9.3.2. Системы метеорной радиосвязи
Метеорная радиосвязь- это радиосвязь основанная на эффекте отражения радиоволн МВ диапазона от ионизированных следов метеоров. Работают такие системы связи в МВ диапазоне (30...50МГц).
Ионизированные метеорные следы возникают на высотах 80...120км в результате достижения плотных слоев атмосферы твердых метеорных частиц, которые при достижении плотных слоев атмосферы раскаляются и сгорают вызывая ионизацию атмосферных газов. Обычно наблюдается годичная и суточная вариация количества метеоров, возникающих в данной местности за малые промежутки времени.
Экспериментально установлено, что рассеяние на метеорных следах носит выраженный направленный характер, т. е. имеет место зеркальное отражение от ионизированного образования. Поэтому для данной линии связи можно использовать только один метеорный след, который надлежащим образом ориентирован относительно трассы. Процесс отражения радиоволн от метеорного следа на линии связи АВизображен на рис. 9.2. Изменение положения метеорного следа (угла) в пространстве ведет к смещению точки приема. С увеличением углаэффект отражения уменьшается.
Рис. 9.2. Принцип организации метеорной радиосвязи
Системы метеорной радиосвязи могут обеспечить передачу сигналов на расстояние до 2000км. Время существования метеорных следов 0,1...100с, а появление метеора, образующего интенсивный и определенным образом ориентированный след, является не регулярным. Как следствие связь носит прерывистый характер.
При заданной метеорной активности периоды устойчивой связи возрастают с увеличением мощности передатчика и чувствительности приемника. Применение антенн с очень узкой диаграммой направленности может привести к срыву связи, так как уменьшается вероятность попадания в объем отражения подходящего для организации связи метеорного следа. Применяются, как правило, антенны с коэффициентом усиления 10...20дБ.
Упрощенная структурная схема метеорной системы радиосвязи приведена на рис. 9.3. Система обеспечивает двустороннюю связь (в одном направлении используется частота f1, а в другом направлении частотаf2). Все антенны ориентированы в одну точку пространства. В режиме ожидания передатчики излучают немодулированные сигналы на несущих частотахf1иf2. В накопители передатчиков поступает информация, предназначенная для передачи. Излучаемые сигналы частотf1иf2поступают на соответствующие приемники. Устройства управления закрывают цепи передачи информации в передающих накопителях, а также входные цепи накопителей приемников. При возникновении благоприятных условий для связи (появлении метеорного следа) сигналы частотf1иf2на выходе приемников превысят установленный пороговый уровень. Срабатывают устройства управления и считываются с накопителя синхронизирующие сигналы, прием которых будет свидетельствовать о готовности аппаратуры к передаче основной информации. В режиме передачи с накопителей передатчиков с высокой скоростью поступает ранее записанная информация для модуляции передатчиков. На приемной стороне производится запись принятой информации в накопители приемника, а также осуществляется анализ качества связи. Если уровень принимаемых сигналов упадет ниже пороговых значений (метеорный след пропадает), то передача информации прекращается, а система переходит в режим ожидания.
Рис. 9.3. Структурная схема метеорной системы связи
При передаче только в одном направлении второй канал обычно используется для передачи сигналов управления или как канал обратной связи обеспечивающий повышение достоверности связи.
Основным преимуществом систем метеорной радиосвязи по сравнению с тропосферными системами является возможность применения передатчиков малой мощности (до 1 кВт) и более простых и дешевых антенн. Кроме того, метеорные системы связи обладают высокой помехоустойчивостью, которая обусловлена зеркальным отражением радиоволн от метеорных слоев (не проявляются замирания сигнала, как в тропосферных системах радиосвязи) и возможностью организации в системе обратной связи.
Недостатками метеорных систем относятся: их относительная узкополосность (полоса частот не более 100кГц); сложность используемой каналообразующей аппаратуры (включающей в себя запоминающее устройство, системы автоматики и т. п.); низкий коэффициент использования канала связи (не более 5%); возможность использования, в силу своих специфических особенностей, только в стационарном варианте.