המשתרעת על פני מרכז קנדה מן האוקיינוס ​​האטלנטי ועד האוקיינוס ​​השקט.
• קו פינטרי. סדרה של ארבע עשרה תחנות המספקות תקשורת לתחנות המכ"ם הימיות של ארצות הברית וקנדה.
• "אליס לבן" (ארה"ב). צבאית ואזרחית רשת תקשורת, בהיקף של 80 תחנות, אשר כיסה את רוב אלסקה. בסוף שנות ה -80 הפסקתי לעבוד.
• הקו "בחריין - איחוד האמירויות הערביות". מערכת המקשרת אל מנאמה (בחריין) ודובאי (איחוד האמירויות הערביות).
• רשתות יפניות Troposcatter. שתי רשתות המקשרות את האיים היפנים מצפון לדרום.

ברית המועצות / רוסיה

בהתחשב בגודלה של ברית המועצות, התקשורת הטרופוספית שימשה באופן פעיל בעיקר לשימור ערוצי התקשורת בצפון, בסיביר, במזרח הרחוק ובארצות הברית. אלה הם:

• הקו "הודו - ברית המועצות". מופעל בין הנקודות של סרינגר (קשמיר) ו Dangara (טג'יקיסטן).
• ברים. רשת ורשה, שנמשכה מרוסטוק (GDR), דרך צ'כוסלובקיה, הונגריה, פולין, ה- BSSR, ה- SSR האוקראיני, רומניה ובולגריה.
• מערכת תקשורת "צפון". אחד הקווים הגדולים בעולם של תקשורת מעל אופק, המשתרע מן חצי האי קולה כדי Chukotka. הוא מורכב 46 TRSS, הממוקם בעיקר לאורך האוקיינוס ​​הארקטי, הרי אורל, הנהרות Yenisei ולנה, את Barents ו Okhotsk הים.

רכב טקטי

בנוסף למערכות תקשורת טרופספריות קבועות, מספר מדינות יצרו תחנות טקטיות ניידות:

• כלי רכב סובייטיים / רוסיים מסדרת MNIRTI (בריג, אצ'לון, אתלט, אלבטרוס, בקלן), נירטי (בגואט), רדיוסוויאז.
• סין: סדרת CETC.
• נאט"ו: מערכות תקשורת Troposcatter AN / TRC, AN / GRC.

היום של היום

היום צבא ארה"ב משתמש טקטיתמערכות הפיזור הטרופוספרי שפותחו על ידי Raytheon לתקשורת ארוכת טווח. הם זמינים בשתי תצורות: טרופי כבד מודרני יותר - אור טרופי. מערכות אלו מספקות ארבעה ערוצי קבוצה מרובי-תדרים והצפנה של קו חיצוני על 16 או 32 מספרי טלפון אנלוגיים מקומיים.

גם רוסיה עובדתשיפור של סוג זה של תקשורת. לדוגמה, NPP Radiosvyaz פיתחה כבר את הדור החמישי של TS: Sosnik-4PM ו- P423-AMK. לדוגמה, תחנת המכולות הניידות P423-AMK פועלת בתדרים של 4.4-5 GHz עם טווח התקשורת הנתבע עד 230 ק"מ.

לתחנות המודרניות יש הזדמנותהמשלבת תקשורת טרופוספית ותקשורת לווינית. חישובים מראים כי בשיעורים הנוכחיים של האלקטרוניקה זילות, הפחתת ממדים ליניאריים של תחנות, מציגה התפתחויות חדשות, TS הוא רווחי יותר במבצע מאשר הצטברות של קבוצת לווייני. במקרה של עימות גרעיני, זהו סוג התקשורת היחיד שיפעל.