RU2692696C1

RU2692696C1 - Radio communication system with mobile objects using radio-photon elements

Info

Publication number: RU2692696C1
Application number: RU2018132581A
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Кейстович; Вадим Игоревич Ерёмин
Original assignee: Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет"
Priority date: 2018-09-11
Filing date: 2018-09-11
Publication date: 2019-06-26

Abstract

FIELD: radio engineering and communications.

SUBSTANCE: invention relates to radio data exchange systems using radio-photon elements and can be used to transmit data from on-board sensor of high-speed information of mobile airborne object to ground-based system. To achieve technical result, on-board transmitting antenna-feeder circuits of non-distortion phase-frequency and amplitude-frequency characteristics of nodes on radio-photon elements with low power losses of radio signals controlled via onboard switchboard by onboard computer are provided, as well as by introducing four onboard wide-range directional antennae, forming beam patterns each in a corresponding quarter of the sphere shifted relative to adjacent by 90°.

EFFECT: high noise-immunity of the system and increasing range of stable communication during maneuvers of the aerial object.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к радиосредствам обмена данными и может быть использовано для высокоскоростной передачи информации между подвижными воздушными объектами (ВО) и наземными комплексами (НК) в каналах «воздух-земля».The invention relates to radio data exchange and can be used for high-speed transmission of information between mobile air objects (VO) and ground complexes (NK) in the air-to-ground channels.

Известна система радиосвязи с подвижными объектами [1], которая состоит из наземной и бортовой приемопередающих радиостанций, между которыми в соответствии с заложенными алгоритмами осуществляется обмен данными. В этой системе во время движения подвижные воздушные объекты, находящиеся в пределах радиогоризонта, обмениваются данными с наземным комплексом. Принимаемые наземной радиостанцией из канала "воздух-земля" сообщения через аппаратуру передачи данных поступают в вычислитель автоматизированного рабочего места (АРМ) на базе персональной электронной вычислительной машины (ПЭВМ), где в соответствии с принятым в системе протоколом обмена производится идентификация принятого в сообщении адреса с адресами подвижных воздушных объектов, хранящимися в памяти их бортовых вычислителей. При совпадении адреса подвижного воздушного объекта с хранящимся в списке адресом информация о местоположении, параметрах движения подвижных воздушных объектов и состоянии их многочисленных датчиков выводится на один экран монитора наземного АРМ. В вычислителе АРМ на базе ПЭВМ решается задача обеспечения постоянной радиосвязи со всеми N ВО. При выходе за пределы радиогоризонта, хотя бы одного из ВО или приближении к границе зоны устойчивой радиосвязи, определяется программно один из ВО, который назначается ретранслятором сообщений. По результатам анализа местоположения и параметров движения остальных ВО определяются оптимальные пути доставки сообщений удаленному от НК за радиогоризонт выбранному подвижному воздушному объекту. Сообщение от НК через последовательную цепочку, состоящую из (N-1) воздушных объектов, может быть доставлено N-му ВО. Для этого на НК в формирователе типа ретранслируемых сообщений в заранее определенные разряды (заголовок) передаваемой кодограммы закладываются номер ВО, назначенного ретранслятором, и адреса подвижных воздушных объектов, обеспечивающих заданный трафик сообщения. Принятые на ВО сообщения анализируются в блоке анализа типа сообщений. После анализа решается вопрос о направлении данных по двунаправленной шине на систему управления объекта или ретрансляции их на соседний ВО.A well-known radio communication system with mobile objects [1], which consists of ground and airborne transceiver stations, between which in accordance with the algorithms laid down data is exchanged. In this system, during movement, mobile air objects that are within the radio horizon, exchange data with the ground complex. Messages received by the ground radio station from the air-to-ground channel through the data transmission equipment arrive at the computer of the automated workplace (AWP) on the basis of a personal electronic computer (PC), where, in accordance with the exchange protocol accepted in the system, the address received in the message is addresses of mobile air objects stored in the memory of their onboard computers. If the address of the moving air object coincides with the address information stored in the list, the movement parameters of the moving air objects and the state of their numerous sensors are displayed on one screen of the ground-based AWP monitor. In the computer calculator ARM on the basis of the PC solves the problem of providing constant radio communication with all N IN. When going beyond the limits of the radio horizon, at least one of the VO or approaching the border of the zone of stable radio communication, one of the VO is defined programmatically, which is assigned by the message repeater. According to the results of the analysis of the location and motion parameters of the remaining VO, the optimal ways of delivering messages to the selected mobile air object remote from the NK are determined by the radio horizon. A message from the NC through a serial chain consisting of (N-1) air objects can be delivered to the Nth BO. To do this, the NK in the shaper of the type of relayed messages in the predetermined bits (header) of the transmitted codogram are assigned the number of the VO assigned by the repeater and the addresses of the moving air objects that provide the specified message traffic. Messages received at the HE are analyzed in the message type analysis block. After the analysis, the issue of sending data over a bi-directional bus to the control system of the facility or retransmitting it to a neighboring VO is decided.

В обычном режиме с НК, когда не требуется ретрансляция сигналов, осуществляется адресный опрос ВО путем формирования сообщения для передачи в канал радиосвязи в соответствии с протоколом обмена. Набираемое оператором (диспетчером) сообщение также отображается на экране монитора АРМ. На ВО после прохождения через бортовые антенну, радиостанцию, аппаратуру передачи данных сигнал поступает в бортовой вычислитель, где происходит идентификация принятого в сообщении адреса с собственным адресом подвижного воздушного объекта. Далее сообщение передается в блок анализа типа ретранслируемого сообщения, где происходит дешифрация полученного заголовка (служебной части) сообщения, и определяется в каком режиме должна работать аппаратура ВО. Информационная часть сообщения записывается в память бортового вычислителя и при необходимости выводится на экран блока регистрации данных.In the normal mode with NK, when signals are not relayed, VO address polling is performed by generating a message for transmission to the radio channel in accordance with the exchange protocol. The message typed by the operator (dispatcher) is also displayed on the screen of the AWS monitor. At the VO, after passing through the on-board antenna, radio station, data transmission equipment, the signal enters the on-board computer, where the address taken in the message is identified with its own address of the mobile airborne object. Next, the message is transmitted to the block of analysis of the type of the relayed message, where the received header (service part) of the message is decrypted, and it is determined in which mode the VO equipment should operate. The information part of the message is recorded in the memory of the onboard computer and, if necessary, displayed on the screen of the data recording unit.

Формирователи типа ретранслируемых сообщений позволяют обеспечить обмен цифровыми данными по каналу "воздух-земля" взамен существующей речевой информации. Они предназначены для выбора элементов сообщений разрешения/информации/запроса, которые соответствуют принятой речевой фразеологии, и набора произвольного текста. Отображение набираемых и принятых сообщений осуществляется на блоке регистрации данных ВО и мониторе АРМ НК соответственно. Сообщения с выходов приемников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем записываются в память наземного и бортового вычислителей с привязкой к глобальному времени и используются для расчета навигационных характеристик и параметров движения каждого ВО. Принятые на НК навигационные сообщения от всех ВО обрабатываются в вычислителе и выводятся на экран монитора АРМ.Shapers of the type of relayed messages allow for the exchange of digital data through the air-to-ground channel instead of existing voice information. They are intended to select the elements of the permission / information / request messages that correspond to the adopted speech phraseology, and to type arbitrary text. The displayed and received messages are displayed on the VO data recording unit and the automated workplace monitor NK, respectively. Messages from the outputs of receivers of signals of global navigation satellite systems are recorded in the memory of the ground and on-board computers with reference to global time and are used to calculate the navigation characteristics and motion parameters of each VO. The navigation messages received from all VOs are processed in the computer and displayed on the screen of the AWS monitor.

Однако аналогу присущи следующие недостатки, связанные со снижением помехозащищенности радиоканалов, из-за наличия потери мощности радиосигналов в бортовых передающих и приемных антенно-фидерных трактах.However, the analogue has the following disadvantages associated with a decrease in the noise immunity of radio channels, due to the presence of power loss of radio signals in the on-board transmitting and receiving antenna-feeder paths.

Известна "Система радиосвязи с подвижными объектами" [2]. Система состоит из наземного комплекса, содержащего наземную антенну, радиостанцию, подключенную двухсторонними связями через аппаратуру передачи данных (АПД) к соответствующему первому входу/выходу вычислителя автоматизированного рабочего места. Первый вход вычислителя АРМ подключен к приемнику сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, второй вход - к пульту управления АРМ, а выход - к монитору АРМ. Формирователь типа ретранслируемых сообщений соединен с соответствующим входом вычислителя АРМ. Концентратор подключен к локально-вычислительным сетям (ЛВС), которые в свою очередь соединены двухсторонними связями с соответствующими входами/выходами наземной направленной антенны, наземному антенному коммутатору, наземной аппаратуре связи, каждому из А АРМ, состоящих из вычислителя АРМ, соединенного с выходом пульта управления АРМ и с входом монитора АРМ. Каждый из В блоков сопряжения состоит из последовательно соединенных второй наземной аппаратуры передачи данных и устройства сопряжения с каналом связи, выход которого является входом/выходом системы. Наземная направленная антенна через антенный коммутатор соединена двухсторонней связью с соответствующим входом/выходом наземной аппаратуры связи. Наземный блок горизонтирования подключен к наземной направленной антенне механическими связями. В вычислителе АРМ в соответствии с принятым в системе протоколом обмена проводится идентификация принятого в сообщении адреса с адресами воздушных объектов, хранящимися в памяти вычислителя АРМ. При совпадении адреса воздушного объекта с хранящимся в списке адресом информация о местоположении, параметрах движения ВО и состоянии его датчиков, в том числе датчика с высокоскоростной информацией, выводится на экран монитора АРМ НК. В вычислителе АРМ решаются следующие задачи: прием-передача сигналов со второй наземной АПД; прием данных о фактическом положении диаграммы направленности (ДН) наземной направленной антенны и состоянии наземной аппаратуры связи; формирование синхронизирующих сигналов для переключения режимов «передача-прием» антенного коммутатора; сигналов управления: положением ДН наземной направленной антенны по азимуту и углу места, наземным блоком горизонтирования, режимами работы ВО, прием, обработка и вывод на экран монитора АРМ сигналов контроля со всех радиоэлектронных узлов системы, сигналов с выхода наземного приемника сигналов навигационных спутниковых систем; прием-передача данных через блок сопряжения по шине потребителям информации, формирование на экране монитора АРМ картинки в соответствии с принятой с ВО информацией и вспомогательной информацией в виде графических линий, символов и других изображений; отображение квитанций и донесений о режимах работы ВО, НК, АРМ, слежение за местоположением всех ВО в зоне радиосвязи; обеспечение постоянной радиосвязи со всеми N ВО, оптимальное управление их движением; решение конфликтных ситуаций и выполнение других операций. Для удобства разрешения оператором НК конфликтной ситуации при наличии помеховой обстановки на экран каждого монитора АРМ НК может выводиться положение каждого ВО относительно НК. Для этого, программно, с помощью вычислителя АРМ выделяются части пространства, в которых помеховая ситуация в вероятностном смысле менее напряженная, и через находящиеся там ВО осуществляется трафик. Для отображения тенденции движения каждого ВО на экране монитора АРМ вычислителем АРМ формируются отметки, характеризующие предыдущее местоположение ВО и экстраполяционные отметки, характеризующие местоположение ВО через заданный интервал времени. По мере движения ВО устаревающие отметки стираются. Точка, характеризующая местоположение НК 1, обычно размещается в центре экрана монитора АРМ и ВО, находящиеся вблизи зоны устойчивой радиосвязи, выделяются от остальных, например, цветом отметки на экране монитора АРМ, и для них в вычислителях начинается решение задачи выбора оптимального пути трансляции управляющих сообщений от НК на выбранное ВО.Known "Radio communication system with moving objects" [2]. The system consists of a ground-based complex containing a ground-based antenna, a radio station connected by two-way communications through a data transmission equipment (ADF) to the corresponding first input / output of the computer of the workstation. The first input of the ARM calculator is connected to the receiver of global navigation satellite systems signals, the second input is connected to the AWP control console, and the output is connected to the AWS monitor. Shaper type of relayed messages connected to the corresponding input of the transmitter ARM. The hub is connected to the local area network (LAN), which in turn are connected by two-way communication with the corresponding inputs / outputs of the ground directional antenna, ground antenna switch, ground communications equipment, each of the automated workplaces consisting of an automated workplace computer connected to the output of the control panel AWP and with monitor input AWP. Each of the interfacing blocks consists of a serially connected second ground-based data transmission equipment and an interfacing device with a communication channel, the output of which is the input / output of the system. Ground directional antenna through the antenna switch is connected two-way communication with the corresponding input / output of ground communication equipment. The ground leveling unit is connected to the ground directional antenna with mechanical connections. In the workstation computer, in accordance with the exchange protocol accepted in the system, the address received in the message is identified with the addresses of air objects stored in the memory of the workplace computer. If the address of the air object coincides with the location information stored in the list, the VO motion parameters and the state of its sensors, including the sensor with high-speed information, are displayed on the AWS monitor screen. The following tasks are solved in the ARM calculator: receiving and transmitting signals from the second ground-based ADF; receiving data on the actual position of the radiation pattern (DN) of the ground directional antenna and the state of the ground communications equipment; generating synchronization signals for switching transmission-receiving modes of the antenna switch; control signals: the position of the ground-based directional antenna antenna in azimuth and elevation, ground leveling unit, VO operating modes, receiving, processing and outputting to the monitor of the automated workplace monitor control signals from all radio electronic units of the system, navigation satellite systems; receiving and transmitting data through the bus coupler to information consumers, forming on the monitor screen of an automated workplace a picture in accordance with information received from a VO and auxiliary information in the form of graphic lines, symbols and other images; display of receipts and reports on the operating modes of the VO, NK, ARM, tracking the location of all VO in the radio communication zone; ensuring constant radio communication with all N IN, optimal control of their movement; conflict resolution and other operations. For the convenience of resolution by the NK operator of a conflict situation in the presence of interference conditions, the position of each VO with respect to NK can be displayed on the screen of each monitor of the automated workplace of the NC. For this, programmatically, with the help of the ARM calculator, parts of the space are distinguished in which the interfering situation is less stressful in the probabilistic sense, and traffic is carried out through the VO located there. To display the trend of each VO on the screen of the workstation monitor, the calculator of the AWS generates marks that characterize the previous location of the VO and extrapolation marks that characterize the location of the VO after a specified time interval. As VO moves, obsolete marks are erased. The point characterizing the location of NC 1 is usually located in the center of the monitor screen of the AWP and VO, located near the zone of stable radio communication, are distinguished from the rest, for example, with the color of the mark on the monitor of the AWS monitor, and for them in computers the solution of the problem of choosing the optimal translation of control messages begins from NC to selected BO.

Набираемое оператором (диспетчером) сообщение для ВО и принятые данные также отображаются на экране монитора АРМ. Принятые на НК навигационные сообщения от всех ВО обрабатываются в вычислителе и выводятся на экран монитора АРМ.The message typed by the operator (dispatcher) for the VO and the received data are also displayed on the screen of the AWS monitor. The navigation messages received from all VOs are processed in the computer and displayed on the screen of the AWS monitor.

В состав каждого из N подвижных воздушных объектов входят бортовые датчики, приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, анализатор типа принимаемых сообщений и бортовой формирователь типа ретранслируемых сообщений, каждый из которых соединен с соответствующими входами бортового вычислителя. Выход бортового вычислителя подключен к входу блока регистрации данных, а вход/выход - к двунаправленной шине системы управления подвижным воздушным объектом. Бортовой вычислитель через последовательно соединенные бортовые аппаратуру передачи данных и радиостанцию подключен к бортовой антенне. Бортовая аппаратура связи, бортовая направленная антенна, бортовой антенный коммутатор, бортовой блок горизонтирования соединены двухсторонними связями с соответствующими входами/выходами бортового вычислителя. Бортовой блок горизонтирования подключен к бортовой направленной антенне механическими связями. Передача данных с НК обеспечивается по цепочке последовательно соединенных первого подвижного воздушного объекта, второго ВО и далее до N-го ВО, а передача данных с N-го ВО на НК осуществляется в обратном порядке. Бортовая аппаратура связи через последовательно соединенные бортовой антенный коммутатор, бортовую направленную антенну через эфир подключена к наземной направленной антенне. В режимах ретрансляции и обмена данными бортовая направленная антенна 1-го ВО соединена по эфиру с бортовой направленной антенной 2-го ВО и так далее до N-го ВО.Each of the N mobile air objects consists of onboard sensors, a receiver of global navigation satellite systems, an analyzer of the type of received messages and an onboard driver of the type of retransmitted messages, each of which is connected to the corresponding inputs of the onboard computer. The output of the onboard computer is connected to the input of the data acquisition unit, and the input / output is connected to a bi-directional bus of the control system of a mobile air object. The on-board computer through the serially connected on-board data transmission equipment and the radio station is connected to the on-board antenna. The on-board communication equipment, the on-board directional antenna, the on-board antenna switch, the on-board leveling unit are connected by two-way communications with the corresponding inputs / outputs of the on-board computer. The onboard leveling unit is connected to the onboard directional antenna by mechanical connections. Data is transmitted from the NC to the chain of the first mobile air object connected in series, the second VO and further to the Nth VO, and the data is transferred from the Nth VO to NK in the reverse order. The on-board communications equipment is connected via a serially connected on-board antenna switch; the on-board directional antenna is connected via the air to a ground directional antenna. In retransmission and data exchange modes, the airborne directional antenna of the 1st VO is connected by air to the airborne directional antenna of the 2nd VO, and so on up to the Nth VO.

К недостаткам аналога следует отнести то, что снижается помехозащищенность радиоканалов, из-за наличия потери мощности радиосигналов в бортовых передающих и приемных антенно-фидерных трактах, которые искажают форму радиосигналов из-за существующих их фазово-частотных и амплитудно-частотных характеристик.The disadvantages of analogue include the fact that the immunity of radio channels is reduced, due to the presence of power loss of radio signals in the onboard transmitting and receiving antenna-feeder paths, which distort the shape of radio signals due to their existing phase-frequency and amplitude-frequency characteristics.

Известна радиолокационная станция (РЛС) на основе элементов радиофотоники [3, рис. 1]. Она включает в себя следующие основные блоки: синтезатор опорных частот, синхронизатор, передатчик с устройством формирования зондирующего сигнала (УФЗС), систему управления лучом (СУЛ), активную фазированную антенную решетку (АФАР), оптический цифровой приемник, устройства первичной и вторичной обработки и автоматизированное рабочее место.Known radar (radar) based on the elements of radiophotonics [3, Fig. one]. It includes the following main blocks: a reference frequency synthesizer, a synchronizer, a transmitter with a probing signal shaping device (AFSS), a beam control system (SUL), an active phased antenna array (AFAR), an optical digital receiver, primary and secondary processing devices, and an automated workplace.

Для исключения искажения радиосигналов и уменьшения массы оборудования радиочастотные кабели и соединители для них заменены на волоконно-оптические тракты. Зондирующий сигнал формируется на оптической несущей и передается к АФАР по волоконно-оптической линии связи (ВОЛС), что значительно снижает потери в тракте передачи и уменьшает чувствительность радиолокационной станции к внешнему электромагнитному воздействию. Кроме того, схема разводки оптического сигнала позволяет за счет использования радиофотонных элементов снизить энергетические потери в тракте передачи, увеличить стабильность и идентичность оптических характеристик, выделенных групп приемо-передающих каналов АФАР.To eliminate radio signal distortion and reduce equipment mass, the radio frequency cables and connectors for them are replaced with fiber optic paths. The probing signal is formed on the optical carrier and transmitted to AFAR via a fiber-optic communication line (FOCL), which significantly reduces losses in the transmission path and reduces the sensitivity of the radar station to external electromagnetic interference. In addition, the optical signal wiring scheme allows, through the use of radiophotonic elements, to reduce the energy losses in the transmission path, to increase the stability and identity of the optical characteristics of the selected groups of AFAR receiving-transmitting channels.

Формируемые оптические зондирующие сигналы усиливаются в оптическом усилителе оптического приемо-передающего модуля АФАР, после чего, попадают на перестраиваемую оптическую линию задержки, обеспечивающую угол поворота фазы радиочастотной составляющей для формирования диаграммы направленности АФАР в нужном направлении. Перестраиваемая оптическая линия задержки управляется сигналами, поступающими от системы управления лучами. После попадания оптического импульса на фотодетектор выделяется радиочастотная компонента на выходе фотоприемника, которая поступает на вход цепочки усилителей. После оконечного усилительного каскада радиосигнал через циркулятор попадает на канальный излучатель антенны.The generated optical probing signals are amplified in the optical amplifier of the AFAR optical receiving and transmitting module, after which they fall on a tunable optical delay line providing the angle of rotation of the phase of the RF component to form the AFAR pattern in the desired direction. The tunable optical delay line is controlled by signals from the beam control system. After an optical pulse hits the photodetector, the radio frequency component is released at the output of the photodetector, which is fed to the input of the amplifier chain. After the final amplifier stage, the radio signal through the circulator enters the channel radiator of the antenna.

Показано, что на системном уровне радиофотоника позволяет создавать пространственно разнесенные, распределенные посредством волоконно-оптических линий связи радиооптические активные фазированные антенные решетки РЛС, которые имеют существенные преимущества перед традиционными активными фазированными антенными решетками, например, они позволяют реализовать их интеграцию в конструкцию носителей, создавая «интеллектуальную обшивку», например, фюзеляжа самолета, как основу для организации радиолокационных систем большой дальности и радиоэлектронной борьбы [4].It is shown that radio-photonics at the system level allows you to create spatially separated radio optic active phased antenna radar systems distributed via fiber-optic communication lines, which have significant advantages over traditional active phased antenna arrays, for example, they allow you to integrate them into the carrier design, creating “ intelligent casing ", for example, aircraft fuselage, as the basis for the organization of long-range radar systems and electronic warfare [4].

К недостаткам аналога следует отнести то, что аналог предназначен только для радиолокации и не может выполнять функции радиосвязи.The disadvantages of analogue should be attributed to the fact that the analogue is intended only for radar and can not perform radio communication functions.

Наиболее близкой по назначению и большинству существенных признаков является "Система радиосвязи с подвижными объектами" [5], которая и принята за прототип. Система состоит из наземного комплекса, содержащего наземную антенну, радиостанцию, подключенную двухсторонними связями через аппаратуру передачи данных к соответствующему первому входу/выходу вычислителя автоматизированного рабочего места. Первый вход вычислителя АРМ подключен к приемнику сигналов навигационных спутниковых систем, второй вход - к пульту управления АРМ, а выход - к первому монитору АРМ. Формирователь типа ретранслируемых сообщений соединен с соответствующим входом вычислителя АРМ. Концентратор, подключенный к локально-вычислительным сетям, которые в свою очередь подключены двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам наземной направленной антенны, наземному антенному коммутатору, наземной аппаратуре связи, каждому из А АРМ, состоящих из вычислителя АРМ, соединенного с выходом пульта управления АРМ и с входом монитора АРМ. Каждому из В блоков сопряжения, состоящих из последовательно соединенных второй наземной аппаратуры передачи данных и устройства сопряжения с каналом связи. Вход/выход канала связи является входом/выходом системы. Наземная направленная антенна через антенный коммутатор соединена двухсторонней связью с соответствующим входом/выходом наземной аппаратуры связи. Наземный блок горизонтирования подключен к наземной направленной антенне механическими связями. В режимах ретрансляции и обмена данными бортовая направленная антенна 1-го подвижного воздушного объекта соединена по эфиру с бортовой направленной антенной 2-го ВО и так далее до N-го ВО. N подвижных воздушных объектов, в состав каждого из которых входят бортовые датчики, приемник сигналов навигационных спутниковых систем, анализатор типа принимаемых сообщений и бортовой формирователь типа ретранслируемых сообщений, каждый из которых соединен с соответствующими входами бортового вычислителя. Выход бортового вычислителя подключен к входу блока регистрации данных, а вход/выход - к двунаправленной шине системы управления подвижным воздушным объектом. Бортовая аппаратура связи, бортовая направленная антенна, бортовой антенный коммутатор, бортовой блок горизонтирования соединены двухсторонними связями с соответствующими входами/выходами бортового вычислителя. Бортовой блок горизонтирования подключен к бортовой направленной антенне механическими связями. Бортовая аппаратура связи через последовательно соединенные бортовой антенный коммутатор, бортовую направленную антенну через эфир подключена к наземной направленной антенне. Бортовой вычислитель через последовательно соединенные бортовые аппаратуру передачи данных и радиостанцию подключен к бортовой антенне. Передача данных с НК обеспечивается по цепочке последовательно соединенных первого подвижного воздушного объекта, второго ВО и далее до N-го ВО, а передача данных с N-го ВО на НК осуществляется в обратном порядке. В НК распределитель данных подключен двухсторонними связями к локально-вычислительным сетям, а второй монитор АРМ соединен с соответствующим выходом вычислителя АРМ.The closest in purpose and most essential features is the "Radio communication system with moving objects" [5], which was adopted as a prototype. The system consists of a ground-based complex containing a ground-based antenna, a radio station connected by two-way communications through data transmission equipment to the corresponding first input / output of the computer of the workstation. The first input of the ARM calculator is connected to the receiver of the signals of navigation satellite systems, the second input is connected to the AWP control panel, and the output is connected to the first monitor of the AWS. Shaper type of relayed messages connected to the corresponding input of the transmitter ARM. A hub connected to local area networks, which in turn are connected by two-way communications to the corresponding inputs / outputs of a ground directional antenna, a ground antenna switch, ground communications equipment, each of A AWS consisting of an AWS calculator and connected to the output of an AWP control panel and with monitor input. Each of the B blocks, consisting of a series-connected second ground-based data transmission equipment and an interface with a communication channel. The input / output of the communication channel is the input / output of the system. Ground directional antenna through the antenna switch is connected two-way communication with the corresponding input / output of ground communication equipment. The ground leveling unit is connected to the ground directional antenna with mechanical connections. In retransmission and data exchange modes, the onboard directional antenna of the 1st mobile aerial object is connected by air to the onboard directional antenna of the 2nd VO and so on up to the Nth VO. N mobile air objects, each of which includes onboard sensors, a receiver of signals from navigation satellite systems, an analyzer of the type of received messages and an onboard driver of the type of relayed messages, each of which is connected to the corresponding inputs of the onboard computer. The output of the onboard computer is connected to the input of the data acquisition unit, and the input / output is connected to a bi-directional bus of the control system of a mobile air object. The on-board communication equipment, the on-board directional antenna, the on-board antenna switch, the on-board leveling unit are connected by two-way communications with the corresponding inputs / outputs of the on-board computer. The onboard leveling unit is connected to the onboard directional antenna by mechanical connections. The on-board communications equipment is connected via a serially connected on-board antenna switch; the on-board directional antenna is connected via the air to a ground directional antenna. The on-board computer through the serially connected on-board data transmission equipment and the radio station is connected to the on-board antenna. Data is transmitted from the NC to the chain of the first mobile air object connected in series, the second VO and further to the Nth VO, and the data is transferred from the Nth VO to NK in the reverse order. In NK data distributor is connected bilaterally to local area networks, and the second monitor workstation is connected to the corresponding output of the computer workstation.

Прототипу присущи недостатки, которыми являются снижение помехозащищенности системы и уменьшение дальности устойчивой связи, а иногда и потеря связи, связанные с искажением формы диаграммы направленности по азимуту, углу места и затенением планером воздушного объекта при крене и тангаже линии прямой (оптической) видимости между бортовой направленной антенной и наземной антенной. Кроме того, потери мощности передаваемых радиосигналов в радиочастотных кабелях антенно-фидерных трактов, их искажения из-за нелинейности фазово-частотной и неравномерности амплитудно-частотной характеристик в заданном диапазоне частот в передающем и приемном трактах искажают радиосигналы, что также уменьшает дальность устойчивой связи и снижает помехозащищенность.The prototype has inherent flaws, which are reduced noise immunity of the system and reduction of the range of stable communication, and sometimes loss of communication associated with distortion of the pattern of the pattern in azimuth, elevation and airframe shading of the air object during roll and pitch of the line (optical) visibility between the onboard directional antenna and ground antenna. In addition, the power losses of the transmitted radio signals in the radio frequency cables of the antenna-feeder paths, their distortion due to the nonlinearity of the phase-frequency and non-uniformity of the amplitude-frequency characteristics in a given frequency range in the transmitting and receiving paths distort the radio signals, which also reduces the range of stable communication and reduces noise immunity.

Уменьшается дальность связи из-за потери мощности в бортовых передающих и приемных антенно-фидерных трактах, в результате искажения фазово-частотных и амплитудно-частотных характеристик радиосигналов.The communication range decreases due to the loss of power in the on-board transmitting and receiving antenna-feeder paths, as a result of distortion of the phase-frequency and amplitude-frequency characteristics of radio signals.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение помехозащищенности системы и увеличение дальности устойчивой связи при маневрах воздушного объекта за счет введения в бортовые передающие и приемные антенно-фидерные тракты узлов на радиофотонных элементах с малыми потерями мощности радиосигналов, неискажающих фазово-частотную и амплитудно-частотную характеристики, управляемых через бортовой коммутатор с помощью бортового вычислителя, а так же за счет использования четырех коммутируемых бортовых широкодиапазонных направленных антенн, каждая из которых формирует диаграммы направленности в соответствующей четверти сферы, сдвинутой относительно соседних на 90°.The technical problem to which the invention is directed, is to increase the noise immunity of the system and increase the range of stable communication when maneuvering an air object by introducing into the airborne transmitting and receiving antenna-feeder paths of nodes on radiophotonic elements with low power losses of radio signals that do not distort phase-frequency and amplitude-frequency characteristics, controlled through the on-board switch using the on-board computer, as well as through the use of four switched airborne wideband directional antennas, each of which forms radiation patterns in the corresponding quarter of the sphere, shifted relative to the neighboring by 90 °.

Указанный технический результат достигается тем, что в систему радиосвязи с подвижными объектами с применением радиофотонных элементов, состоящую из наземного комплекса (НК), содержащего наземную антенну, радиостанцию, подключенную двухсторонними связями через аппаратуру передачи данных к соответствующему входу/выходу вычислителя автоматизированного рабочего места (АРМ), один вход которого подключен к приемнику сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, второй вход - к пульту управления АРМ, третий к формирователю типа ретранслируемых сообщений, а выходы - к первому и второму мониторам АРМ, локально-вычислительную сеть (ЛВС), к которой подключены концентратор, распределитель данных, каждое из А АРМ, состоящих из вычислителя АРМ, соединенного с выходом пульта управления АРМ и с входами первого и второго мониторов АРМ, и каждый из В блоков сопряжения, состоящих из последовательно соединенных второй наземной аппаратуры передачи данных и устройства сопряжения с каналом связи, вход/выход которого является входом/выходом системы, наземной направленной антенны, подключенной через наземную аппаратуру связи к ЛВС и наземный блок горизонтирования, подключенный к наземной направленной антенне механическими связями, N подвижных воздушных объектов (ВО), в состав каждого из которых входят бортовые датчики, бортовой приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, анализатор типа принимаемых сообщений и бортовой формирователь типа ретранслируемых сообщений, каждый из которых соединен с соответствующим входом бортового вычислителя, выход которого подключен к входу блока регистрации данных, а первый вход/выход - к двунаправленной шине системы управления подвижным воздушным объектом, второй вход/выход - к бортовой аппаратуре связи, соединенной с входом бортового коммутатора, управляющий вход которого соединен с соответствующим выходом бортового вычислителя, бортовой вычислитель через последовательно соединенные бортовые аппаратуру передачи данных и радиостанцию подключен к бортовой антенне МВ-ДМВ диапазона, причем в режиме ретрансляции передача данных в МВ-ДМВ диапазоне с НК обеспечивается по цепочке последовательно соединенных первого подвижного воздушного объекта, второго ВО и далее до N-го ВО, а передача данных с N-го ВО на НК осуществляется в обратном порядке, на каждом ВО дополнительно введены схема определения линии прямой видимости между антеннами ВО и НК, соединенная двухсторонними связями с соответствующим входом/выходом бортового вычислителя, подключенные к выходам бортового коммутатора четыре параллельные ветви, состоящие из последовательного соединенных передающего оптического модуля, многоканальной оптической линии задержки, световода, приемного оптического модуля, усилителя мощности, бортовой направленной антенны, выполненной на базе активной фазированной антенной решетки, причем наземная направленная антенна через эфир подключается к той бортовой направленной антенне, с которой находится в прямой видимости, а четыре управляющих выхода бортового коммутатора соединены с соответствующими входами каждой из четырех многоканальных оптических линий задержки.This technical result is achieved by the fact that in a radio communication system with mobile objects using radiophotonic elements consisting of a ground-based complex (NK) containing a terrestrial antenna, a radio station connected by two-way communications through the data transmission equipment to the corresponding input / output of the computer of the automated workplace (AWS ), one input of which is connected to the receiver of signals of global navigation satellite systems, the second input - to the control panel of the automated workplace, the third to the driver of the type d broadcast messages, and the outputs to the first and second monitors of the automated workplace, a local computer network (LAN) connected to a hub, data distributor, each of the automated workplaces consisting of an automated workplace computer connected to the output of the automated workplace control panel and to the inputs of the first and the second monitor workstations, and each of the B blocks of the interface, consisting of serially connected second ground-based data transmission equipment and an interface with a communication channel, the input / output of which is the input / output of the system, a ground directional antenna, Connected via ground communications equipment to a LAN and ground leveling unit connected to a ground directional antenna with mechanical connections, N mobile airborne objects (VO), each of which includes onboard sensors, an onboard receiver of signals of global navigation satellite systems, an analyzer of the type of received messages and an onboard driver of the type of relayed messages, each of which is connected to the corresponding input of the onboard computer, the output of which is connected to the input of the recording unit g and the first input / output is to the bidirectional bus of the control system of the mobile air object, the second input / output is to the onboard communication equipment connected to the onboard switch input, the control input of which is connected to the corresponding output of the onboard computer, the onboard computer via serially connected onboard equipment data transmission and the radio station is connected to the onboard antenna of the MV-UHF range, and in the relay mode, data transmission in the MV-UHF range with the NK is provided along the chain but connected to the first mobile air object, the second VO and further to the N-th VO, and data is transferred from the N-th VO to NK in the reverse order, on each VO, a scheme for determining the line of sight between the VO and NK antennas, connected by two-sided connections with the corresponding input / output of the onboard computer, connected to the outputs of the onboard switch four parallel branches, consisting of a serial connected transmitting optical module, a multi-channel optical delay line, light water, a receiving optical module, a power amplifier, an onboard directional antenna made on the basis of an active phased antenna array, the ground directional antenna being connected via air to that onboard directional antenna with which it is in direct view, and the four control outputs of the onboard switch are connected to the corresponding inputs of each of the four multi-channel optical delay lines.

На фигуре представлена система радиосвязи с подвижными объектами, где обозначено:The figure shows a radio communication system with moving objects, where indicated:

1 - наземный комплекс;1 - ground complex;

2 - подвижный воздушный объект;2 - mobile air object;

3 - бортовой вычислитель;3 - onboard computer;

4 - бортовые датчики;4 - onboard sensors;

5 - бортовой приемник сигналов навигационных спутниковых систем;5 - airborne receiver signals of navigation satellite systems;

6 - блок регистрации данных;6 - data recording unit;

7 - бортовая аппаратура передачи данных;7 - onboard data transmission equipment;

8 - бортовая радиостанция;8 - onboard radio station;

9 - бортовая антенна;9 - onboard antenna;

10 - наземная антенна;10 - ground antenna;

11 - наземная радиостанция;11 - ground radio station;

12 - наземная аппаратура передачи данных;12 - ground data transmission equipment;

13 - вычислитель АРМ;13 - the computer workstation;

14 - наземный приемник сигналов навигационных спутниковых систем;14 - ground receiver signals of navigation satellite systems;

15 - первый монитор АРМ;15 - the first monitor workstation;

16 - пульт управления АРМ;16 - AWP control panel;

17 - анализатор типа принимаемых сообщений;17 - analyzer of the type of received messages;

18 - двунаправленная шина системы управления воздушным объектом;18 — Bidirectional bus of an air object control system;

19 - бортовой формирователь типа ретранслируемых сообщений;19 - airborne shaper type of relayed messages;

20 - формирователь типа ретранслируемых сообщений;20 - shaper type of relayed messages;

21 - бортовая аппаратура связи;21 - onboard communication equipment;

22 - бортовой коммутатор;22 - onboard switch;

23 - бортовая направленная антенна;23 - side directional antenna;

24 - передающий оптический модуль (ПОМ);24 - transmitting optical module (POM);

25 - наземная направленная антенна;25 - ground directional antenna;

26 - наземный блок горизонтирования;26 - ground leveling unit;

27 - локально-вычислительные сети;27 — local computer networks;

28 - схема определения линии прямой видимости между антеннами 23 ВО и 25 НК 1;28 is a diagram of determining a line of sight between the antennas 23 of the VO and 25 NK 1;

29 - наземная аппаратура связи;29 - ground communications equipment;

30 - автоматизированное рабочее место;30 - automated workplace;

31 - одна из В вторых наземных АПД блока сопряжения 33;31 is one of B of the second ground-based ADF interface unit 33;

32 - устройство сопряжения с каналом связи;32 — interface device with a communication channel;

33 - блок сопряжения;33 — interface unit;

34 - вход/выход системы;34 - input / output system;

35 - концентратор;35 - hub;

36 - распределитель данных;36 - data distributor;

37 - второй монитор АРМ;37 - the second monitor workstation;

38 - многоканальная оптическая линия задержки;38 — multichannel optical delay line;

39 - световод;39 - light guide;

40 - приемный оптический модуль (ПРОМ);40 - receiving optical module (PROM);

41 - усилитель мощности.41 - power amplifier.

Двойными сплошными линиями на фигуре обозначены механические связи. Вспомогательные элементы электропитания, контроля, записи и хранения информации и другие, не влияющие на выполнение цели изобретения, не показаны на фигуре.Double solid lines in the figure denote mechanical connections. Auxiliary elements of power supply, control, recording and storage of information and others that do not affect the fulfillment of the purpose of the invention are not shown in the figure.

Система радиосвязи с ВО 2 работает в автоматическом режиме без вмешательства оператора на выбранных частотах из списка частот, назначенного при планировании связи. Алгоритм работы системы заключается в ее адаптации к постоянно изменяющейся помеховой обстановке, маневрам подвижного воздушного объекта 2 и взаимному положению НК 1 относительно всех антенн 23 ВО 2, находящихся в зоне обслуживания операторов наземного комплекса 1. Эта задача решена путем организации передачи данных с оборудования подвижных воздушных объектов 2 на наземный комплекс 1 одновременно по двум радиоканалам: узкополосному МВ-ДМВ диапазона и широкополосному с более высокой несущей частотой (выше 1,5 ГГц) и использованием направленных бортовых 23 и наземной антенн 25 для организации высокоскоростной передачи информации (по каналу с высокой несущей частотой), определения линии прямой видимости между антеннами 23 ВО 2 и 25 НК 1, выбор из четырех требуемых антенн 23 ВО 2, организации трансляции с ВО 2 высокоскоростной информации на НК 1, распределения принятой информации на основную и вспомогательную (технологическую) и отображения вспомогательной информации на втором мониторе АРМ для освобождения внимания оператора от постоянно всплывающих окон на экране при смене режимов работы бортового оборудования, режимов полета ВО 2, изменения состояния его бортовых датчиков и других явлений. В качестве примера на фигуре показана связь между ВО 2₁ и НК 1 с использованием направленных бортовой 23₁ и наземной антенн 25.The radio communication system with VO 2 operates in the automatic mode without operator intervention on the selected frequencies from the list of frequencies assigned when planning communication. The algorithm of the system operation is to adapt it to the constantly changing jamming environment, the maneuvers of the mobile airborne object 2 and the relative position of NC 1 relative to all 23 VO 2 antennas located in the service area of the ground complex 1 operators. This problem is solved by organizing data transmission from mobile airborne equipment facilities 2 to terrestrial complex 1 simultaneously over two radio channels: narrowband MW-UHF bands and broadband with a higher carrier frequency (above 1.5 GHz) and use is directed on-board 23 and terrestrial antennas 25 for organizing high-speed transmission of information (over a channel with a high carrier frequency), determining a line of sight between 23 VO 2 and 25 NK 1 antennas, a choice of four 23 VO 2 antennas required, broadcasting with VO 2 high-speed information on NC 1, distribution of received information to the main and auxiliary (technological) and display of auxiliary information on the second monitor of the automated workplace to release the operator’s attention from constantly pop-up windows on the screen when changing modes Started avionics, flight mode during 2 changes the state of its onboard sensors and other phenomena. As an example, the figure shows the connection between VO 2 ₁ and NK 1 using directional onboard 23 ₁ and ground antennas 25.

За счет интеграции в конструкцию подвижных воздушных объектов бортовых узлов: коммутатора 22, четырех параллельных ветвей, состоящих из последовательно соединенных передающего оптического модуля 24, многоканальной оптической линии 38 задержки, световода 39, приемного оптического модуля 40, усилителя мощности 41, бортовой направленной антенны 23 создается «интеллектуальная обшивка», например, на фюзеляже самолета [3, 4, 6], что позволяет организовать систему радиосвязи с круговой зоной связи по азимуту. Возможность передачи радиосигналов различных диапазонов с помощью радиофотонных элементов проверена экспериментально, на них основаны перспективные радиоэлектронные средства [3, 4, 6].Due to the integration into the design of mobile airborne objects: onboard switch 22, four parallel branches consisting of a series-connected transmitting optical module 24, a multichannel optical delay line 38, a light guide 39, a receiving optical module 40, a power amplifier 41, an onboard directional antenna 23 “Intellectual skin”, for example, on the aircraft fuselage [3, 4, 6], which allows you to organize a radio communication system with a circular communication zone in azimuth. The ability to transmit radio signals of various ranges using radio-photonic elements has been tested experimentally, they are based on advanced radio-electronic means [3, 4, 6].

Использование в широкополосных антенно-фидерных трактах СВЧ диапазона ВО 2 не искажающих фазово-частотную и амплитудно-частотную характеристики узлов на радиофотонных элементах, управляемых с помощью бортового вычислителя и коммутация радиосигналов на выбранную с помощью схемы 28 одну из четырех параллельных ветвей, состоящих из узлов: 24, 38-41, 23 позволяет сформировать диаграмму направленности в соответствующей четверти сферы, сдвинутой относительно соседних на 90°.The use of broadband antenna-feeder paths of the VO 2 microwave range does not distort the phase-frequency and amplitude-frequency characteristics of the nodes on the radiophotonic elements controlled by the on-board computer, and the radio signals are switched to one of the four parallel branches consisting of the nodes: 24, 38-41, 23 allows you to form a radiation pattern in the corresponding quarter of the sphere, shifted relative to the neighboring by 90 °.

Расстояние между ВО 2 и НК 1 вычисляется на основании данных о местоположении ВО 2 с узла 5 и неподвижного НК 1, заложенных в ВО 2 при предстартовой подготовке. В случае подвижного НК 1 его координаты передают на ВО 2 по радиолинии МВ-ДМВ диапазона, состоящей из узлов 12, 11, 10, 9, 8, 7. При малом расстоянии между ВО 2 и НК 1, определяемом в бортовом вычислителе 3, уменьшают мощность передаваемых радиосигналов (адаптация по мощности).The distance between VO 2 and NK 1 is calculated on the basis of data on the location of VO 2 from node 5 and stationary NK 1, embedded in VO 2 during prelaunch. In the case of a mobile NK 1, its coordinates are transmitted to the VO 2 over the MF-UHF radio link range consisting of nodes 12, 11, 10, 9, 8, 7. With a small distance between the VO 2 and NK 1, defined in the onboard computer 3, the power of transmitted radio signals (power adaptation).

Для повышения помехозащищенности передачи данных на ВО 2 с помощью узлов 3, 21, 22, 24, 38-41, 23 в соответствующей четверти сферы воздушного пространства формируется луч узконаправленной (игольчатой) формы в направлении на НК 1, с которым предстоит провести сеанс связи.To increase the noise immunity of data transmission to VO 2, a narrowly directed (needle) beam in the direction to NC 1 is being formed in the corresponding quarter of the airspace using nodes 3, 21, 22, 24, 38-41, 23 in the direction to NC 1 with which a communication session is to be conducted.

На бортовом комплексе 3 связи подвижного объекта радиосигнал СВЧ диапазона от бортовой аппаратуры 21 связи поступает через не искажающие форму и спектр радиосигналов узлы: 24 и многоканальную оптическую линию 38 задержки, управляемые бортовым вычислителем 3, где его распределяют по нескольким каналам с разными фазами, полученными в результате различного времени прохождения их через узел 38. Затем его, подаваемого по нескольким световодам 39 (по числу каналов в многоканальной оптической линии 38 задержки), демодулируют в нескольких приемных оптических модулях 40, усиливают до заданного уровня в усилителе 41 и подают на несколько вибраторов бортовой направленной антенны 23 для формирования диаграммы направленности требуемой формы.On the on-board communication complex 3 of the mobile object, the microwave signal from the on-board communication equipment 21 comes through the nodes that do not distort the shape and spectrum of the radio signals: 24 and the multi-channel optical delay line 38, controlled by the onboard computer 3, where it is distributed over several channels with different phases obtained in as a result of different time of passage through the node 38. Then, it is supplied through several optical fibers 39 (according to the number of channels in the multichannel optical delay line 38), is demodulated into several receiving devices ble modules 40, amplified to a predetermined level in an amplifier 41 and fed to the multiple vibrators onboard directional antenna 23 for beamforming desired shape.

Бортовые направленные антенны 23, размещенные со всех сторон по поверхности подвижного воздушного объекта формируют главный лепесток диаграммы направленности в сторону НК 1. Число узлов 39-41 и 23 в каждой полусфере пространства выбирается с учетом формирования требуемой формы диаграммы направленности в заданном секторе. Благодаря этому, появляются новые возможности системы радиосвязи и достигается сразу несколько преимуществ:The on-board directional antennas 23 placed on all sides along the surface of the moving air object form the main lobe of the radiation pattern towards NC 1. The number of nodes 39-41 and 23 in each hemisphere of space is selected taking into account the formation of the required shape of the radiation pattern in a given sector. Due to this, new capabilities of the radio communication system appear and several advantages are achieved at once:

- появляется возможность увеличения дальности устойчивой связи за счет уменьшения потерь мощности радиосигналов в «длинных» бортовых антенно-фидерных трактах при введении узлов на радиофотонных элементах, управляемых с помощью бортовых вычислителя 3 и коммутатора 22.- it becomes possible to increase the range of stable communication by reducing the power losses of radio signals in the "long" onboard antenna-feeder paths when introducing nodes on radio photon elements controlled by the onboard computer 3 and the switch 22.

- отсутствуют потери связи из-за затенения бортовых направленных антенн СВЧ диапазона направления на НК 1 металлическим планером воздушных объектов при крене и тангаже, так как бортовые направленные антенны размещены по всем четырем сторонам подвижного воздушного объекта.- there are no communication losses due to the shading of the onboard directional microwave antennas of the direction on the NK 1 by a metal glider of air objects during roll and pitch, since the onboard directional antennas are located on all four sides of the movable aerial object.

- концепция размещения аппаратуры синтезирования частот, формирования радиосигналов и их задержки в обитаемом отсеке, а усилителей мощности и бортовых направленных антенн в необитаемом отсеке позволяет снизить степень воздействия климатических условий, увеличить стабильность характеристик системы.- the concept of placing the equipment for synthesizing frequencies, generating radio signals and their delays in the habitable compartment, and power amplifiers and on-board directional antennas in the uninhabited compartment allows reducing the impact of climatic conditions and increasing the stability of system characteristics.

При беспомеховой обстановке во время движения подвижные воздушные объекты, находящиеся в пределах радиогоризонта, обмениваются данными с наземным комплексом 1 в МВ-ДМВ диапазоне. Принимаемые наземной радиостанцией 11 из канала "воздух-земля" сообщения через аппаратуру 12 передачи данных поступают в вычислитель 13 АРМ 30, построенный, например, на базе ПЭВМ серии «Багет». В вычислителе 13 АРМ 30 в соответствии с принятым в системе протоколом обмена проводится идентификация принятого в сообщении адреса с адресами воздушных объектов, хранящимися в памяти вычислителя 13 АРМ. В некоторых случаях НК 1 может обеспечивать обмен данными только с одним ВО. Тогда основная (высокоскоростная) информация, проходящая по каналу, образованному через эфир бортовой направленной антенной 23 и наземной направленной антенной 25, выводится на экраны всех первых мониторов 15 АРМ. При совпадении адреса подвижного воздушного объекта 2 с хранящимся в списке адресом информация о местоположении, параметрах движения ВО 2_i, состоянии его датчиков и другие распределяются блоком 36 по соответствующим АРМ 30, а в них через вычислитель 13 АРМ - на первый или второй мониторы АРМ 15 или 37.In a noiseless environment while in motion, mobile air objects that are within the radio horizon communicate with the ground complex 1 in the MV-UHF range. The messages received by the ground radio station 11 from the air-to-ground channel through the data transmission equipment 12 are sent to the transmitter 13 of the automated workplace 30, built, for example, on the basis of a personal computer of the Baguette series. In the calculator 13 AWP 30, in accordance with the exchange protocol adopted in the system, the address received in the message is identified with the addresses of air objects stored in the memory of the calculator 13 AWP. In some cases, NC 1 can provide data exchange with only one VO. Then the main (high-speed) information passing through the channel formed through the air by the onboard directional antenna 23 and the ground directional antenna 25 is displayed on the screens of all the first monitors 15 AWPs. When the address of the moving air object 2 coincides with the address information stored in the list, the location parameters of the VO 2 _i motion, the state of its sensors and others are distributed by the block 36 to the corresponding AWP 30, and through the ARM calculator 13 to the first or second AWS 15 monitors or 37.

На экран первого монитора 15 выводятся только данные, необходимые оператору для осуществления качественной и своевременной обработки высокоскоростной информации:On the screen of the first monitor 15 displays only the data necessary for the operator to carry out high-quality and timely processing of high-speed information:

- высокоскоростная информация с выбранного распределителем 36 данных ВО 2 на фоне электронной карты местности;- high-speed information from the selected distributor 36 data 2 on the background of the electronic map of the area;

- курсор, привязанный к точным координатам электронной карты местности;- the cursor tied to the exact coordinates of the electronic map of the area;

- граница зоны прямой (оптической) видимости между НК 1 и обслуживаемым ВО 2;- boundary of the zone of direct (optical) visibility between NK 1 and the served BO 2;

- местоположение обслуживаемого ВО 2 относительно НК 1 и тип работающего датчика высокоскоростной информации.- the location of the serviced BO 2 with respect to NK 1 and the type of high-speed information sensor operating.

На экран второго монитора 37 выводятся данные, необходимые оператору для контроля параметров ВО 2 и НК 1:On the screen of the second monitor 37 displays the data necessary for the operator to control the parameters of the VO 2 and NC 1:

- сигналы контроля работоспособности оборудования ВО 2 и НК 1;- signals to monitor the operability of equipment VO 2 and NK 1;

- точные текущие координаты и параметры движения ВО 2;- exact current coordinates and motion parameters of BO 2;

- состояние датчиков обслуживаемого ВО 2, характеризующих, например, остаток горючего;- the status of the sensors serviced BO 2, characterizing, for example, the remainder of the fuel;

- отметки на электронной карте местности, характеризующие предыдущее местоположение обслуживаемого ВО 2 и экстраполяционные отметки, характеризующие местоположение ВО через заданный интервал времени;- marks on the electronic map of the area, characterizing the previous location of the served BO 2 and extrapolation marks, characterizing the location of the BO after a specified time interval;

- оценка качества каналов связи обслуживаемого ВО 2 и наличие источника помех;- assessment of the quality of communication channels served by VO 2 and the presence of a source of interference;

- сообщения (сигналы телеуправления), набираемые оператором (диспетчером) с пульта 16 управления АРМ, для обслуживаемого подвижного воздушного объекта 2, например, команда смены используемого бортового датчика 4 высокоскоростной информации (при их наличии на борту ВО в количестве нескольких штук) и другие.- messages (telecontrol signals) dialed by the operator (dispatcher) from the remote control 16 of the AWS for the serviced mobile air object 2, for example, the command for changing the on-board sensor 4 used for high-speed information (if available on board VO in a number of pieces) and others.

Для одновременного отображения нескольких данных для второго монитора 37 АРМ может быть выбран, например, многоэкранный режим.For simultaneous display of multiple data for the second monitor 37 AWP can be selected, for example, multi-screen mode.

В вычислителе 13 АРМ 30 решаются следующие задачи: прием-передача сигналов со второй наземной АПД 31, прием данных о фактическом положении центра диаграммы направленности (ДН) наземной направленной антенны 25 и состоянии наземной аппаратуры 29 связи, формирование синхронизирующих сигналов для переключения режимов «передача-прием» антенного коммутатора 28, сигналов управления положением ДН наземной направленной антенны 25 по азимуту и углу места, наземным блоком 26 горизонтирования, режимами работы ВО, прием и обработка сигналов контроля со всех радиоэлектронных узлов системы, сигналов с выхода наземного приемника 14 сигналов навигационных спутниковых систем, прием-передача данных через блок 33 сопряжения по шине 34 потребителям информации, формирование на экране мониторов 15 и 37 АРМ 30 картинок в соответствии с принятой с ВО 2 высокоскоростной информацией и вспомогательной информацией в виде графических линий, символов и других изображений, отображение квитанций и донесений о режимах работы ВО 2, НК 1, АРМ 30, распределение данных с ВО 2 с помощью блока 36 по соответствующим АРМ 30 и мониторам 15 и 37, переключение с помощью блоков 16 и 36 режима работы второго монитора в режим работы первого монитора 15 при выходе последнего из строя, слежение за местоположением всех ВО 2 в зоне радиосвязи, обеспечение постоянной радиосвязи с работающими ВО 2, оптимальное управление их движением, решение конфликтных ситуаций и выполнение других операций.The calculator 13 ARM 30 solves the following tasks: receiving and transmitting signals from the second ground AFD 31, receiving data on the actual position of the center of the radiation pattern (DN) of the ground directional antenna 25 and the state of the ground communications equipment 29, generating synchronization signals for switching the “transmit- Reception "of the antenna switch 28, the signals controlling the position of the ground pattern of the ground directional antenna 25 in azimuth and elevation, ground level block 26, VO operation modes, reception and processing of control signals from all x electronic system nodes, signals from the ground receiver output 14 satellite navigation system signals, receiving and transmitting data via interface unit 33 via bus 34 to information consumers, generating on the screen of monitors 15 and 37 ARM 30 pictures in accordance with high-speed information received from VO 2 and supporting information in the form of graphic lines, symbols and other images, display of receipts and reports on the modes of operation of BO 2, NK 1, AWP 30, distribution of data from BO 2 using block 36 to the corresponding AWP 30 and mon 15 and 37, switching the second monitor to the first monitor 15 operation mode with blocks 16 and 36 when the last monitor fails, tracking the location of all VO 2 in the radio area, ensuring constant radio communication with working VO 2, optimal control of their movement , conflict resolution and other operations.

Бортовой вычислитель 3 осуществляет прием-передачу сигналов с наземного НК 1, прием данных о фактическом положении центра ДН каждой из четырех бортовых направленных антенн 23, построенных по принципу передающих фазированных антенных решеток и состоянии бортовой аппаратуры 21 связи; формирование сигналов для установки времени задержки в каждой из четырех многоканальных оптических линий 38 задержки переключения бортового коммутатора 22; управления положением ДН бортовой направленной антенны 23 по азимуту и углу места, для расчета местоположения подвижного НК 1; управления режимами работы оборудования ВО, прием и обработку сигналов контроля со всех радиоэлектронных узлов ВО с передачей результата обработки на НК 1, обработки данных с выхода бортового приемника 5 сигналов глобальных навигационных спутниковых систем; прием-передачу данных по шине 18 соответствующим потребителям информации, подготовки данных для определения линии прямой видимости между антеннами 23 ВО и 25 НК 1 и выбора антенны для связи, формирование на экране блока 6 регистрации данных картинки в соответствии с принятой с НК 1 информацией и вспомогательной информацией с узлов ВО 2 в виде графических линий, символов и других изображений, отображение команд управления с НК 1 режимами работы узлов ВО 2, слежение за местоположением НК 1 и всех ВО 2 в зоне радиосвязи, обеспечение постоянной радиосвязи по каналам связи МВ-ДМВ диапазона с заданными с НК 1 подвижными воздушными объектами 2 (с учетом обеспечения возможности ретрансляции сообщений на другие ВО 2), оптимальное управление движением собственного ВО 2, решение конфликтных ситуаций и выполнение других операций.The onboard computer 3 performs the reception and transmission of signals from the ground NK 1, receiving data on the actual position of the center of the NAM of each of the four onboard directional antennas 23, built on the principle of transmitting phased antenna arrays and the state of the onboard equipment 21 communication; generating signals for setting the delay time in each of the four multi-channel optical lines 38 of the switching delay of the onboard switch 22; control the position of the bottom of the on-board directional antenna 23 in azimuth and elevation, to calculate the location of the rolling NK 1; control of the operation modes of the equipment VO, reception and processing of control signals from all radio electronic units VO with the transfer of the processing result to NC 1, data processing from the output of the onboard receiver 5 of the signals of the global navigation satellite systems; receiving and transmitting data via bus 18 to relevant information consumers, preparing data for determining the line of sight between the VO and the 25 NK 1 antennas and selecting the antenna for communication, forming on the screen of the unit 6 data recording in accordance with the information received from NK 1 and the auxiliary information from VO 2 nodes in the form of graphic lines, symbols and other images, displaying control commands with NK 1 operation modes of VO 2 nodes, tracking the location of NK 1 and all VO 2 in the radio communication zone, providing constant radio ligature of communication channels CF-UHF band with predetermined NC 1 with air moving objects 2 (in view of maintenance messages to other relay capabilities VO 2), the optimal traffic management own VO 2, conflict resolution and execution of other operations.

Эти операции выполняются программно с помощью дополнительных модулей, конструктивно встраиваемых в вычислители 3 и 13 АРМ или выполненных в виде отдельных узлов, входящих в «обрамление» указанных вычислителей, и могут быть использованы в качестве резервных. Все АРМ 30 идентичны по структуре и программному обеспечению. Пульт 16 управления АРМ, предназначенный для выполнения известных операций [7], может состоять, например, из клавиатуры и манипулятора графического. Число АРМ 30 определяется требуемой производительностью операторов (диспетчеров), числом ВО 2, потребителей информации и объемом потребляемой ими информации. Бортовой вычислитель 3 может состоять из нескольких процессоров, объединенных общей шиной. Все АРМ 30 соединены между собой и с другими блоками системы с помощью локально-вычислительных сетей 27. ЛВС 27 может состоять из нескольких интерфейсов со своими физическими линиями, например, МКИО, Ethernet, RS-232 и других [8, 9].These operations are performed programmatically with the help of additional modules that are structurally embedded in the calculators 3 and 13 AWPs or made as separate nodes that are included in the “framing” of the specified calculators, and can be used as backup ones. All AWP 30 are identical in structure and software. The remote control 16 control arm, designed to perform known operations [7], may consist, for example, of a keyboard and a graphic manipulator. The number of workstations 30 is determined by the required productivity of operators (dispatchers), the number of VO 2, information consumers and the amount of information they consume. The onboard computer 3 may consist of several processors united by a common bus. All workstations 30 are interconnected and with other blocks of the system using local area networks 27. LAN 27 can consist of several interfaces with its physical lines, for example, MKIO, Ethernet, RS-232 and others [8, 9].

Для линии связи СВЧ диапазона в соответствии с рекомендациями Международной комиссии по радиочастотам могут быть выбраны, например, диапазоны LDRCL - (1710-1850) МГц, RCL - (7125-8500) МГц или другие, имеющие характерные окна радиопрозрачности атмосферы. Особенностью широкополосной радиолинии связи СВЧ диапазона, состоящей из узлов: 21, 22, 24, 38, 39, 40, 41, 23, 25, 29, является то, что в наземной и бортовой аппаратуре связи 29 и 21 для повышения помехозащищенности могут использоваться, например, кодирование передаваемых данных, комбинированные методы модуляции, способы борьбы с замираниями в условиях многолучевого распространения радиоволн, а также направленные антенны 23 и 25 с узкой формой ДН (1-10)°, представляющие собой фазированные антенные решетки, подаваемые на элементарные вибраторы ФАР с бортовой аппаратуры 21 связи через узлы 38, 39, 40, 41, 28 радиосигналы фазируются с помощью изменения времени прохождения радиосигналов через многоканальные оптические линии 39 задержки, управляемые сигналами с соответствующих выходов бортового коммутатора 22 [3, 10, 11]. Сигналы управления многоканальными оптическими линиями 39 задержки формируются в схеме 28 определения линии прямой видимости между антеннами ВО и НК с помощью бортового вычислителя 3 и через бортовой коммутатор 22 подаются на управляющие входы, многоканальных оптических линий 38 задержки.For the microwave link, in accordance with the recommendations of the International Commission on Radio Frequencies, for example, the LDRCL bands can be selected (1710-1850) MHz, RCL - (7125-8500) MHz, or others with characteristic atmospheric radio transparency windows. A feature of the broadband microwave communication link, consisting of nodes: 21, 22, 24, 38, 39, 40, 41, 23, 25, 29, is that in ground and onboard communication equipment 29 and 21 can be used to improve noise immunity, for example, coding of transmitted data, combined modulation methods, methods of dealing with fading under conditions of multipath propagation of radio waves, as well as directional antennas 23 and 25 with a narrow form of DN (1-10) °, which are phased antenna arrays fed to elementary vibrators of HEADLIGHTS with onboard Communication devices 21 through radio nodes 38, 39, 40, 41, 28 are phased by changing the time of radio signals passing through the multichannel optical delay lines 39, controlled by signals from the corresponding outputs of the onboard switch 22 [3, 10, 11]. The control signals of the multichannel optical delay lines 39 are formed in the line-of-sight line detection circuit 28 between the VO and NK antennas using the onboard computer 3 and through the onboard switch 22 are fed to the control inputs of the multichannel optical delay lines 38.

Для повышения помехозащищенности из-за доступности бортового вычислителя 3 к атакам противника предлагается представить аппаратуру связи 21 (29) в составе, например, из передатчика (приемника) СВЧ диапазона и соответствующей аппаратуры обработки и передачи данных. Кодирование передаваемых данных может быть осуществлено, например, с помощью сверточного кодирования по Витерби с мягким решением и использованием модифицированной решающей обратной связи [12, 13, 14]. Для борьбы с замираниями в условиях многолучевого распространения радиоволн может быть использован, например, широкополосный сигнал и прием разнесенных во времени сигналов по схеме «РЕЙК», в которой обеспечивается разделение и адаптивное весовое сложение сигналов в динамике профиля многолучевости [12, 13, 14]. В радиостанции для создания широкополосного сигнала может быть использован, например, метод непосредственной модуляции сигнала промежуточной частоты фазоманипулированной псевдослучайной последовательностью. В некоторых вариантах может быть использована псевдослучайная перестройка несущей частоты.To improve the noise immunity due to the availability of the onboard computer 3 to the attacks of the enemy, it is proposed to submit communication equipment 21 (29) composed of, for example, from the transmitter (receiver) of the microwave range and the corresponding data processing and transmission equipment. The coding of the transmitted data can be carried out, for example, using soft convolution Viterbi coding and using modified decision feedback [12, 13, 14]. To combat fading in conditions of multipath propagation of radio waves, for example, a broadband signal and reception of time-separated signals using the “REIK” scheme can be used, which provides separation and adaptive weight addition of signals in the dynamics of the multipath profile [12, 13, 14]. In a radio station, for example, the method of direct modulation of an intermediate frequency signal with a phase-shift pseudo-random pseudo-random sequence can be used to create a broadband signal. In some embodiments, a pseudo-random carrier tuning may be used.

В качестве антенны 25 могут быть использованы, например, активные фазированные антенные решетки или параболические антенны с электромеханическим управлением положением центра ДН. Сектор сканирования луча ДН антенны 25 по азимуту 360°, по углу места - практически от 0 до 180° (без учета углов закрытия и особенностей связи при углах места вблизи 90°). Управление положением ДН выполняется, например, программно с помощью вычислителя 13 и дополнительных модулей, конструктивно встраиваемых в вычислитель 13 АРМ или выполненных в виде отдельных узлов, входящих в «обрамление» указанного вычислителя. Сохранение положения центра ДН в направлении на выбранный ВО 2 системы при маневрах НК 1 обеспечивается с помощью блока 26 горизонтирования, управляемого с помощью данных с вычислителя 13. Наведение центра ДН осуществляется путем нахождения с помощью схемы 28 пространственного вектора между ВО 2 и НК 1 системы и направления по нему центров ДН соответствующих ВО 2 системы. Для этого с учетом тенденции (экстраполяции) движения с привязкой к единому всемирному времени используются точные координаты ВО 2 и НК 1, вычисляемые по выходным навигационным сигналам приемников 5 и 14 глобальных навигационных спутниковых систем, например, ГЛОНАСС/GPS [7, 15]. Для защиты антенн 23 и 25 от внешних воздействий могут быть использованы, например, радиопрозрачные укрытия, не показанные на фигуре. Для варианта использования на НК 1 параболических антенн с электромеханическим управлением положением центра ДН под радиопрозрачным укрытием размещают устройства сканирования наземной антенны 25 по азимуту и углу места, соответствующие датчики, блок 26 горизонтирования и для уменьшения потерь радиосигнала в антенно-фидерном тракте наземную аппаратуру 29 связи.As an antenna 25, for example, active phased antenna arrays or parabolic antennas with electromechanical control of the position of the center of the DN can be used. The sector of scanning the beam of the antenna of antenna 25 in azimuth is 360 °, in elevation almost from 0 to 180 ° (without taking into account the closing angles and communication features at elevation angles near 90 °). The control of the position of the beam is performed, for example, by software using a calculator 13 and additional modules that are structurally embedded in the calculator 13 of the automated workplace or made as separate nodes included in the “frame” of the specified calculator. The position of the NF center in the direction to the selected BO 2 system during NC 1 maneuvers is maintained by a leveling unit 26 controlled by data from a calculator 13. The DN center is guided by finding the spatial vector between the BO 2 and the NC 1 system 28 the directions on it of the NAM centers of the respective HE 2 systems To do this, taking into account the trend (extrapolation) of movement with reference to a single universal time, the exact coordinates of VO 2 and NK 1 are used, calculated from the output navigation signals of receivers 5 and 14 of global navigation satellite systems, for example, GLONASS / GPS [7, 15]. To protect the antennas 23 and 25 from external influences, for example, radio transparent covers that are not shown in the figure can be used. For the use variant on NK 1 parabolic antennas with electromechanical control of the position of the center of the NAM, devices for scanning the ground antenna 25 in azimuth and elevation, corresponding sensors, leveling unit 26 and for reducing the radio signal loss in the antenna-feeder path ground communication equipment 29 are placed under the radio transparent cover.

Информация блоков 12, 14, 20 обрабатывается в вычислителе 13 одного из АРМ, например, первого. Полученные по ЛВС 27 данные распределяются между остальными вычислителями 13 АРМ 30 и, при необходимости, передаются через одну из В вторых наземных АПД 31 блока 33 сопряжения и устройство 32 сопряжения с каналом связи блока сопряжения 33 по шине 34 соответствующему потребителю информации. Сообщения от потребителя информации на вычислители 13 АРМ 30 и ВО 2 передаются через те же узлы, но в обратном порядке. В зависимости от объема требуемой информации для обработки и формирования сообщений потребителю могут быть использованы несколько АРМ 30. Обмен данными по ЛВС 27 организуется известными способами с помощью концентратора 35, который может быть выполнен, например, в виде оконечного устройства для интерфейса МКИО [8, 9].Information blocks 12, 14, 20 is processed in the transmitter 13 of one of the arm, for example, the first. Received by LAN 27 data is distributed between the remaining computers 13 ARM 30 and, if necessary, transmitted through one of the second ground-based ADF 31 interfacing unit 33 and interfacing device 32 with a communication channel of interfacing unit 33 via bus 34 to the corresponding information consumer. Messages from the consumer of information on the computer 13 of the workstation 30 and VO 2 are transmitted through the same nodes, but in reverse order. Depending on the amount of information required, several AWP 30s can be used to process and generate messages to the consumer. LAN data exchange 27 is organized by known methods using a hub 35, which can be performed, for example, as a terminal device for an MCCH interface [8, 9 ].

При выходе за пределы радиогоризонта, хотя бы одного из ВО 2, или приближении к границе зоны устойчивой радиосвязи программно определяется один из ВО 2, который назначается ретранслятором сообщений по радиолинии МВ-ДМВ диапазона, условно обозначенный на фигуре цифрой 2₁. Ретрансляция данных осуществляется в МВ-ДМВ диапазоне. При постоянном изменении дальности между взаимодействующими ВО 2 в качестве ретранслятора может быть определен любой из N подвижных воздушных объектов, местоположение которого оптимально по отношению к НК 1 и всем остальным ВО 2. В этом случае автоматически или оператором АРМ 30 назначается ВО 2₁, который в течение определенного времени будет использоваться в качестве ретранслятора. По анализу местоположения и параметров движения остальных ВО 2 в вычислителе 13 АРМ определяются оптимальные пути доставки сообщений удаленному от НК 1 за радиогоризонт подвижному воздушному объекту.When going beyond the radio horizon, at least one of VO 2, or approaching the border of a stable radio communication zone, one of VO 2 is determined by software, which is designated as a message relay over the MV-UHF radio range, conventionally indicated in the figure as 2 ₁ . Retransmission of data is carried out in the MV-UHF range. With a constant change in the distance between the interacting VO 2, any of the N mobile air objects can be defined as a repeater, the location of which is optimal in relation to NK 1 and all other VO 2. In this case, automatically or by the operator ARM 30 is assigned VO 2 ₁ , which for a certain time will be used as a repeater. According to the analysis of the location and motion parameters of the remaining VO 2 in the computer 13, the optimal way of delivering messages remote from NK 1 beyond the radio horizon to a mobile air object is determined.

Узлы 7, 8, 9, составляющие основу бортового комплекса связи МВ-ДМВ диапазона, и узлы 10, 11, 12, составляющие основу наземного комплекса связи МВ-ДМВ диапазона, для повышения надежности связи могут быть зарезервированы. Тогда один из входов/выходов бортового вычислителя 3 должен быть подключен ко второй цепочке, состоящей из последовательно соединенных узлов 7, 8, 9, а на НК 1 один из входов/выходов наземного вычислителя 13 любого из АРМ 30 также должен быть подключен к соответствующей второй цепочке, состоящей из последовательно соединенных узлов 12, 11, 10. В этом случае в наземном вычислителе 13 одного из АРМ, определенного ведущим, осуществляются операции оценки достоверности информации, принимаемой с ВО 2 по двум МВ-ДМВ каналам, выбора и обработки наиболее ценной, достоверной информации.Nodes 7, 8, 9, which form the basis of the onboard MV-UHF range of communications, and nodes 10, 11, 12, which form the basis of the MV-UHF ground range of communications, can be reserved to increase the reliability of communications. Then one of the inputs / outputs of the onboard calculator 3 must be connected to the second chain consisting of serially connected nodes 7, 8, 9, and on NC 1 one of the inputs / outputs of the ground calculator 13 of any of the AWS 30 must also be connected to the corresponding second the chain consisting of serially connected nodes 12, 11, 10. In this case, in the ground calculator 13 of one of the automated workplaces defined by the master, operations are carried out to assess the reliability of information received from VO 2 via two MV-UHF channels, selecting and processing the most valuable th, reliable information.

Сообщение от НК 1 через последовательную цепочку, состоящую из (N-1) подвижных воздушных объектов 2, может быть доставлено N-му ВО 2_N. Для этого на НК 1 в формирователе 20 типа ретранслируемых сообщений в заранее определенные разряды передаваемой кодограммы закладываются номер ВО 2₁, назначенного ретранслятором, и адреса подвижных воздушных объектов 2_i, обеспечивающих заданный трафик сообщения. Принятые данные обрабатываются в блоке 17 анализа типа сообщений подвижного воздушного объекта 2. Если сообщение предназначено для данного ВО 2, то после анализа решается вопрос о направлении данных на блок 6 регистрации данных или по двунаправленной шине 18 на систему управления ВО, не указанную на фигуре, или, при работе в режиме ретрансляции, о передаче данных на соседний ВО 2_i. Для исключения коллизий минимизируется число разрядов в передаваемом сообщении, а ретрансляция данных осуществляется последовательно во времени.A message from NC 1 through a serial chain consisting of (N-1) moving air objects 2 can be delivered to N-th BO 2 _N. To do this, on NC 1 in the imaging unit 20 of the type of relayed messages, the preset bits of the transmitted cogram are assigned the number VO 2 ₁ assigned by the repeater and the addresses of moving aerial objects 2 _i providing the specified message traffic. The received data is processed in block 17 of the analysis of the type of messages of a mobile airborne object 2. If the message is intended for this VO 2, then after analysis, the issue of sending data to the data recording unit 6 or via a bi-directional bus 18 to the VO control system, not indicated in the figure, is resolved or, when working in the relay mode, about data transmission to the neighboring BO 2 _i . To avoid collisions, the number of bits in the transmitted message is minimized, and the data is retransmitted sequentially in time.

При обмене данными по линиям «воздух-земля», «воздух-воздух», особенно при наличии помеховой обстановки, снижения достоверности передачи данных в МВ-ДМВ диапазоне управление трафиком радиосигнала осуществляется с наземного вычислителя 13 в соответствии с алгоритмом, заключающемся в том, что на передающей стороне соответствующего ВО 2 наводят диаграмму направленности антенны на диаграмму направленности антенны приемной стороны НК 1 и передают сигналы. На приемной стороне известными способами [5, 6] определяют достоверность передачи информации. Полученную оценку передают в обратном направлении. Эти данные с привязкой к единому времени и координатам (местоположению) ВО 2 запоминаются для дальнейшего использования в процессе связи. Затем на передающей стороне оценивают уровень достоверности передачи информации, приходящей с направления приемной стороны. При низкой достоверности с помощью обработки данных о положении всех ВО 2, хранимых в наземном вычислителе 13, выбирают другой маршрут ретрансляции. В следующий момент времени диаграммы направленности передающей антенны и антенны приемной стороны устанавливаются друг на друга в соответствии с выбранным маршрутом.When exchanging data on the air-to-ground, air-to-air lines, especially in the presence of interfering conditions, to reduce the reliability of data transmission in the MV-UHF range, the radio signal traffic is controlled from the ground calculator 13 in accordance with the algorithm that on the transmitting side of the corresponding VO 2 direct antenna pattern on the antenna pattern of the receiving side of NC 1 and transmit signals. At the receiving side, the reliability of information transfer is determined by known methods [5, 6]. The resulting estimate is passed in the opposite direction. These data with reference to a single time and coordinates (location) of VO 2 are remembered for further use in the communication process. Then, on the transmitting side, the level of reliability of information transfer coming from the direction of the receiving side is estimated. In case of low reliability, by processing the position data of all BO 2 stored in the ground calculator 13, another relay route is selected. At the next time point, the transmitting antenna pattern and the receiving side antenna are stacked on top of each other in accordance with the selected route.

Для последовательного выполнения этих операций в заданный момент времени определяется текущее местоположение всех ВО 2 и НК 1, вычисляются в наземном вычислителе 13 экстраполяционные точки нахождения соответствующих ВО 2 системы во время планируемого сеанса связи, осуществляется взаимное наведение центров диаграмм направленности антенн НК 1 и первого (в порядке обслуживания) ВО 2 и слежение за ним во время движения. Затем проводят обмен данными между соответствующими объектами системы, и после получения подтверждения о приеме эту процедуру повторяют со вторым ВО 2 и так далее. При совпадении направления на i-й ВО 2 с направлением на источник помех (в высокоскоростном СВЧ диапазоне), положение которого определено в наземном вычислителе 13 по результатам оценки достоверности принятой информации со всех ВО 2, вычисляется оптимальный маршрут передачи данных на i-й ВО 2 по каналам МВ-ДМВ через другие подвижные воздушные объекты, работающие в режиме ретрансляции. В НК 1 и в выбранных для ретрансляции ВО 2 с помощью соответствующих вычислителей осуществляется взаимное наведение центров диаграмм направленности антенн и слежение за соответствующими объектами во время их движения. Для этого с наземного вычислителя 13 НК 1, имеющего больший объем информации о воздушной ситуации в своей зоне ответственности по сравнению с бортовыми вычислителями 3 ВО 2, постоянно осуществляется обмен соответствующими сообщениями со всеми ВО 2.To sequentially perform these operations at a given point in time, the current location of all VO 2 and NK 1 is determined, the extrapolation points of finding the corresponding VO 2 systems are calculated in the ground calculator 13 during the planned communication session, the centers of the NK antenna 1 and the first antenna patterns (in order of maintenance) VO 2 and tracking him while driving. Then they exchange data between the corresponding objects of the system, and after receiving confirmation of acceptance, this procedure is repeated with the second BO 2, and so on. When the direction coincides on the i-th VO 2 with the direction to the interferer (in the high-speed microwave range), the position of which is determined in the ground-based calculator 13 according to the results of evaluating the reliability of the received information from all the VO 2, the optimal data transmission route is calculated on the i-th VO 2 via MV-UHF channels through other mobile air objects operating in relay mode. In NK 1 and in selected for retransmission, VO 2, with the help of appropriate calculators, mutual orientation of the centers of the antenna patterns and tracking of the corresponding objects during their movement is carried out. For this purpose, the ground calculator 13 NK 1, which has more information about the air situation in its area of responsibility as compared to the onboard calculators 3 BO 2, constantly exchanges relevant messages with all BO 2.

После получения на НК 1 подтверждения о достоверном приеме информации на ВО 2 в вычислителе 13 АРМ 30 автоматически формируется следующее сообщение в адрес управляемого ВО 2. Это сообщение, пройдя по той же рассмотренной ранее цепочке, но только в обратном порядке, поступает на соответствующий бортовой вычислитель 3 и, при необходимости, отображается на экране бортового блока 6 регистрации данных.After receiving confirmation on NC 1 about reliable reception of information on BO 2, in the calculator 13 ARM 30, the following message is automatically generated to the address of managed BO 2. This message, having passed through the same chain considered earlier, but only in reverse order, arrives at the corresponding onboard calculator 3 and, if necessary, is displayed on the screen of the onboard data recording unit 6.

Для удобства разрешения оператором НК 1 конфликтной ситуации при наличии помеховой обстановки на экран первого монитора 15 АРМ 30 НК 1 может выводиться положение обслуживаемого ВО 2 относительно НК 1. Для этого, программно, с помощью вычислителя 13 АРМ выделяются части пространства, в которых помеховая ситуация в вероятностном смысле менее напряженная, и через находящиеся там ВО 2 осуществляется трафик. Для отображения тенденции движения каждого ВО 2 на экране второго монитора 37 АРМ вычислителем 13 АРМ 30 формируются отметки, характеризующие предыдущее местоположение ВО 2 и экстраполяционные отметки, характеризующие местоположение ВО 2 через заданный интервал времени. По мере движения ВО 2 устаревающие отметки стираются. Положение трассы полета всех ВО 2 в зоне обслуживания НК 1 сохраняются в памяти соответствующих вычислителей 13 АРМ на заданный период времени.For the convenience of resolution by the NK 1 operator of a conflict situation in the presence of interfering conditions, the position of the served VO 2 relative to NK 1 can be displayed on the screen of the first monitor 15 AWP 30 NK 1. For this, programmatically, using the calculator 13 AWP, the parts of the space in which the disturbance situation in the probabilistic sense is less stressful, and traffic is carried through VO 2 there. To display the trend of movement of each VO 2 on the screen of the second monitor 37 ARM calculator 13 ARM 30, marks are formed that characterize the previous location of VO 2 and extrapolation marks, which characterize the location of VO 2 at a specified time interval. As the VO 2 moves, the aging marks disappear. The position of the flight path of all VO 2 in the service area of NC 1 is stored in the memory of the corresponding calculators 13 AWP for a specified period of time.

При передаче с НК 1 приоритетных сообщений для ВО 2 в соответствии с категориями срочности, принятыми в системе радиосвязи с воздушными объектами, в формирователе 20 типа ретранслируемых сообщений в заголовке сообщения формируется код запрета передачи других сообщений на время, отводимое для трансляции данных с НК 1 на выбранный ВО 2_i с учетом времени реакции ВО 2 на принятое сообщение и времени задержки в трактах обработки дискретных сигналов. Принимаемая на ВО 2_i информация отображается на экране бортового блока 6 регистрации данных в виде буквенно-цифровых символов или в виде точек и векторов.When transmitting from NK 1 priority messages for VO 2 in accordance with the urgency categories adopted in the radio communication system with airborne objects, in shaper 20 of the type of retransmitted messages, in the message header a code is issued to prohibit other messages from being transmitted for broadcasting data from NK 1 to selected BO 2 _i taking into account the response time of BO 2 to the received message and the delay time in the paths of processing discrete signals. Received on VO 2 _i information is displayed on the screen of the onboard block 6 of the data registration in the form of alphanumeric characters or in the form of points and vectors.

Остальные менее приоритетные сообщения в соответствии с протоколом обмена находятся в очереди соответствующей категории срочности. В вычислителях 3 и 13 определяется время "старения" информации, и, если сообщение в течение определенного промежутка времени не было передано в канал связи, то оно "стирается" и посылается запрос на повторную передачу сообщения.The remaining lower priority messages are in the queue of the corresponding urgency category in accordance with the exchange protocol. In calculators 3 and 13, the time of information “aging” is determined, and if the message has not been transmitted to the communication channel for a certain period of time, then it is “erased” and a request is sent to resend the message.

В обычном режиме в беспомеховой обстановке с НК 1, когда не требуется ретрансляция сигналов, осуществляется адресный опрос ВО 2 путем формирования сообщения для передачи в канал радиосвязи в соответствии с протоколом обмена. Набираемое оператором (диспетчером) с любого из пультов 16 управления АРМ 30 сообщение отображается на экране второго монитора 37 АРМ и параллельно на НК 1 после прохождения сигнала через вычислитель 13 АРМ 30, аппаратуру передачи данных 12, радиостанцию 11, антенну 10 и на ВО 2 - через бортовые: антенну 9, радиостанцию 8, аппаратуру передачи данных 7 поступает в бортовой вычислитель 3, где происходит идентификация принятого в сообщении адреса с собственным адресом ВО 2. Если адреса совпадают, то сообщение передается в блок 17 анализа типа ретранслируемого сообщения для дешифрации служебной части полученного сообщения и определения режима работы аппаратуры ВО 2. Информационная часть сообщения записывается в память бортового вычислителя 3 и при необходимости выводится на экран блока 6 регистрации данных, который может быть выполнен в виде монитора или другого устройства отображения.In the normal mode, in a noiseless situation with NK 1, when no signal retransmission is required, an address poll of the VO 2 is performed by generating a message for transmission to the radio channel in accordance with the exchange protocol. An operator (dispatcher) dialed from any of the remote controls 16 of the AWP 30 is displayed on the screen of the second monitor 37 AWS and in parallel on NC 1 after passing the signal through calculator 13 AWP 30, data transmission equipment 12, radio station 11, antenna 10 and BO 2 - through the onboard: antenna 9, radio station 8, data transmission equipment 7 enters the onboard computer 3, where the address taken in the message is identified with its own address VO 2. If the addresses match, the message is transmitted to the type analysis block 17 retransmitted message to decrypt the service part of the received message and determine the operation mode of the VO 2 equipment. The information part of the message is recorded in the onboard computer 3 memory and, if necessary, displayed on the data recording unit 6, which can be made in the form of a monitor or other display device.

В зависимости от числа подвижных воздушных объектов и числа переспросов сообщений в канале радиосвязи в системе используются динамические алгоритмы обмена сообщениями и эффективного управления полетом ВО 2. При изменении помеховой обстановки, взаимного положения НК 1 и ВО 2, нарушения режима полета подвижного воздушного объекта и других параметров в вычислителях 3 и 13 автоматически формируется предупреждающий сигнал о возможном «обрыве» связи, информация о котором выводится на экраны блока 6 регистрации данных и второго монитора 37 АРМ. Визуальная картинка может быть усилена звуковым эффектом. При использовании определенного формата заголовка сообщения с выхода бортовых формирователей 19 типа ретранслируемых сообщений может быть использован режим свободного доступа со стороны других подвижных воздушных объектов 2 или режим выделения временного интервала для организации обмена данными с наземным комплексом 1.Depending on the number of airborne mobile objects and the number of replies of messages in the radio channel, the system uses dynamic messaging algorithms and effective flight control for VO 2. When the interfering situation changes, the relative position of NK 1 and VO 2, violations of the flight mode of a mobile air object and other parameters In calculators 3 and 13, a warning signal is automatically generated about a possible “break” of communication, information about which is displayed on the screens of the data recording unit 6 and the second monitor 37 AWP. The visual image can be enhanced by sound effect. When using a specific message header format from the output of the onboard drivers 19 of the type of relayed messages, the free access mode from other mobile air objects 2 or the time slot allocation mode can be used to organize data exchange with the ground complex 1.

В результате анализа состояния и загрузки каналов радиосвязи МВ-ДМВ и СВЧ диапазонов в вычислителе 13 АРМ 30 НК 1 определяется число столкновений сообщений в каналах связи, и, когда это число превышает предельно допустимое, система переходит в режим адресного опроса для упорядочения работы канала передачи данных «воздух-земля». Для того, чтобы избежать столкновений в радиоканале связи при одновременной передаче несколькими объектами, вычислителями 3 и 13 может осуществляться, например, контроль радиосигналов при воздействии на радиостанцию преамбулы или заголовка (служебной части сообщений). Подготовленное сообщение с ВО 2 передается только в том случае, когда радиоканал свободен. Для того, чтобы разнести во времени моменты выхода на связь подвижных воздушных объектов в то время, когда они обнаружили, что радиоканал занят, в вычислителях 3 и 13 может формироваться, например, псевдослучайная задержка передачи сообщений от воздушных объектов 2 и НК 1 - для каждого объекта своя.As a result of analyzing the status and loading of the MF-UHF and UHF radio channels in the computer 13 ARM 30 NK 1, the number of message collisions in the communication channels is determined, and when this number exceeds the maximum, the system goes into address polling mode to streamline the data channel "Air-land". In order to avoid collisions in the radio communication channel when simultaneously transmitting by several objects, calculators 3 and 13 can, for example, monitor radio signals when a preamble or header is influenced by a radio station. The prepared message with VO 2 is transmitted only when the radio channel is free. In order to postpone in time the moments when mobile air objects are communicating at the time when they find that the radio channel is busy, in computers 3 and 13, for example, a pseudo-random delay in the transmission of messages from air objects 2 and NC 1 can be generated for each its object.

В режиме адресного опроса инициатором связи может быть только НК 1. Если воздушные объекты 2 сформировали для передачи сообщения и обнаружили, что радиоканал свободен, то они информируют остальные подвижные воздушные объекты в МВ-ДМВ диапазоне и в СВЧ диапазоне о начале цикла передачи данных, в том числе о своем местоположении, и случайным образом в выделенных им временных слотах распределяют передаваемые сообщения. На каждом из ВО 2 в бортовом вычислителе 3 оценивается уровень принимаемого радиосигнала в радиоканале и с использованием для выбора интервалов передачи точных по времени импульсов синхронизации с выхода приемников глобальных навигационных спутниковых систем. При совпадении расчетного интервала передачи с установленной очередностью подвижный воздушный объект 2 начинает передачу собственного пакета данных в выделенном интервале времени.In the address poll mode, the initiator of communication can only be NK 1. If air objects 2 formed to transmit a message and found that the radio channel is free, then they inform the rest of the mobile air objects in the MV-UHF range and in the microwave range about the beginning of the data transmission cycle, including their location, and randomly in the allocated time slots they distribute the transmitted messages. At each of the VO 2 in the onboard computer 3, the level of the received radio signal in the radio channel is estimated and using synchronization pulses from the output of the receivers of the global navigation satellite systems to select the transmission intervals of the exact time. When the calculated transmission interval coincides with the established priority, the mobile airborne object 2 starts transmitting its own data packet in the selected time interval.

Навигационные сообщения с выходов приемников 5 и 14 сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, например, ГЛОНАСС/GPS, записываются в память вычислителей 3 и 13 с привязкой к глобальному времени. В вычислителях 3 и 13 эти данные используются для расчета навигационных характеристик и параметров движения каждого ВО в зоне радиосвязи НК 1, а также для ориентирования в пространстве диаграмм направленности антенн 23 и 25 ВО 2 и НК 1 соответственно, в том числе при мобильном исполнении НК 1. В зависимости от выбранного интервала времени выдачи на НК 1 сообщений о местоположении ВО 2 в вычислителе 3 в заданное время формируется соответствующее сообщение с привязкой к глобальному времени проведения измерения координат ВО 2.Navigation messages from the outputs of receivers 5 and 14 of the signals of global navigation satellite systems, for example, GLONASS / GPS, are recorded in the memory of computers 3 and 13 with reference to the global time. In calculators 3 and 13, these data are used to calculate the navigation characteristics and motion parameters of each VO in the NK 1 radio communication zone, as well as to orient the 23 and 25 VO 2 and NK 1 antenna patterns in space, respectively, including when NK 1 mobile Depending on the selected time interval for issuing VO 2 position messages to NK 1 in calculator 3 at a specified time, a corresponding message is generated with reference to the global time of measuring the coordinates VO 2.

На момент подачи заявки разработаны алгоритмы и программное обеспечение заявляемой системы радиосвязи. Узлы и шины 1-27, 29-37 одинаковые с прототипом. Оборудование, реализующее функции узла 28, выпускается серийно. Вводимые узлы 38-41 могут быть выполнены на известных серийных элементах [10, 11]. Вычислители 3 и 13 могут быть выполнены, например, на плате процессорной 5066-586-133MHz-1 MB, 2 MB Flash CPU Card фирмы Octagon Systems и ЭВМ типа «Багет-01-07» ЮКСУ.466225.001 соответственно.At the time of filing the application, algorithms and software have been developed for the inventive radio communications system. Knots and tires 1-27, 29-37 are the same with the prototype. Equipment that implements the functions of the node 28, is commercially available. Input nodes 38-41 can be performed on known serial elements [10, 11]. Evaluators 3 and 13 can be performed, for example, on a 5066-586-133MHz-1 MB processor board, 2 MB Flash CPU Card from Octagon Systems and a Baguette-01-07 computer, YUKSU.466225.001, respectively.

В качестве бортовых направленных антенн могут быть использованы, например, набор ленточных, наклеиваемых на борт планера ВО, симметричных вибраторов (обшивка планера в месте размещения предполагается диэлектрической), одна из половинок которого одновременно является радиатором, отводящим тепло от усилителя мощности, конструктивно совмещенным с этой половинкой.As on-board directional antennas, for example, a set of tape glued aboard airframe VO, symmetric vibrators (covering the airframe at the placement site is assumed to be dielectric), one of the halves of which is simultaneously a radiator that removes heat from the power amplifier, which is structurally combined with this by half.

Использование заявляемой системы радиосвязи с подвижными объектами с применением радиофотонных элементов позволяет повысить помехозащищенность системы и увеличить дальность устойчивой связи при маневрах воздушного объекта за счет введения на ВО четырех АФАР и в бортовые передающие антенно-фидерные тракты радиофотонных элементов с малым затуханием, не искажающих фазово-частотную и амплитудно-частотную характеристики.The use of the inventive radio communication system with moving objects with the use of radiophotonic elements allows to increase the noise immunity of the system and increase the range of stable communication when maneuvering an airborne object by introducing four AFARs into the AR and in the airborne transmitting antenna-feeder paths of radiophotonic elements with low attenuation that do not distort phase-frequency and amplitude-frequency characteristics.

Литература:Literature:

1. Патент РФ №2195774.1. RF patent №2195774.

2. Патент РФ №2309543.2. RF patent №2309543.

3. Митяшев М.Б К реализации технологий радиофотоники в АФАР радиолокационных комплексов. // Вестник СибГУТИ. 2015. №2. С. 178-190.3. Mityashev MB To the implementation of radiophotonic technologies in AFAR radar systems. // Bulletin of SibSUTI. 2015. №2. Pp. 178-190.

4. https://fpi.defence.ru/article/fpi-sozdaet-radiofotonnie-radari-kotorie-smogut-obnaruzhit-bespilotniki/4. https://fpi.defence.ru/article/fpi-sozdaet-radiofotonnie-radari-kotorie-smogut-obnaruzhit-bespilotniki/

5. Патент РФ №2544006 (прототип).5. RF patent №2544006 (prototype).

6. КРЭТ: новые радары смогут заглянуть в самолет на удалении 500 км / http://ria.ru/defense_safety/20151230/1351540463.html.6. KRET: new radar will be able to look at the plane at a distance of 500 km / http://ria.ru/defense_safety/20151230/1351540463.html.

7. AC №1401626 M. кл. H04B 7/26, H04L 27/00, БИ №21, 1988.7. AC No. 1401626 m. Cl. H04B 7/26, H04L 27/00, BI No. 21, 1988.

8. Эрглис. Интерфейсы открытых систем. - М.: Горячая линия-Телеком, 2000. - 256 с. 8. Erglis. Open Systems Interfaces - M .: Hotline-Telecom, 2000. - 256 p.

9. Мячев А.А. Интерфейсы средств вычислительной техники. Энциклопедический справочник. - М.: Радио и связь, 1993. - 350 с. 9. Myachev A.A. Interfaces of computer equipment. Encyclopedic reference. - M .: Radio and communication, 1993. - 350 p.

10. Зайцев Д.Ф, Нанофотоника и ее применение. М.: Фирма АКТЕОН. 2011. - 427 с. 10. Zaitsev DF, Nanophotonics and its application. M .: AKTEON. 2011. - 427 s.

11. Белоусов А.А., Вольхин Ю.Н., Гамиловская А.В., Дубровская А.А., Тихонов Е.В. О применении методов и средств радиофотоники для обработки сигналов дециметрового, сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн // Прикладная фотоника. 2014. №1. С. 65-86.11. Belousov A.A., Volkhin Yu.N., Gamilovskaya A.V., Dubrovskaya A.A., Tikhonov E.V. On the application of methods and means of radiophotonics for processing signals of the decimeter, centimeter and millimeter wavelength ranges // Applied photonics. 2014. №1. Pp. 65-86.

12. Радиосистемы передачи информации: Учеб. пособие для ВУЗов / И.М. Тепляков и др. Под ред. И.М. Теплякова. - М.: Радио и связь, 1982.12. Radio Information Transmission Systems: Proc. manual for universities / I.M. Teplyakov et al. Ed. THEM. Teplyakov. - M .: Radio and communication, 1982.

13. Уильям К. Ли. Техника подвижных систем связи. - М., Радио и связь, 1985,-391 с.13. William K. Lee. Technique of mobile communication systems. - M., Radio and communication, 1985, -391 p.

14. Бортников В.В., Ананченков С.С. Помехоустойчивость двоичных сигналов в марковском канале с замираниями. - Изв. вузов MB и ССО СССР, Радиотехника, 1984, т. 24, №10, С. 78-80.14. Bortnikov V.V., Ananchenkov S.S. Noise immunity of binary signals in a Markov channel with fading. - Izv. universities MB and SSO USSR, Radio Engineering, 1984, v. 24, №10, p. 78-80.

15. GPS - глобальная система позиционирования. - М.: ПРИН, 1994, - 76 с. 15. GPS - global positioning system. - M .: PRIN, 1994, - 76 p.

Claims

Radio communication system with mobile objects using radiophotonic elements, consisting of a ground complex (NK) containing a ground antenna, a radio station connected by two-way communications through the data transmission equipment to the corresponding input / output of the automated workplace computer (ARM), one input of which is connected to the receiver signals of global navigation satellite systems, the second input is to the ARM control panel, the third to the driver of the type of relayed messages, and the outputs to the first and second onitors AWS, a local computer network (LAN), to which a hub, data distributor is connected, each of А AWS, consisting of an AWS calculator connected to the output of an AWS control panel and to the inputs of the first and second AWP monitors, and each B connectors consisting of serially connected second terrestrial data transmission equipment and an interface device with a communication channel, the input / output of which is the system input / output, a ground directional antenna connected via a terrestrial communication equipment to a LAN, and ground leveling unit connected to a ground directional antenna by mechanical connections, N mobile airborne objects (VO), each of which includes onboard sensors, an onboard receiver of global navigation satellite systems, an analyzer of the type of received messages and an onboard driver of the type of relayed messages, each of which is connected to the corresponding input of the onboard computer, the output of which is connected to the input of the data recording unit, and the first input / output - to the bi-directional bus system we control the mobile air object, the second input / output is to the on-board communication equipment connected to the on-board switch input, the control input of which is connected to the corresponding output of the on-board computer, the on-board computer through the serially connected on-board data transmission equipment and the radio station UHF range, moreover, in the relay mode, data transmission in the MV-UHF range with the NC is provided over a chain of series-connected first moving air object, of the second VO and further to the N-th VO, and data transmission from the N-th VO to the NC is carried out in the reverse order, characterized in that each VO has a scheme for determining the line of sight between the VO and NK antennas connected by two-way communications with the corresponding input / output of the onboard computer connected to the outputs of the onboard switch four parallel branches consisting of a serial connected transmitting optical module, a multichannel optical delay line, a light guide, a receiving optical module, an amplifier m an on-board directional antenna made on the basis of an active phased antenna array, with the terrestrial directional antenna being connected over the air to the on-board directional antenna that is in direct view, and the four control outputs of the onboard switch are connected to the corresponding inputs of each of the four multi-channel optical lines delays.