Завадозахищена супутникова система зв’язку

Реферат: Завадозахищена супутникова система зв'язку складається принаймні із двох супутниківретрансляторів (приймального і передавального) та земної станції, передавальна і приймальна частини якої знаходяться в зонах обслуговування відповідного супутника-ретранслятора. Земна передавально-приймальна станція виконана у вигляді територіально рознесених передавальної та приймальної станцій, кожна з яких зв'язується зі своїм відповідним передавальним та приймальним супутником-ретранслятором. Супутники-ретранслятори зв'язані між собою завадозахищеною від дії завад із Землі міжсупутниковою лінією зв'язку. На передавальному супутнику-ретрансляторі встановлена апаратура, яка імітує ефективність дії завад із Землі. UA 73395 U (54) ЗАВАДОЗАХИЩЕНА СУПУТНИКОВА СИСТЕМА ЗВ'ЯЗКУ UA 73395 U UA 73395 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до спеціальної техніки зв'язку, а конкретно, до техніки супутникового зв'язку, що забезпечує передавання та приймання інформації по каналах супутникового та міжсупутникового зв'язку. У сучасному світі постійно зростає актуальність отримання інформації по супутникових каналах зв'язку. Супутникові телекомунікаційні системи мають унікальні особливості, що вигідно виділяє їх серед інших телекомунікаційних систем: велика зона обслуговування (покриття); високі швидкість і достовірність передачі інформації; економічна ефективність; висока надійність супутникових каналів зв'язку тощо [1]. Збільшення об'єму та складності цільових завдань, які вирішуються сучасними супутниковими системами зв'язку, а також підвищені вимоги до надійності та завадозахищеності викликають необхідність удосконалення як самого обладнання, так і способів передачі інформації супутникових систем. На сьогодні існують різні способи забезпечення завадозахищеності супутникових систем зв'язку загального і спеціального призначення. До них належать: збільшення відношення потужності сигналу до потужності передбачуваної завади; розширення спектру інформаційного сигналу методом псевдовипадкової послідовності та стрибкоподібної зміни частоти сигналу за випадковим законом; застосування просторової вибірковості приймально-передавальних антенних систем; використання різного роду компенсаторів завад; нейтралізація впливу джерел завад. Загальним недоліком перерахованих способів є відсутність просторового рознесення приймального та передавального обладнання радіоліній зв'язку, що призводить, при виявленні місця випромінювання передавального обладнання, до можливості визначення місця знаходження приймального обладнання, і, тим самим, до погіршення завадозахищеності всієї системи зв'язку. Відомі окремі технічні рішення щодо підвищення завадозахищеності (завадостійкості) радіоліній зв'язку, які базуються на: використанні просторового рознесення приймального та передавального обладнання; виборі смуг робочих частот, які послаблюють (або повністю виключають) дію передбачуваних завад із Землі; імітації ефективності дії цих завад [1]. Однак комплексне використання зазначених технічних рішень у взаємозв'язку з архітектурою системи супутникового зв'язку для забезпечення її завадозахищеності невідоме. Разом з тим, відоме технічне рішення зниження ефективності дії завад, яке реалізоване при побудові спеціальної радіолінії зв'язку на базі радіостанцій Р-135 [2]. У цій лінії забезпечується суттєве просторове рознесення приймальної та передавальної частин радіостанції з використанням між ними допоміжної (додаткової) радіорелейної лінії, яка працює у смузі частот, що відрізняється від робочих частот приймальної та передавальної частин цієї радіостанції. Це забезпечує захист приймального обладнання від дії випромінювання власного передавача і унеможливлює визначення місцезнаходження приймальної частини радіостанції. Недолік такого рішення - вузьке призначення (тільки для наземних систем зв'язку). Для супутникових систем зв'язку ефективним методом підвищення завадозахищеності є використання для обміну інформації космічними апаратами (КА) додаткових супутниківретрансляторів (СР). Передавання сигналу від передавальної земної станції (ЗС) до приймальної здійснюється з ретрансляцією його двома супутниками-ретрансляторами. Таким чином, інформаційна взаємодія земної станції з космічним апаратом здійснюється за наступною схемою: ЗС-СР-КАКА-СР-ЗС. Відома супутникова система зв'язку [3] складається із N-робочих земних станцій, супутникаретранслятора і базової станції, яка містить: антену; малошумний підсилювач; радіоприймальний пристрій; тракт обробки сигналів багатостанційного доступу з частотним розподілом каналів і виходом у телефонну мережу; персональну ЕОМ, яка через пристрій обробки інформації підключена до передавача і далі до антени. На СР розміщена вебслужба з можливостями чат-робота. ПЕОМ кожної робочої станції виконана з можливостями чат-робота, а базової станції - з можливістю управління та контролю вебслужбою. Технічний результат корисної моделі полягає у підвищенні оперативності інформаційного обміну між абонентами. Для супутникових систем зв'язку відомі також технічні рішення щодо організації завадозахищеної передачі даних з використанням не менше, як двох супутників-ретрансляторів [4]. Супутникові системи зв'язку функціонують на основі ретрансляції передаваної інформації супутниками-ретрансляторами. Здійснення цієї ретрансляції є складним технічним завданням, яке вирішується частиною системи зв'язку - системою ретрансляції. 1 UA 73395 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Прикладом супутникової системи ретрансляції є американська система TDRSS (Tracking and Data Relay Satellite System), що призначена для забезпечення майже глобального обслуговування діючих і перспективних низькоорбітальних КА, таких як Space Shuttle і космічна лабораторія Space Lab. У складі цієї системи використовуються два робочих та один резервний супутник-ретранслятор. Точки розміщення робочих СР вибрані так, що їхні зони обслуговування на поверхні Землі перекриваються і для земних станцій забезпечується радіовидимість обох супутників-ретрансляторів. Відома також європейська система супутникової ретрансляції даних (EDRS), яка базується на СР, що буде знаходитись на геостаціонарній орбіті висотою близько 35 400 км. Система містить як мінімум один спеціальний ΚА та допоміжний комутаційний пакетний ретранслятор на радіомовному супутнику. В системі використовується апаратура лазерного оптичного зв'язку для передавання інформації зі швидкістю до 1,8 Гбіт/с на відстань до 40 000 км в режимі, близькому до реального часу. Аналогічна система використовувалась у Росії в складі комплексу пілотованої орбітальної станції "МИР" та багаторазової космічної системи "Буран", що вибрана нами як найближчий аналог [4]. Основу системи складають два геостаціонарних супутники-ретранслятори "Луч" та земні станції супутникового зв'язку поблизу Москви в зоні радіовидимості обох супутниківретрансляторів. Такі системи ретрансляції забезпечують обмін між КА всіх видів інформації, яка необхідна для управління польотом, телевимірювань і зв'язку, а також високошвидкісну (сотні МБіт/с і більше) передачу цифрової інформації від апаратури цільового призначення КА. Недоліком такої супутникової системи зв'язку є те, що комплекси приймальної та передавальної апаратури земної станції просторово не рознесені, зв'язок між супутникамиретрансляторами (міжсупутникова лінія зв'язку) не є завадозахищеним від дії передбачуваних завад із Землі, а також відсутність на супутниках-ретрансляторах імітатора завад. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення супутникової системи зв'язку шляхом виконання наземної приймально-передавальної станції у вигляді просторовотериторіально рознесених передавальної та приймальної її частин, кожна з яких зв'язана зі своїм відповідним передавальним та приймальним супутником-ретранслятором, а супутникові ретранслятори зв'язані між собою завадозахищеною від дії завад із Землі міжсупутниковою лінію зв'язку, причому на передавальному супутниковому ретрансляторі встановлена апаратура, яка імітує результати дії завад із Землі. На кресленні зображена функціональна схема завадозахищеної супутникової системи зв'язку, що заявляється. Згідно з кресленням, завадозахищена система супутникового зв'язку містить наступні складові частини: передавальну земну станцію 1, що передає інформацію у вузькому промені в напрямку СР 2; приймальний СР 2, який перетворює сигнал, прийнятий від передавальної земної станції 1, в робочу смугу частот лінії міжсупутникового зв'язку 3; лінія міжсупутникового зв'язку 3, що захищена від дії завад із Землі; передавальний СР 4 (з імітатором ефективності дії завади 5), що перетворює прийнятий по лінії міжсупутникового зв'язку 3 сигнал у робочу смугу частот для його прийому земною станцією 6; приймальна земна станція 6, що забезпечує прийом сигналу, переданого з передавального супутника-ретранслятора 4. Принцип дії завадозахищеної супутникової системи зв'язку, що заявляється, полягає у наступному: передавальна земна станція 1 передає інформацію у смузі частот ∆f1 у вузькому промені в напрямку приймального супутника-ретранслятора 2; приймальний супутник-ретранслятор 2 перетворює прийнятий сигнал у смугу частот f2 лінії міжсупутникового зв'язку 3, що недоступна для дії завад із Землі. Завадозахищеність лінії міжсупутникового зв'язку 3 забезпечується використанням смуги частот f2 близько 60 ГГц, терагерцовому або оптичному діапазонах; передавальний супутник-ретранслятор 4 перетворює прийнятий по лінії міжсупутникового зв'язку 3 сигнал у робочу смугу частот f3 для його прийому земною станцією 5. Постановник завад визначає напрямок на джерело прийнятого сигналу з передавального супутника-ретранслятора 4, вважаючи, що у цьому ж напрямку знаходиться також приймальний супутник-ретранслятор 2, випромінюючи в цьому напрямку потужний сигнал завади. Для того, щоб дезорієнтувати постановника завад стосовно ефективності постановки завади, на 2 UA 73395 U 5 10 15 передавальному супутнику-ретрансляторі 4 встановлюється відповідний імітатор завад 5. При цьому передавальний супутник-ретранслятор 4 випромінює сигнал у смузі частоти f2, які зазвичай використовуються в радіолініях напрямку СРЗС. Таким чином, за рахунок виконання наземної приймально-передавальної станції у вигляді територіально рознесених передавальної 1 та приймальної 6 станцій, кожна з яких знаходиться у радіозв'язку зі своїм відповідним приймальним 2 та передавальним 4 супутникамиретрансляторами, що зв'язані між собою захищеною від завад із Землі лінією міжсупутникового зв'язку 3, причому на передавальному супутнику-ретранслятору 4 встановлений імітатор 5, який імітує результат ефективності дії завад із Землі, вирішена поставлена задача підвищення завадозахищеності супутникової системи зв'язку. Джерела інформації: 1. Аболиц А.И. Системы спутниковой связи. Основы структурно-параметрической теории и эффективность.- М.: ИТИС, 2004.-426 с. 2. Базовые средства, комплексы и системы военной связи. Энциклопедический справочник, т. 1/ Под ред. Азарова Г.И.- Мытищи: 16 ЦНИИИ МО РФ, 2005.-25 с. 3. Спутниковая система связи. Патент 2329600 Россия МПК Η 04Β7/185 (2006.01). Слюсарев Г.В., Анашкин Р.В., Романько Д.В., Опубликовано 20.07.2008. 4. Горностаев Ю.М., Соколов В.В., Невдяев М.М. Перспективные спутниковые системы связи.- М.: Горячая линия.- Техника, 2000.-162 с. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Завадозахищена супутникова система зв'язку, що складається принаймні із двох супутниківретрансляторів (приймального і передавального) та земної станції, передавальна і приймальна частини якої знаходяться в зонах обслуговування відповідного супутника-ретранслятора, яка відрізняється тим, що земна передавально-приймальна станція виконана у вигляді територіально рознесених передавальної та приймальної станцій, кожна з яких зв'язується зі своїм відповідним передавальним та приймальним супутником-ретранслятором, а супутникиретранслятори зв'язані між собою завадозахищеною від дії завад із Землі міжсупутниковою лінією зв'язку, причому на передавальному супутнику-ретрансляторі встановлена апаратура, яка імітує ефективність дії завад із Землі. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3