EA002406B1 - Meteor radio communication technique (variants) and system therefor (variants) - Google Patents
Meteor radio communication technique (variants) and system therefor (variants) Download PDFInfo
- Publication number
- EA002406B1 EA002406B1 EA200000093A EA200000093A EA002406B1 EA 002406 B1 EA002406 B1 EA 002406B1 EA 200000093 A EA200000093 A EA 200000093A EA 200000093 A EA200000093 A EA 200000093A EA 002406 B1 EA002406 B1 EA 002406B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- meteor
- antenna
- radio
- radio communication
- receiving
- Prior art date
Links
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике, в частности, к радиосвязи и может быть использовано в метеорной радиосвязи прерывистого характера со случайными параметрами.The invention relates to radio engineering, in particular, to radio communications and can be used in intermittent meteor radio communications with random parameters.
Для компенсации недостатков и в дополнение к традиционным сигналам радиосвязи были разработаны способы, в которых для отражения радиосигналов в нижней части диапазона ОВЧ используют ионизированные электронные следы, создаваемые метеорами, влетающими в атмосферу Земли. Метеоры, как правило, сгорают в атмосфере в узком диапазоне высот 80-100 км, что позволяет осуществлять связь между станциями, разнесенными на расстояние до 2000 км.To compensate for deficiencies and in addition to traditional radio signals, methods have been developed in which ionized electronic traces created by meteors entering the Earth’s atmosphere are used to reflect radio signals in the lower part of the VHF band. Meteors, as a rule, burn in the atmosphere in a narrow altitude range of 80-100 km, which allows communication between stations separated by a distance of up to 2000 km.
Метеорный след существует от нескольких миллисекунд до нескольких секунд при средней продолжительности метеорного отражения 0,2 с. В это время производят обмен информацией между двумя и более станциями. Время ожидания между появлениями метеорных следов, расположенных в пригодных для использования данных области атмосферы, составляет от нескольких секунд до минут. Коэффициент заполнения, равный отношению времени, пригодному для связи, к общему времени, зависит от времени суток и года.A meteor trail exists from a few milliseconds to several seconds with an average duration of meteor reflection of 0.2 s. At this time, the exchange of information between two or more stations. The waiting time between occurrences of meteor trails located in a usable area of the atmosphere ranges from a few seconds to minutes. The fill factor is equal to the ratio of time, suitable for communication, to the total time, depends on the time of day and year.
Известен способ метеорной радиосвязи (Уиллис Дей. Метеорная связь - перспективный метод обмена информацией с отдаленными объектами. Электроника, т.55, №26, 1982, с.43-50), включающий непрерывное облучение горячих зон, т. е. области сгорания метеоров электромагнитным УКВ-излучением, промодулированным вызывным зонд-сигналом. При появлении подходящего метеорного следа и идентификации вызывного зонд-сигнала, радиостанциякорреспондент излучает ответный аналогичный зонд-сигнал.The known method of meteor radio communications (Willis Day. Meteor communication is a promising method of information exchange with distant objects. Electronics, v.55, No. 26, 1982, p.43-50), which includes continuous irradiation of hot zones, i.e. the area of combustion of meteors electromagnetic VHF radiation modulated by a calling probe. When a suitable meteor trace appears and the ringing signal is identified, the radio reporter emits a similar response signal.
Таким образом, устанавливают канал связи и начинают обмен информацией в течение времени существования следа.Thus, a communication channel is established and information is exchanged during the lifetime of the trace.
Известен способ прерывистой метеорной радиосвязи, основанный на отражении радиоволн от ионизированных метеорных следов (Патент США №4630314, кл. Н04В 7/24, 1986), в соответствии с которым из обоих корреспондирующих пунктов одновременно облучают горячие зоны области Ό и Е ионосферы - область сгорания метеоров маломощным (порядка сотен ватт) зондирующим радиоизлучением на близких рабочих частотах (Δί ~ 1 МГц) в УКВдиапазоне порядка 50 МГц. При появлении на входах приемников сигналов от передатчикакорреспондента, свидетельствующих о появлении отражающего метеорного следа, мощность излучения увеличивают, несущие частоты модулируют информационным сигналом и начинают обмен сообщениями, который продолжают в течение времени существования метеорного следа.A known method of intermittent meteor radio communications, based on the reflection of radio waves from ionized meteor trails (US Patent No. 4630314, CL NVB 7/24, 1986), according to which hot areas of the Ό and E regions of the ionosphere — the region of combustion — are simultaneously irradiated from both corresponding points. low-power meteors (of the order of hundreds of watts) probing radio emission at close operating frequencies (Δί ~ 1 MHz) in the UHF band of the order of 50 MHz. When signals from the transmitter of the correspondent appear at the receivers, indicating the appearance of a reflective meteor trail, the radiation power increases, the carrier frequencies modulate the information signal and begin to exchange messages, which continue during the meteor trail lifetime.
Обмен между станциями производится вспышками путем высокоскоростной передачи пакетов данных объемом в сотни и тысячи знаков, разделенных относительно длительными периодами молчания. Важным свойством такой связи является общая рабочая частота для многих каналов. Обмен информацией производят в обоих направлениях в виде коротких сообщений либо разделенных на последовательно передаваемые пакеты данных. Таким образом, способ метеорной радиосвязи характеризуется прерывистостью и очень малым временем существования канала связи. Поэтому для установления связи применяют процесс зондирования, когда ведущая станция непрерывно передает сигнал, а удаленные станции непрерывно ждут этого сигнала. Когда появляется пригодный метеорный след, удаленная станция обнаруживает сигнал ведущей станции, фиксируя существование пригодного для связи канала. Затем осуществляют передачу данных, используя тот же метеорный след, от которого был отражен зондирующий сигнал.The exchange between stations is carried out by flashes by means of high-speed transmission of data packets of hundreds and thousands of characters, separated by relatively long periods of silence. An important feature of this connection is the overall operating frequency for many channels. Information is exchanged in both directions in the form of short messages or divided into successively transmitted data packets. Thus, the meteor radio method is characterized by discontinuity and a very short lifetime of the communication channel. Therefore, to establish a connection, the sensing process is used when the master station continuously transmits a signal, and remote stations continuously wait for this signal. When a suitable meteor trail appears, the remote station detects the signal of the master station, recording the existence of a communication channel. Then transfer data using the same meteor trail, which was reflected from the sounding signal.
Недостаток известных способов метеорной радиосвязи в том, что в стремлении максимально использовать все метеорные следы облучают практически всю область, в которой могут сгорать метеоры, не экономя на излучаемой энергии. При такой радиосвязи обычно используют линейную поляризацию излучаемых радиоволн. Линейная поляризация излучения приводит к тому, что при отражении от плотных метеорных следов наблюдаются поляризационные эффекты - фединг и другие интерференционные и дифракционные искажения принимаемых сигналов из-за диффузионного расплывания следа и его деформации. Это приводит к необходимости повторения сообщения, т.е. для радиосвязи оказываются фактически пригодными только недоуплотненные следы от меньших метеоров, не отражающих, а рассеивающих вперед радиоизлучение. В то же время из распределения длительности отражений от числа вспышек известно, что число плотных следов, длительность отражений от которых > 0,2 с, составляет порядка трети от всех наблюдаемых следов (Винсент В.Р. и др. Анализ экспериментальных данных о метеорном распространении при рассеянии вперед. Сб. Метеорная радиосвязь на УКВ. М. ИЛ., 1961, с. 177). В то же время при исследовании явления рассеяния в ионосфере (Кирби Р. См. выше) было установлено, что направление поляризации рассеянных волн в основном изменяется хаотично. Это приводит к тому, что и рассеянная компонента от недоуплотненных следов при линейной поляризации антенн используются лишь частично.The disadvantage of the known methods of meteor radio communication is that in an effort to make the most of all the meteor trails, they irradiate almost the entire area in which meteors can burn without saving on the radiated energy. With such radio communications, the linear polarization of the emitted radio waves is usually used. Linear polarization of radiation leads to the fact that when reflected from dense meteor trails, polarization effects are observed — fading and other interference and diffraction distortions of the received signals due to diffusion spreading of the wake and its deformation. This leads to the need to repeat the message, i.e. for radio communications, only incomplete traces of smaller meteors, not reflecting, but scattering radio emission, are actually suitable. At the same time, from the distribution of the duration of reflections from the number of flares, it is known that the number of dense traces, the duration of reflections from which is> 0.2 s, is about a third of all observed traces (Vincent VR and others. Analysis of experimental data on meteoric propagation with forward scattering, Sat, Meteor Radio Communication on VHF (M., IL., 1961, p. 177). At the same time, when studying the phenomenon of scattering in the ionosphere (Kirby R. See above), it was found that the direction of polarization of the scattered waves mainly changes chaotically. This leads to the fact that the scattered component of the incomplete traces in the linear polarization of the antennas are used only partially.
Таким образом, возможность использования для радиосвязи метеорных следов реализуют не полностью, хотя и используют избыточную мощность излучения.Thus, the possibility of using meteor trails for radio communication is not fully realized, although they use excess radiation power.
Другим недостатком известных способов радиосвязи является нерациональное использование излучаемой мощности из-за стремления гарантированно облучить все потенциально достигаемые метеорные следы, используя широкие диаграммы направленности излучения. Хотя известно, что наиболее горячие зоны наиболее вероятного сгорания метеоров относительно не велики (Эшлеман В.Р., Млодноски Р.Ф. Характеристики направленности метеорного распространения радиоволн. Сб. Метеорная связь на УКВ. М., НЛ., 1961 с. 117) и для их эффективного облучения было бы достаточно на 1 - 2 порядка меньшей мощности.Another disadvantage of the known methods of radio communication is the irrational use of the radiated power due to the desire to irradiate all potentially attained meteor trails using wide radiation patterns. Although it is known that the hottest zones of the most likely meteoric combustion are relatively small (Eshleman V.R., Mlodnoski R.F. Radiation characteristics of meteor propagation. Sat. Meteor communication on VHF. M., NL., 1961 p. 117) and for their effective irradiation it would be enough for 1 - 2 orders of lesser power.
Известна система метеорной радиосвязи (Кащеев Б.А., Бондарь Б.Г. Метеорная связь, УМК ВО, 1989, с.76), каждый приемопередающий центр (ППЦ) которой включает передатчик (Т) с частотным модулятором (ЧМ) и кодером (К), комплект приемников (К.) с демодуляторами и декодерами (ДК), приемным и передающим запоминающими устройствами (ЗУ), управляющим компьютером. В комплекс каждого ППЦ входят четыре разнесенные директорные приемные антенны и четыре приемника.A known system of meteor radio communications (Kashcheev BA, Bondar B.G. Meteor communication, UMK VO, 1989, p.76), each transceiver center (PPC) of which includes a transmitter (T) with a frequency modulator (FM) and a coder ( K), a set of receivers (K.) with demodulators and decoders (DC), receiving and transmitting storage devices (memory), control computer. The complex of each PCP consists of four separated Director receiving antennas and four receivers.
Известна система метеорной радиосвязи (А.С. СССР № 1832392, кл. Н04В 7/22, 1993), каждый ППЦ которой включает передатчик, приемник, модулятор, демодулятор, кодер, декодер, приемный и передающий накопители, управляющий компьютер, директорные приемная и передающая антенны, блок измерения радиофизических параметров эхо-сигнала от метеорного следа.A known system of meteor radio communications (AS USSR No. 1832392, Cl. НВВ 7/22, 1993), each PPC of which includes a transmitter, receiver, modulator, demodulator, encoder, decoder, receiving and transmitting drives, a control computer, director directors and transmitting antennas; a unit for measuring the radiophysical parameters of an echo signal from a meteor wake.
Недостатками известных систем метеорной радиосвязи является то, что их антенны имеют широкие диаграммы направленности линейно поляризованного излучения. Это приводит в стремлении гарантированного облучения всей зоны сгорания метеоров к нерациональным затратам энергии. В то время как для связи достаточно энергии на 1-2 порядка меньше.The disadvantages of the known systems of meteor radio communications is that their antennas have wide radiation patterns of linearly polarized radiation. This leads to the pursuit of guaranteed irradiation of the entire zone of combustion of meteors to the irrational expenditure of energy. While for communication there is enough energy by 1-2 orders of magnitude less.
Задача изобретения разработать способы и системы метеорной радиосвязи, которые исключали бы искажения передаваемых сигналов, вследствие поляризационных эффектов, а также нерациональное использование излучаемой энергии на облучение всей области возможного сгорания метеоров широконаправленными антеннами.The task of the invention is to develop methods and systems of meteor radio communications, which would exclude distortions of the transmitted signals, due to polarization effects, as well as the irrational use of radiated energy to irradiate the entire area of possible combustion of meteors with wide-directional antennas.
При построении антенных систем для метеорной радиосвязи традиционно возникают вопросы, связанные с оптимизацией коэффициента направленного действия антенны и с выбором ее поляризации. Решение поставленной задачи заключается в определении местоположения и размеров горячих зон появления полезных метеоров, которую только и целесообразно облучать, и в анализе эффектов, влияющих на изменение поляризации сигнала.When constructing antenna systems for meteor radio communications, there have traditionally been questions related to the optimization of the directional gain of the antenna and the choice of its polarization. The solution of the problem is to determine the location and size of hot zones of occurrence of useful meteors, which is only appropriate to irradiate, and to analyze the effects that affect the polarization of the signal.
Как было указано выше, использование линейной поляризации излучения неэффективно как при отражении от плотных следов, так и при рассеянии на недоуплотненных следах. Значительно более эффективным должно быть использование излучения с круговой и/или эллиптической поляризацией. В этом случае вероятность того, что какой-то участок метеорного следа или его изоэлектронной поверхности окажется колинеарным вектору поляризации облучающей волны, будет значительно больше. Для рассеяния на неплотных следах, когда направление поляризации рассеянных волн изменяется хаотично, при круговой (эллиптической) поляризации излучения всегда имеется доля рассеянного излучения, поляризация которого совпадает с поляризацией приемной антенны.As mentioned above, the use of linear polarization of radiation is inefficient both in reflection from dense traces and in scattering on incomplete traces. The use of radiation with circular and / or elliptical polarization should be much more efficient. In this case, the probability that some portion of the meteor wake or its isoelectronic surface will be collinear to the polarization vector of the irradiating wave will be much greater. For scattering on loose trails, when the direction of polarization of the scattered waves changes chaotically, with circular (elliptical) polarization of the radiation, there is always a fraction of the scattered radiation, the polarization of which coincides with the polarization of the receiving antenna.
В (Винсент В.Р. и др. см.выше) были изучены параметры горячих зон сгорания метеоров и определено необходимое смещение азимута антенн относительно дуги большого круга с использованием вращающейся антенны с узкой диаграммой направленности в горизонтальной области. Суточные и сезонные вариации распределения радиантов появления метеоров на небесной полусфере оказывают значительное влияние на величину и местоположение двух горячих зон, дающих максимум произведения числа и длительности эхо-сигналов от метеорных следов. Эти горячие зоны расположены над центром трассы в виде двух вытянутых вдоль трассы эллипсов, смещенных поперечно вправо и влево относительно дуги большого круга, соединяющей станции, см. фиг. 2.In (Vincent V.R. et al., See above), the parameters of hot meteor combustion zones were studied and the required displacement of the antenna azimuth relative to the great circle arc was determined using a rotating antenna with a narrow radiation pattern in the horizontal region. The diurnal and seasonal variations in the distribution of radiants of meteor appearance in the celestial hemisphere have a significant impact on the magnitude and location of the two hot zones, giving the maximum of the number and duration of the echo signals from the meteor trails. These hot zones are located above the center of the path in the form of two ellipses elongated along the path, displaced transversely to the right and left relative to the large circle arc connecting the stations, see FIG. 2
Поскольку отслеживание временной миграции горячих зон и адекватное изменение направленности и направления антенн привело бы к их существенному усложнению, наиболее рациональным является формирование двух лепестковых диаграмм направленности, охватывающих обе горячие зоны.Since tracking the temporal migration of hot zones and an adequate change in the directivity and direction of the antennas would lead to their significant complication, the most rational is the formation of two lobe radar patterns covering both hot zones.
Широко известны спиральные УКВ антенны и такие их особенности, как круговая (эллиптическая) поляризация и возможность работы в режиме конического излучения (в плоскости в виде двух лепестков) при диаметре витка, большем половины длины волны. При этом изменением диаметра витков можно изменять ширину и угол отклонения лепестков (Кочержевский Г.Н. Антенно-фидерные устройства. М. Связь, 1972, с.250-255).Widely known spiral VHF antennas and their features such as circular (elliptical) polarization and the ability to operate in a conical mode of radiation (in the plane in the form of two petals) with a coil diameter greater than half the wavelength. In this case, by changing the diameter of the turns, it is possible to change the width and angle of deviation of the petals (Kocherzhevsky, GN. Antenna-feeder devices. M. Communications, 1972, pp. 250-255).
Исходя из изложенного, решение поставленной задачи возможно при использовании спиральных антенн.Based on the above, the solution of the problem is possible when using spiral antennas.
Технический результат, получаемый при реализации изобретения, - повышение времени радиосвязи, т.е. увеличение коэффициента заполнения, и качества радиосвязи при меньших затратах энергии.The technical result obtained by the implementation of the invention is an increase in radio communication time, i.e. an increase in the fill factor, and the quality of radio communications with less energy.
Требуемый технический результат достигается тем, что так же, как в известном способе метеорной радиосвязи, из обоих пунктов обе горячие зоны, области сгорания метеоров облучают направленным УКВ-радиоизлучением, при появлении эхо-сигналов от ионизированного следа сгоравшего метеора устанавливают связь и осуществляют обмен информацией.The required technical result is achieved by the fact that, just as in the well-known meteoric radio method, from both points both hot zones are exposed to the combustion areas of meteors with directional VHF radio, when echo signals from the ionized trail of the burnt meteor are established, they communicate and exchange information.
Однако, в отличие от известного способа, в предлагаемом способе метеорной радиосвязи область сгорания метеоров облучают радиоизлучением с круговой и/или эллиптической поляризацией.However, in contrast to the known method, in the proposed method of meteor radio communication, the area of combustion of meteors is irradiated with radio emission with circular and / or elliptical polarization.
Требуемый технический результат достигается тем, что в отличие от известного способа, в предлагаемом способе метеорной радиосвязи облучение обеих горячих зон осуществляют в режиме конического излучения, адекватного поперечным размерам зон.The required technical result is achieved by the fact that, in contrast to the known method, in the proposed method of meteor radio communication, the irradiation of both hot zones is carried out in the mode of conical radiation, adequate to the transverse dimensions of the zones.
Требуемый технический результат достигается тем, что в отличие от известного способа, в предлагаемом способе метеорной радиосвязи телесный угол направленного УКВрадиоизлучения ограничивают продольными размерами горячих зон.The required technical result is achieved by the fact that, in contrast to the known method, in the proposed method of meteor radio communication, the solid angle of the directional VHF radio is limited by the longitudinal dimensions of the hot zones.
Требуемый технический результат достигается тем, что так же, как в известной системе метеорной радиосвязи, каждый ППЦ предлагаемой системы включает передатчик, с передающей антенной, приемник с приемной антенной, модулятор, демодулятор, кодер, декодер, приемный и передающий накопители, управляющий компьютер, измеритель радиофизических параметров эхо-сигнала от метеорного следа.The required technical result is achieved by the fact that, just as in the well-known meteoric radio system, each PCF of the proposed system includes a transmitter, with a transmitting antenna, a receiver with a receiving antenna, a modulator, a demodulator, a coder, a decoder, a receiving and transmitting accumulators, a control computer, a meter radiophysical parameters of the echo signal from the meteor trail.
Однако, в отличие от известной системы, в предлагаемой системе метеорной радиосвязи в качестве передающих и приемных антенн использованы спиральные антенны.However, unlike the known system, in the proposed meteor radio system, helical antennas are used as transmitting and receiving antennas.
Требуемый технический результат достигается тем, что, в отличие от известной системы, в предлагаемой системе метеорной радиосвязи в качестве антенн использованы спиральные антенны, выполненные с диаметром витков, большим 0,5 длины волны, т.е. функционирующие в режиме конического излучения.The required technical result is achieved by the fact that, in contrast to the known system, in the proposed system of meteoric radio communication, helical antennas made with coil diameters greater than 0.5 wavelength, i.e. operating in the mode of conical radiation.
Достижению технического результата способствует также то, что спиральные антенны выполнены с возможностью изменения диаметра витков, для чего осевой шток антенны выполнен телескопическим и снабжен механизмом укорочения - удлинения.The achievement of the technical result also contributes to the fact that the spiral antenna is made with the possibility of changing the diameter of the coils, for which the axial rod of the antenna is made telescopic and equipped with a shortening mechanism - lengthening.
Достижению технического результата способствует также то, что для изменения диаметра витков спирали антенны снабжены механизмами закручивания - раскручивания витков.The achievement of the technical result also contributes to the fact that to change the diameter of the turns of the antenna helix are equipped with twisting mechanisms - unwinding the turns.
Требуемый технический результат достигается тем, что в отличие от известной системы, в предлагаемой системе метеорной радиосвязи в качестве каждой антенны использованы, по меньшей мере, две спиральные антенны, разнесенные в вертикальной плоскости.The required technical result is achieved by the fact that, in contrast to the known system, in the proposed meteor radio system, at least two spiral antennas spaced apart in a vertical plane are used as each antenna.
Приведенный выше достигаемый технический результат находится в причинноследственной связи с предложенными отличительными признаками способов и систем радиосвязи. Использование круговой поляризации излучения и спиральных излучающих и приемных антенн исключает поляризационные эффекты и искажения сигналов, вызванные ими. Это относит в разряд полезных переуплотненные метеорные следы, так как на их цилиндрических диффундирующих изоэлектронных поверхностях при отражении радиоволн всегда имеются колинеарные участки вектору напряженности поля при круговой и/или эллиптической поляризации. А при приеме на спиральную антенну рассеянного на недоуплотненных следах излучения с хаотически меняющейся поляризацией всегда найдется участок витка спирали, колинеарный вектору поляризации принимаемого излучения, в котором будет наведена соответствующая ЭДС и этот сигнал будет воспринят приемным устройством. Более эффективный прием эхо-сигналов как от плотных, так и недоуплотненных следов обуславливает увеличение совокупного времени возможной радиосвязи, т. е. повышает коэффициент заполнения трассы. Исключение поляризационных замираний снижает искажения принимаемых эхо-сигналов, т.е. повышает качество передаваемой информации и радиосвязи в целом.The above technical result achieved is in the causal relationship with the proposed distinctive features of radio communication methods and systems. The use of circular polarization of radiation and spiral radiating and receiving antennas excludes polarization effects and distortions of signals caused by them. This puts useful re-compacted meteor trails into the category, since on their cylindrical diffusing isoelectronic surfaces, when reflecting radio waves, there are always colinear sections of the field vector with circular and / or elliptical polarization. And when received on a spiral antenna scattered on incomplete traces of radiation with randomly varying polarization, there will always be a section of a spiral turn that is collinear to the polarization vector of the received radiation, in which the corresponding EMF will be induced and received by the receiving device. A more efficient reception of echo signals from both dense and incomplete traces causes an increase in the aggregate time of a possible radio communication, i.e., it increases the fill rate of the route. The elimination of polarization fading reduces distortions of received echoes, i.e. improves the quality of transmitted information and radio communications in general.
Использование спиральных антенн в режиме конического излучения с двумя лепестками диаграммы направленности в горизонтальной плоскости и возможность изменять параметры этих лепестков, адаптируя их к поперечным размерам горячих зон, а также использование вертикально разнесенных антенн и возможность изменять базу разноса и изменять ширину диаграммы направленности в вертикальной плоскости, адаптируя ее к продольным размерам горячих зон, позволяет оптимизировать телесный угол радиоизлучения и исключить нерациональный расход излучаемой энергии.The use of spiral antennas in the conical radiation mode with two lobes of the radiation pattern in the horizontal plane and the ability to change the parameters of these petals, adapting them to the lateral dimensions of the hot zones, as well as using vertically separated antennas and the ability to change the separation base and change the width of the radiation pattern in the vertical plane, adapting it to the longitudinal dimensions of the hot zones, allows you to optimize the solid angle of radio emission and eliminate irrational consumption; th power.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена функциональная блок-схема приемо-передающего центра (ППЦ) станции метеорной радиосвязи, на фиг. 2 приведено схематическое изображение зон метеорной области, наиболее благоприятных для метеорной радиосвязи на расстояние порядка 1000 км между точками, обозначенными х; на фиг. 3 схематическое изображение радиоизлучателя антенной системы станции метеорной радиосвязи, состоящего из двух спиральных антенн, разнесенных в вертикальной плоскости; на фиг. 4 приведена диаграмма направленности излучающей спиральной антенны в горизонтальной плоскости, функционирующей в режиме конического излучения.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a functional block diagram of a transceiver center (MFC) of a meteor radio station; FIG. 2 shows a schematic representation of the zones of the meteoric region most favorable for meteoric radio communications at a distance of about 1000 km between the points indicated by x; in fig. 3 is a schematic illustration of the radio transmitter of the antenna system of a meteor radio station consisting of two spiral antennas spaced apart in a vertical plane; in fig. 4 shows the radiation pattern of the radiating spiral antenna in a horizontal plane operating in the mode of conical radiation.
Система метеорной радиосвязи состоит, по меньшей мере, из двух приемопередающих центров (ППЦ), фиг. 1, каждый из которых содержит передатчик (Т) - 1 с излучающей антенной системой, состоящей из двух вертикально раз002406 несенных спиральных антенн, модулятор (М) 2, кодер (К) - 3, приемник (К) - 4 с приемной антенной системой, аналогичной излучающей, демодулятор (ДМ) - 5, декодер (ДК) - 6, измеритель радиофизических характеристик отражений (ИРФХ) 7, управляющий компьютер - 10, запоминающее устройство (ЗУ) - накопитель 9, компаратор - 8, устройство входа-выхода - 11, состоящее из терминала 12 и модема (МДМ) 13.The meteor radio system consists of at least two transmit-receive centers (PCPs), FIG. 1, each of which contains a transmitter (T) - 1 with a radiating antenna system consisting of two vertically connected helical antennas, a modulator (M) 2, an encoder (K) - 3, a receiver (K) - 4 with a receiving antenna system, similar emitting, demodulator (DM) - 5, decoder (DK) - 6, meter of radiophysical characteristics of reflections (IRFH) 7, control computer - 10, storage device (memory) - drive 9, comparator - 8, input-output device - 11 consisting of terminal 12 and modem (MDM) 13.
Способ осуществлен в Институте ионосферы МНиВО РК и Национальном центре радиоэлектроники и связи НЦРЭС РК. В качестве одной из радиостанций использовалась стационарная станция метеорной радиосвязи, в качестве второй радиостанции использовалась передвижная портативная экспедиционная радиостанция при последовательном перемещении последней вдоль меридиональной трассы. Для связи использовались спаренные в вертикальной плоскости спиральные антенны с диаметром витков, большим половины длины волны, ориентированные вдоль дуги большого круга, связывающей радиостанции - корреспонденты.The method was carried out at the Institute of the Ionosphere of the Moscow Institute of Nuclear Energy and the National Center for Radio Electronics and Communications of the National Center for Radio and Electric Networks of the Republic of Kazakhstan. A stationary meteor radio station was used as one of the radio stations, and a mobile portable expeditionary radio station was used as the second radio station, with the latter moving successively along the meridional route. For communication, spiral antennas paired in a vertical plane with a coil diameter greater than half the wavelength oriented along the large circle arc connecting radio stations - correspondents were used.
Передатчик 1 каждой станции работает непрерывно в режиме зондирующего циркулярного поляризованного излучения, а приемник 4 - в режиме ждущего приема. Круговая циркуляция радиоизлучения достигнута использованием спиральных антенн (фиг. 3).The transmitter 1 of each station operates continuously in the mode of probing circular polarized radiation, and the receiver 4 - in the standby mode. The circular circulation of radio emission is achieved using spiral antennas (Fig. 3).
Как излучающие, так и приемные спиральные антенны выполнены с возможностью регулирования диаметра витков спирали (фиг. 3) изменением длины осевого штока антенны (шага спирали) и/или закручиванием витков спирали (количество витков). Это позволяет менять диаграмму направленности антенн и установить режим конического излучения (фиг. 4) - двухлепестковую в горизонтальной плоскости диаграмму направленности как излучающей, так и приемной антенн, и дает возможность адаптировать ее к поперечным размерам горячих зон, фиг. 3. Спаренные антенные системы из двух разнесенных в вертикальной плоскости спиральных антенн с переменной базой разноса позволяют изменять ширину диаграммы направленности в вертикальной плоскости, адаптируя ее к продольным размерам горячих зон, фиг. 2. При осуществлении радиосвязи в промежуточных точках экспериментальной трассы опытным путем подбирались диаметр витков и база разноса антенн.Both the radiating and receiving helical antennas are made with the possibility of regulating the diameter of the turns of the helix (Fig. 3) by changing the length of the axial rod of the antenna (helix pitch) and / or twisting the turns of the helix (the number of turns). This allows you to change the antenna pattern and set the conical radiation mode (Fig. 4) - a two-lobe horizontal pattern of both the radiating and receiving antennas, and makes it possible to adapt it to the lateral dimensions of the hot zones, Fig. 3. Paired antenna systems of two vertically spaced spiral antennas with a variable spacing base allow changing the width of the radiation pattern in the vertical plane, adapting it to the longitudinal dimensions of the hot zones, FIG. 2. When radio communications were carried out at intermediate points of the experimental route, the diameter of the coils and the antenna spacing base were selected by experiment.
При появлении отражающего метеорного следа приемники каждой станции принимают зондирующие сигналы. Восстановленная несущая частота поступает на измеритель радиофизических характеристик ИРФХ - 7. На второй вход ИРФХ - 7 поступает опорное напряжение из передатчика. Измеренные характеристики отражений поступают на первые сигнальные входы компаратора - 10, на вторые сигнальные входы которого поступают эталонные характе ристики из базы данных ЗУ - 9. Результат сравнения поступает в компьютер - 8, где осуществляют идентификацию следа, определяют его параметры, в соответствии с которыми устанавливают скорость передачи и длительность формируемых пакетов передаваемой информации.When a reflective meteor trace appears, the receivers at each station receive probing signals. The recovered carrier frequency is fed to the meter of radiophysical characteristics of the RFI - 7. The second input of the IRFC - 7 receives the reference voltage from the transmitter. The measured characteristics of reflections are received at the first signal inputs of the comparator - 10, the second signal inputs of which receive the reference characteristics from the memory database - 9. The result of the comparison enters the computer - 8, where they identify the trace, determine its parameters, according to which transmission speed and duration of the generated packets of transmitted information.
Сформированные пакеты кодируют в К - 3, полученным сигналом в М - 2 модулируют несущую, которую излучают посредством Т - 1 в сторону корреспондента. На приемной стороне совершают обратные процедуры, восстанавливая принятую информацию в исходном виде.The formed packets are encoded in K - 3, the received signal in M - 2 modulates the carrier, which is radiated by T - 1 in the direction of the correspondent. At the receiving side, reverse procedures are performed, restoring the received information in its original form.
Передвигаясь на трассе с периодическими остановками в промежуточных пунктах и экспериментальным определением характеристик и параметров связи, установили, что при длине трассы порядка 1600 км, подобранном диаметре витков спиральных антенн 0,52 длины волны, базе разноса вертикальных антенн 1,6 длины волны был достигнут максимальный коэффициент заполнения трассы 0,39 при неискаженном приеме информации и мощности излучения 150 ватт. Полученные результаты на порядок превышают результаты связи известных систем.Moving on the track with periodic stops at intermediate points and experimentally determining the characteristics and parameters of communication, it was found that with a path length of about 1600 km, the selected diameter of the turns of the spiral antennas was 0.52 wavelength, the maximum spacing of vertical antennas was 1.6 the fill factor of the route is 0.39 with undistorted information reception and radiation power of 150 watts. The results obtained by an order of magnitude exceed the results of communication of known systems.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KZ991126 | 1999-11-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200000093A1 EA200000093A1 (en) | 2001-06-25 |
| EA002406B1 true EA002406B1 (en) | 2002-04-25 |
Family
ID=19720817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200000093A EA002406B1 (en) | 1999-11-04 | 2000-01-13 | Meteor radio communication technique (variants) and system therefor (variants) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA002406B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2710286C1 (en) * | 2019-02-14 | 2019-12-25 | Акционерное общество "Проектно-конструкторское бюро "РИО" | Meteoric communication equipment |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2808846B2 (en) * | 1977-11-05 | 1979-11-22 | The Marconi Co. Ltd., Chelmsford, Essex (Grossbritannien) | Radio communication system using tropospheric dispersion |
| WO1991000656A1 (en) * | 1989-06-30 | 1991-01-10 | Thomson-Csf | Frequency-jumping data transmission on a meteorite channel |
-
2000
- 2000-01-13 EA EA200000093A patent/EA002406B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2808846B2 (en) * | 1977-11-05 | 1979-11-22 | The Marconi Co. Ltd., Chelmsford, Essex (Grossbritannien) | Radio communication system using tropospheric dispersion |
| WO1991000656A1 (en) * | 1989-06-30 | 1991-01-10 | Thomson-Csf | Frequency-jumping data transmission on a meteorite channel |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2710286C1 (en) * | 2019-02-14 | 2019-12-25 | Акционерное общество "Проектно-конструкторское бюро "РИО" | Meteoric communication equipment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA200000093A1 (en) | 2001-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | What will 5G antennas and propagation be? | |
| Parsons et al. | The mobile radio propagation channel | |
| CN102255119B (en) | Projected artificial magnetic mirror | |
| CA2029659C (en) | Meteor scatter burst communications | |
| KR100552258B1 (en) | antenna for high frequency radio signal transmission | |
| Hou et al. | Capacity of 4-by-4 MIMO channel using one composite leaky coaxial cable with user position information | |
| US5001495A (en) | Adaptive microwave spatial filter operating on-reflection, and a corresponding method | |
| Bansal et al. | Full 360° beam steering millimetre‐wave leaky‐wave antennas coupled with bespoke 3D‐printed dielectric lenses for 5G base stations | |
| CN114124264B (en) | Unmanned aerial vehicle channel model building method based on intelligent reflection surface time-varying reflection phase | |
| CN108365890A (en) | The method that wireless ultra-violet light transmission performance is improved using acoustic wave array in atmospheric turbulance | |
| Samad et al. | Analysis and Modeling of Propagation in Tunnel at 3.7 and 28 GHz. | |
| EA002406B1 (en) | Meteor radio communication technique (variants) and system therefor (variants) | |
| US3896440A (en) | Retrodirective passive beacon for simulating a moving target | |
| Hong et al. | Mmwave measurement of RF reflectors for 5G green communications | |
| US2177061A (en) | Object detecting system | |
| Shekhawat et al. | Beamforming characterization of a mmWave single-bit reflective metasurface | |
| Khawaja et al. | Indoor coverage enhancement for mmwave systems with passive reflectors: Measurements and ray tracing simulations | |
| CN102760969B (en) | Directional antenna made of metamaterial | |
| Zoughi et al. | SOURCESCAT-A very fine resolution radar scatterometer | |
| Tkalcevic | Very-low frequency signals (2–10 kHz) received at Palmer Station, Antarctica, from the 21.4 km dipole antenna at Siple Station, 1400 km distant | |
| JP2564873B2 (en) | Excitation amplitude and phase setting method of radiating element in shaped beam antenna | |
| Ahmed | Realistic frequency coded chipless RFID: physically modulated tags and refectarray readers | |
| Nes | Dimensioning technique for meteor-burst communication systems | |
| Wang et al. | Coplanar Discontinuous Transmission Line Feed for Phase Gradient Metasurface Antenna | |
| Ahmed | Study of mm-wave Fixed Beam and Frequency Beam-Scanning Antenna Arrays |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU |