Лекция № 18

Тема №9: СИСТЕМЫ АВИАЦИОННОЙ ВОЗДУШНОЙ,

НАЗЕМНОЙ И КОСМИЧЕСКОЙ РАДИОСВЯЗИ

Тема лекции: СИСТЕМЫ ВОЗДУШНОЙ И НАЗЕМНОЙ

Радиосвязи Введение

Все системы авиационной наземной и воздушной радиосвязи можно разделить на две группы: системы ближней связи (системы прямой видимости); системы дальней связи. Такое разделение обусловлено назначением той или иной системы связи и использованием определенных диапазонов частот.

9.1.Особенности авиационных систем радиосвязи

В настоящее время для организации авиационной радиосвязи используются, как правило, гектометровый (СВ, 300...3000кГц), декаметровый (ДКМ или КВ, 3...30МГц), метровый (МВ, 30...300МГц), дециметровый (ДМВ, 300...3000МГц) и сантиметровый (СМВ, 3...30ГГц) диапазоны волн. В этих диапазонах можно обеспечить необходимую дальность связи, скорость передачи информации, а также применить сравнительно малогабаритные самолетные антенны.

Использование для авиационной связи диапазонов МВ, ДМВ и СМВ позволяет реализовывать системы с высокой пропускной способностью, а также применять ШПС. Наряду с обычными системами радиосвязи в последнее время в этих диапазонах широко применяются системы дальней наземной радиосвязи, использующие эффект рассеяния на локальных неоднородностях тропосферы и ионосферы или отражения от ионизированных следов метеоров. Для увеличения дальности связи и обеспечения связи с низколетящими летательными аппаратами (ЛА) широко используются различные методы ретрансляции сигналов через наземные радиорелейные станции, самолетные (вертолетные) и спутниковые ретрансляторы.

Системы радиосвязи ДКМ (КВ) диапазона волн являются основными системами дальней наземной и воздушной радиосвязи. При сравнительно небольшой мощности передатчика и допустимых для самолетных условий габаритах антенн они обеспечивают дальность связи в пределах максимального радиуса действия современных ВВС. Однако частотная емкость этого диапазона сравнительно мала, а уровень помех значителен.

Радиоволны гектометрового диапазона используются достаточно редко и только для наземных систем авиационной радиосвязи, так как в системах этого диапазона необходимо применение громоздких антенн и передатчиков большой мощности, не пригодных для установки на борту ЛА.

9.2.Системы радиосвязи прямой видимости

Системы радиосвязи прямой видимостиобеспечивают ближнюю радиосвязь самолетов с наземными пунктами управления, связь между ЛА, находящимися в воздухе, а также между наземными радиостанциями. Эти системы работают, как правило, в МВ и ДМВ диапазонах.

Дальность прямой видимости с учетом сферичности Земли и явления тропосферной рефракции (связь осуществляется наземным лучом огибающим земную поверхность) определяется по формуле

где D- дальность прямой видимости в километрах;₁h₁иh₂- высота подъема антенн передающей и приемной радиостанций в метрах.

Для обеспечения связи на заданную дальность необходимо:

1. выбрать высоту приемной и передающей антенн;

2. рассчитать мощность передатчика и другие параметры системы, которые обеспечивают заданное соотношение сигнал-шум на входе приемника.

Если осуществляется связь между наземной и самолетной (вертолетной) радиостанциями максимальная дальность связи D_макс.определяется высотой полета самолета (вертолета) и высотой подъема наземной антенны. В случае связи между ЛА, находящимися в воздухе,h₁иh₂имеют значения высот полета ЛА, участвующих в связи.

Дальность наземной радиосвязи для практически используемых антенных систем не превышает 40...50км. Дальность связи между переносными радиостанциями, в которых обычно не используются эффективные антенные системы, обычно не превышает 10км. Некоторого увеличения дальности связи в таких системах возможно, если при размещении антенн учесть рельеф местности (использовать возвышенности для установки антенн и т. п.) или разместить антенны на мачтах (обычно высота таких мачт до десяти метров и более). Антенны устанавливаемые на борту ЛА УКВ (МВ и ДМВ диапазоны) также относятся к группе поднятых антенн, так как высота их подъема над земной поверхностью в несколько раз больше длинны рабочей волны.

Практически мощность передатчиков устанавливаемых на борту ЛА выбирается из условия обеспечения дальности связи до 500...600км.

К достоинствам систем радиосвязи прямой видимости относятся:

1. Эти системы обеспечивают высокую устойчивость связи, поскольку характер распространения радиоволн слабо зависит от времени суток и года, метеорологических условий (особенно при работе на частотах не выше 3 ГГц). Поглощение в тропосфере, как показывает практика, также не велико.

2. Сравнительно слабая подверженность помехам, поскольку источники помех для таких систем должны находиться в пределах прямой видимости с приемным устройством. Это объясняет трудности в создании таким системам преднамеренных помех. Основным видом помех в МВ и ДМВ диапазонах являются космические шумы и внутренние шумы аппаратуры.

3. Широкая полоса частот УКВ диапазона обеспечивает возможность достаточно надежной передачи информации с большой скоростью (до нескольких тысяч бит/с), а также использования ШПС и многоканальных способов передачи информации.

4. Малые масса и габариты УКВ аппаратуры, возможность установки на борту ЛА антенн с небольшим аэродинамическим сопротивлением.

Основным недостаткам систем радиосвязи прямой видимости является ограниченная дальность связи. На линиях большой протяженности возникает необходимость производить ретрансляцию сигналов (использование тропосферного и ионосферного рассеяние или отражения от метеорных следов).