RU2486675C1

RU2486675C1 - System for radio communication with aerial objects

Info

Publication number: RU2486675C1
Application number: RU2011152396/07A
Authority: RU
Inventors: Алексей Владимирович Комяков; Александр Владимирович Кейстович; Андрей Александрович Кейстович
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет"
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2013-06-27
Also published as: RU2011152396A

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: system includes a space-time coding procedure and a method of forming a virtual beam pattern of a ground-based antenna via Capon's method.

EFFECT: high noise-immunity of communication between aerial objects and ground systems in air-ground channels, including when the direction of an interference source coincides with the direction of the aerial object and the angular position of the main beam of the beam pattern of the receiving antenna of the ground system.

1 dwg

Description

Изобретение относится к радиосистемам обмена данными и может быть использовано для организации информационного обмена между воздушными объектами (ВО) и наземными комплексами (НК) в каналах «воздух-земля».The invention relates to radio data exchange systems and can be used to organize information exchange between airborne objects (AT) and ground-based 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. При обмене сообщениями между наземной приемопередающей станцией и подвижными воздушными объектами загрузка канала меняется в зависимости от этапа полета и информационной активности абонентов цифровой радиосвязи. Реализованный с помощью вычислителя автоматизированного рабочего места (АРМ) счетчик числа подвижных воздушных объектов контролирует количество объектов и выдает это число на счетчик загрузки системы. В зависимости от числа объектов и числа переспросов сообщений в системе используются динамические алгоритмы организации обмена сообщениями и управления каналами радиосвязи. Для предотвращения столкновений при одновременной передаче несколькими объектами сообщений осуществляется контроль несущей радиосигналов подвижных воздушных объектов во время воздействия ее на бортовой приемник. Определяется состояние, когда радиоканал свободен. Для разнесения во времени моментов выхода на связь нескольких подвижных воздушных объектов в бортовое устройство введен вычислитель, реализующий функции анализатора несущей частоты и генератора псевдослучайной задержки, которые обеспечивают соответствующую задержку передачи сообщений от подвижных воздушных объектов. Для принятия оптимального решения наземными службами и на борту информация об относительном местоположении аэропорта и подвижных воздушных объектов снимается с одного из бортовых и наземных датчиков - приемников сигналов глобальной навигационной спутниковой системы.A known radio communication system with moving objects [1], which consists of ground and airborne transceiver radios, between which, in accordance with the laid down algorithms, data is exchanged. When exchanging messages between a ground-based transceiver station and mobile airborne objects, the channel load changes depending on the phase of the flight and the information activity of digital radio subscribers. The counter of the number of movable air objects implemented with the help of a workstation computer (AWP) controls the number of objects and provides this number to the system’s load counter. Depending on the number of objects and the number of message retransmissions, the system uses dynamic algorithms for organizing messaging and controlling radio channels. To prevent collisions while simultaneously transmitting messages by several objects, the carrier of the radio signals of mobile air objects is monitored while it is exposed to the on-board receiver. The state when the radio channel is free is determined. For the separation in time of the moments of contact of several mobile airborne objects, an on-board device has a calculator that implements the functions of a carrier frequency analyzer and a pseudo-random delay generator that provide a corresponding delay in the transmission of messages from mobile airborne objects. To make an optimal decision, the ground services and on board information about the relative location of the airport and mobile airborne objects is taken from one of the airborne and ground-based sensors - the receivers of the signals of the global navigation satellite system.

Персонал, размещаемый на НК, решает задачи с помощью комплексов программно-аппаратных средств, выполненных на вычислителях (ПЭВМ). Информационный обмен НК с ВО осуществляется по каналам «воздух-земля» в MB диапазоне. Радиосигналы MB диапазона распространяются в пределах прямой видимости. Антенны на ВО и НК - всенаправленные для удобства обеспечения связи при движении объектов.The personnel located on the NK solves problems with the help of software and hardware complexes performed on computers (PC). Information exchange of NK with VO is carried out on air-ground channels in the MB range. MB range radio signals travel within line of sight. Antennas for VO and NK - omnidirectional for the convenience of providing communications when moving objects.

При уменьшении высоты полета ВО ниже допустимой или нахождения ВО на угле места относительно НК менее 5° и при наличии помех в MB диапазоне качество передачи информации резко снижается, что может привести к аварийной ситуации. Оператор на НК в этом случае не контролирует местоположение ВО. Поэтому в условиях высокой динамики изменения воздушной обстановки возникают трудности управления воздушным движением.When the HE flight height is lower than the permissible one or when the HE is at an elevation angle relative to the aircraft less than 5 ° and if there is interference in the MB range, the quality of information transmission decreases sharply, which can lead to an emergency. The operator on the NK in this case does not control the location of the aircraft. Therefore, in conditions of high dynamics of changes in the air situation, difficulties arise in air traffic control.

К недостаткам представленной системы обмена сообщениями между бортовым радиоэлектронным оборудованием ВО и наземными службами, следует отнести недостаточную помехозащищенность канала MB диапазона.The disadvantages of the presented messaging system between the airborne electronic equipment of VO and ground services include the lack of noise immunity of the MB band channel.

Известна система радиосвязи с подвижными объектами [2], в которой принимаемые наземной радиостанцией из канала «воздух-земля» сообщения через аппаратуру передачи данных поступают в вычислитель автоматизированного рабочего места на базе 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 ВО и состоянии его датчиков выводится на 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. 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 отображается на мониторе 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. 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.A known radio communication system with moving objects [2], in which messages received by a ground-based radio station from an air-ground channel through a data transmission apparatus, is transmitted to a computer-based computer workstation, where, in accordance with the exchange protocol adopted in the system, the identification of message addresses with the addresses of the moving air objects stored in the memory of their on-board computers. If the address of the moving air object coincides with the address stored in the list, information about the location, parameters of the HE movement and the state of its sensors is displayed on the monitor screen of the ground workstation. In the PC computer-based workstation AWP, the problem of ensuring constant radio communication with all N VOs is solved. When you go beyond the radio horizon, at least one of the VO or approaching the boundary of the zone of stable radio communications, one of the VO is determined programmatically, which is assigned by the message relay. Based on the results of the analysis of the location and motion parameters of the remaining HEs, the optimal paths for delivering messages to the selected mobile airborne object remote from the SC for the horizon are determined. The message from the NK through a serial chain consisting of (N-1) air objects can be delivered to the N-th VO. To do this, on the NK in the shaper of the type of relayed messages, the number of the VO assigned by the relay and the addresses of the moving air objects that provide the specified message traffic are laid down in a predetermined category (header) of the transmitted codegram. Messages received at the VO are analyzed in a message type analysis unit. After analysis, the question of sending data via a bi-directional bus to the facility’s control system or relaying them to a neighboring VO is resolved. In the normal mode with the NK, when signal relaying is not required, VO address polling is carried out by forming a message for transmission to the radio channel in accordance with the exchange protocol. The message typed by the operator (dispatcher) is displayed on the AWP monitor. After passing through the on-board antenna, radio station, and data transmission equipment, the signal arrives at the on-board computer, where the address received in the message is identified with the own address of the mobile airborne object. Next, the message is transmitted to the analysis unit of the type of relayed message, where the received header (service part) of the message is decrypted, and it is determined in what mode the VO equipment should work. The information part of the message is recorded in the memory of the on-board computer and, if necessary, is displayed on the screen of the data recording unit. Shapers of the type of relayed messages allow for the exchange of digital data on the air-ground channel instead of existing voice information. They are designed to select permission / information / request message elements that correspond to the accepted speech phraseology, and to set up arbitrary text. Display of dialed and received messages is carried out on the data recording unit VO and the monitor workstation NK, respectively. Messages from the outputs of the signal receivers of global navigation satellite systems are recorded in the memory of ground and airborne computers with reference to global time and are used to calculate the navigation characteristics and motion parameters of each HE. Accepted by the NK navigation messages from all VOs are processed in the calculator and displayed on the AWP monitor screen.

Недостаткам аналога являются:The disadvantages of the analog are:

- недостаточная помехозащищенность радиоканала MB диапазона;- insufficient noise immunity of the MB channel;

- сигналы информационного обмена с ВО в каналах «воздух-земля» в MB диапазоне имеют ограниченную скорость передачи. В современных линиях передачи данных «воздух-земля» VDL-2 и VDL-4 скорость передачи составляет всего 31,5 и 19,2 кбит/с соответственно;- signals of information exchange with VO in the air-ground channels in the MB range have a limited transmission speed. In modern air-ground data transmission lines VDL-2 and VDL-4, the transmission speed is only 31.5 and 19.2 kbit / s, respectively;

- для некоторых практических применений, например при передаче сигналов картографирования поверхности Земли, требуемая информационная скорость передачи информации должна составлять не менее 400 кбит/с. Радиолинию передачи данных с такой скоростью в соответствии с международными нормами можно организовать только в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ-диапазоне).- for some practical applications, for example, when transmitting signals mapping the surface of the Earth, the required information rate for transmitting information should be at least 400 kbit / s. In accordance with international standards, a radio data transmission line with such a speed can be organized only in the ultra-high frequency range (microwave range).

Наиболее близким по назначению и большинству существенных признаков является система радиосвязи с подвижными объектами [3], которая и принята за прототип. В этой системе во время движения подвижные воздушные объекты, находящиеся в пределах радиогоризонта, обмениваются данными с наземным комплексом по узкополосной и широкополосной линиям передачи данных.The closest in purpose and most of the essential features is a radio communication system with moving objects [3], which is taken as a prototype. In this system, while moving, mobile airborne objects located within the radio horizon exchange data with the ground-based complex via narrowband and broadband data lines.

Наземный комплекс содержит 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 навигационных спутниковых систем, второй вход - к пульту управления АРМ, а выход - к монитору АРМ. Формирователь типа ретранслируемых сообщений соединен с соответствующим входом вычислителя АРМ. 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 воздушным объектом. Бортовой вычислитель через последовательно соединенные бортовые аппаратуру передачи данных и радиостанцию подключен к бортовой антенне, причем 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. Установленные на воздушном объекте бортовая аппаратура связи, бортовая направленная антенна, бортовой антенный коммутатор, бортовой блок горизонтирования необходимы для создания бортового комплекта широкополосной радиолинии передачи данных. Каждый из указанных выше узлов соединен 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. В наземном комплексе концентратор, подключенный через локально-вычислительные сети (ЛВС) двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам наземной направленной антенны, наземному антенному коммутатору, наземной аппаратуре связи. Каждый из А АРМ состоит 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 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.The ground-based complex contains a ground-based antenna, a radio station connected by two-way communications through data transmission equipment (ADF) to the corresponding first input / output of a computer of a workstation. The first input of the workstation computer is connected to the receiver of signals from navigation satellite systems, the second input is connected to the workstation control panel, and the output is connected to the workstation monitor. Shaper type relayed messages is connected to the corresponding input of the computer workstation. N mobile airborne objects, each of which includes airborne sensors, a signal receiver of navigation satellite systems, an analyzer of the type of received messages and an airborne former of the type of relayed messages, each of which is connected to the corresponding inputs of the onboard computer. The output of the on-board computer is connected to the input of the data recording unit, and the input / output is connected to the bi-directional bus of the airborne control system. The on-board computer is connected to the on-board antenna through a series-connected on-board data transmission equipment and a radio station, moreover, data transmission from the ND is provided through a chain of series-connected first mobile airborne objects, the second VO and further to the N-th VO, and data transmission from the N-th VO to Tax Code is carried out in the reverse order. The on-board communication equipment installed on the airborne facility, the on-board directional antenna, the on-board antenna switch, and the on-board leveling unit are necessary to create an on-board set of a broadband radio data transmission line. Each of the above nodes is connected by two-way connections with the corresponding inputs / outputs of the on-board computer. The airborne leveling unit is connected to the airborne directional antenna by mechanical connections. The on-board communication equipment through a series-connected on-board antenna switch, the on-board directional antenna through the ether is connected to a ground-based directional antenna. In a ground-based complex, a hub connected via local-area networks (LAN) with two-way communications to the corresponding inputs / outputs of a ground-based directional antenna, ground-based antenna switch, ground-based communications equipment. Each of A AWPs consists of an AWP computer connected to the output of the AWP control panel and to the input of the AWP monitor. Each of the B interface blocks consists of series-connected second ground-based data transmission equipment and a pairing device with a communication channel, the output of which is the input / output of the system. The terrestrial directional antenna through the antenna switch is connected by two-way communication with the corresponding input / output of ground communication equipment. The ground leveling unit is connected to the ground directional antenna by mechanical connections. In the modes of relay and data exchange, the onboard directional antenna of the 1st VO is connected over the air with the onboard directional antenna of the 2nd VO and so on to the Nth VO.

К недостаткам прототипа следует отнести низкую помехозащищенность в случае совпадения направления на источник помех с угловым положением главного луча диаграммы направленности приемной антенны.The disadvantages of the prototype should include low noise immunity in case of coincidence of the direction to the source of interference with the angular position of the main beam of the radiation pattern of the receiving antenna.

Кроме того, ввиду динамически меняющейся воздушной обстановки подвижные объекты часто выходят за пределы зоны прямой видимости, тем самым, разрывая тракт ретрансляции сообщений, уменьшая надежность связи и увеличивая время доставки сообщения, так как необходимо дополнительное время для создания нового пути трансляции данных соответствующему абоненту. Поэтому в большинстве практических случаях широкополосная радиолиния связи наземного комплекса обслуживает только один подвижный объект, находящийся в зоне прямой (оптической) видимости.In addition, due to the dynamically changing air situation, moving objects often go beyond the line of sight, thereby breaking the relay path of the message, reducing the reliability of communication and increasing the delivery time of the message, since additional time is needed to create a new data transmission path to the corresponding subscriber. Therefore, in most practical cases, the broadband radio link of the ground-based complex serves only one moving object located in the direct (optical) visibility zone.

Таким образом, основной технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение помехозащищенности передачи информации, в том числе при совпадении направления на источник помех с направлением на воздушный объект и с угловым положением главного луча диаграммы направленности приемной антенны наземного комплекса.Thus, the main technical problem to be solved by the claimed invention is aimed at increasing the noise immunity of information transmission, including when the direction to the source of interference coincides with the direction to the airborne object and with the angular position of the main beam of the radiation pattern of the receiving antenna of the ground complex.

Указанный технический результат достигается тем, что в систему радиосвязи с воздушными объектами, состоящую из наземного комплекса, содержащего А автоматизированных рабочих мест (АРМ), наземную антенну, наземную радиостанцию, подключенную двухсторонними связями через первую наземную аппаратуру передачи данных (АПД) к соответствующему первому входу/выходу вычислителя первого из А автоматизированных рабочих мест, второй вход/выход которого подключен к приемнику сигналов навигационных спутниковых систем, вход - к пульту управления первого АРМ, а выход - к монитору АРМ, концентратор, подключенный к локально-вычислительным сетям (ЛВС), которые в свою очередь подключены двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам наземной направленной антенны СВЧ-диапазона, наземному антенному коммутатору, наземной аппаратуре связи, наземному блоку горизонтирования, 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, выход которого является входом/выходом системы, наземная направленная антенна СВЧ-диапазона через антенный коммутатор соединена двухсторонней связью с соответствующим входом/выходом наземной аппаратуры связи, наземный блок горизонтирования подключен к наземной направленной антенне механическими связями, подвижного воздушного объекта, в состав которого входят бортовая аппаратура передачи данных, бортовые датчики, приемник сигналов навигационных спутниковых систем, анализатор типа принимаемых сообщений, бортовая аппаратура связи, бортовой антенный коммутатор, каждый из которых соединен с соответствующими входами/выходами бортового вычислителя, выход которого подключен к входу блока регистрации данных, а отдельный его вход/выход - к двунаправленной шине системы управления воздушным объектом, бортовой вычислитель через последовательно соединенные бортовые аппаратуру передачи данных и радиостанцию подключен к бортовой антенне, бортовая аппаратура связи через последовательно соединенные бортовой антенный коммутатор, первую бортовую антенну СВЧ-диапазона, эфир подключена к наземной направленной антенне СВЧ-диапазона, дополнительно введены на ВО - вторая бортовая антенна СВЧ-диапазона, подключенная также к входу/выходу бортового антенного коммутатора и через эфир - к наземной направленной антенне СВЧ-диапазона, бортовое кодирующе-декодирующее устройство, подключенное к соответствующему входу/выходу бортового вычислителя, а в НК - наземное кодирующе-декодирующее устройство, подключенное к соответствующему входу/выходу вычислителя первого АРМ.The specified technical result is achieved by the fact that in a radio communication system with airborne objects, consisting of a ground-based complex containing A workstations (AWS), a ground antenna, a ground-based radio station connected by two-way communications through the first ground-based data transmission equipment (ADF) to the corresponding first input / output of the computer of the first of A workstations, the second input / output of which is connected to the receiver of signals of navigation satellite systems, the input to the control panel of the first th AWP, and the output - to the AWP monitor, a hub connected to local area networks (LANs), which in turn are connected by two-way communications to the corresponding inputs / outputs of the terrestrial directional microwave antenna, ground-based antenna switch, ground-based communications equipment, ground-based to the leveling unit, to each of A AWPs, consisting of an AWP computer connected to the output of the AWP control panel and to the input of the AWP monitor, to each of the B interface units, consisting of a second ground device connected in series data transmission tours and a device for interfacing with a communication channel, the output of which is the input / output of the system, the terrestrial directional microwave antenna through the antenna switch is connected by two-way communication with the corresponding input / output of the ground communication equipment, the ground leveling unit is connected to the ground directional antenna by mechanical connections, mobile airborne facility, which includes airborne data transmission equipment, airborne sensors, a signal receiver for navigation satellite systems, anal a blockage of the type of received messages, on-board communication equipment, on-board antenna switch, each of which is connected to the corresponding inputs / outputs of the on-board computer, the output of which is connected to the input of the data recording unit, and its separate input / output - to the bidirectional bus of the aircraft object control system, on-board the computer is connected to the on-board antenna through the on-board data transmission equipment and the radio station, the on-board communication equipment is connected through the on-board antenna in series a switch, the first onboard microwave antenna, the ether is connected to a terrestrial directional microwave antenna, additionally introduced to the VO is a second onboard microwave antenna, also connected to the input / output of the onboard antenna switch and through ether to a ground microwave antenna -band, on-board coding and decoding device connected to the corresponding input / output of the on-board computer, and in NK - ground-based coding and decoding device connected to the corresponding input / output of the computer ervogo ARM.

На фиг.1 представлена система радиосвязи с воздушными объектами, где обозначено:Figure 1 presents a radio communication system with airborne objects, where indicated:

1 - наземный комплекс;1 - ground complex;

2 - воздушный объект;2 - an air object;

3 - бортовой вычислитель;3 - on-board computer;

4 - бортовые датчики;4 - airborne sensors;

5 - приемник сигналов навигационных спутниковых систем (бортовой);5 - a signal receiver for navigation satellite systems (on-board);

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

7 - бортовая аппаратура передачи данных;7 - on-board data transmission equipment;

8 - бортовая радиостанция;8 - airborne radio station;

9 - бортовая антенна;9 - an onboard antenna;

10 - наземная антенна;10 - ground antenna;

11 - наземная радиостанция;11 - terrestrial radio station;

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

13 - вычислитель АРМ;13 - computer workstation;

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

15 - монитор АРМ;15 - monitor workstation;

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

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

18 - двунаправленная шина системы управления воздушным объектом;18 - bidirectional tire control system of an air object;

19 - бортовое кодирующе-декодирующее устройство;19 is an on-board coding and decoding device;

20 - наземное кодирующе-декодирующее устройство;20 - terrestrial coding and decoding device;

21 - бортовая аппаратура связи;21 - on-board communication equipment;

22 - бортовой антенный коммутатор;22 - on-board antenna switch;

23 - первая бортовая антенна СВЧ-диапазона;23 - the first onboard microwave antenna;

24 - вторая бортовая антенна СВЧ-диапазона;24 - the second onboard microwave antenna;

25 - наземная направленная антенна СВЧ диапазона;25 - terrestrial directional antenna of the microwave range;

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

27 - локально-вычислительные сети;27 - local area networks;

28 - наземный антенный коммутатор;28 - ground antenna switch;

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

30 - автоматизированное рабочее место;30 - workstation;

31 - одна из В вторых наземных АПД блока 33 сопряжения;31 - one of the second terrestrial ADF block 33 pair;

32 - устройство сопряжения с каналом связи;32 - a device for interfacing with a communication channel;

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

35 - концентратор.35 - the hub.

На фиг.2 представлен рисунок форм диаграмм направленности (в азимутальной плоскости) стандартной приемной антенны и виртуальной ДНА, ориентированной в направлении максимальной приходящей мощности сигнала, для пояснения эффекта выигрыша в отношении сигнал/помеха при использовании заявляемого объекта.Figure 2 presents a drawing of the shapes of the radiation patterns (in the azimuthal plane) of the standard receiving antenna and the virtual BOTTOM, oriented in the direction of the maximum incoming signal power, to explain the gain effect in relation to the signal / interference when using the inventive object.

На фиг.2 введены обозначения:Figure 2 introduced the notation:

h(β) - коэффициент усиления антенны;h (β) is the antenna gain;

а - виртуальная ДНА;a - virtual DNA;

б - стандартная ДНА приемной антенны;b - standard bottom of the receiving antenna;

в - направление прихода радиосигнала;in - the direction of arrival of the radio signal;

г - направление прихода помехи.g - direction of arrival of interference.

Двойными сплошными линиями на фиг.1 обозначены механические связи. Вспомогательные элементы электропитания, контроля, записи и хранения информации и другие, не влияющие на выполнение цели изобретения, не включены в структурную схему системы.The double solid lines in FIG. 1 denote mechanical bonds. 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 included in the structural diagram of the system.

Алгоритм работы системы заключается в повышении помехозащищенности системы за счет введения новых узлов, позволяющих обеспечить пространственно-временное кодирование широкополосной информации в условиях постоянно изменяющейся помеховой обстановки и независимо от взаимного положения НК 1 и ВО 2. Дополнительно помехозащищенность системы повышается за счет организации обмена данными между оборудованием воздушных объектов 2 и наземного комплекса 1 одновременно по двум радиоканалам: узкополосному (например, MB диапазона) и широкополосному (СВЧ-диапазона) радиоканалам связи.The algorithm of the system is to increase the noise immunity of the system due to the introduction of new nodes that allow for spatio-temporal coding of broadband information in a constantly changing jamming environment and regardless of the relative position of the NK 1 and VO 2. Additionally, the noise immunity of the system is increased due to the organization of data exchange between equipment airborne objects 2 and ground-based complex 1 simultaneously on two radio channels: narrowband (for example, MB band) and broadband y (microwave) radio channels of communication.

Система радиосвязи с воздушными объектами работает следующим образом. При беспомеховой обстановке во время движения воздушные объекты, находящиеся в пределах радиогоризонта, обмениваются данными с наземным комплексом 1 по узкополосному каналу связи, например в MB 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. При совпадении адреса воздушного объекта с хранящимся в списке адресом информация о местоположении, параметрах движения ВО 2 и состоянии его датчиков выводится на экран монитора 15 АРМ НК 1. В вычислителе 13 АРМ 30 решаются следующие задачи: прием-передача сигналов со второй наземной АПД 31, прием данных о фактическом положении ДНА наземной направленной антенны 25 и состоянии наземной аппаратуры 29 связи; формирование хронизирующих сигналов для переключения режимов «передача-прием» наземного антенного коммутатора 28, сигналов управления: положением ДНА наземной направленной антенны 25 СВЧ-диапазона 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 монитора 15 АРМ 30 картинки в соответствии с принятой с ВО 2 информацией и вспомогательных сообщений в виде графических линий, символов и других изображений, отображение квитанций и донесений о режимах работы ВО 2, НК 1, АРМ 30; слежение за местоположением всех ВО 2 в зоне радиосвязи, обеспечение постоянной радиосвязи с ВО 2, оптимальное управление их движением, решение конфликтных ситуаций, преобразование входных/выходных сигналов наземного кодирующе-декодирующего устройства 20 к виду, необходимому для работы наземной аппаратуры 29 связи, и выполнение других операций.A radio communication system with airborne objects works as follows. In a noise-free environment during movement, airborne objects located within the radio horizon exchange data with the ground-based complex 1 via a narrow-band communication channel, for example, in the MB band. The messages received by the ground-based radio station 11 from the air-to-ground channel through the data transmission apparatus 12 are sent to the computer 13 AWP 30, built, for example, on the basis of the personal computer “Baget” 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 the air objects stored in the memory of the calculator 13 AWP. If the address of the air object coincides with the address stored in the list, information about the location, motion parameters of VO 2 and the state of its sensors is displayed on the monitor screen 15 of the workstation NK 1. In the computer 13 workstation 30 the following tasks are solved: reception and transmission of signals from the second ground-based APD 31, receiving data on the actual position of the bottom of the ground directional antenna 25 and the state of the ground communications equipment 29; generation of timing signals for switching the transmission-reception modes of the ground antenna switch 28, control signals: position of the bottom of the ground directional antenna 25 in the microwave range in azimuth and elevation, ground leveling block 26, operating modes; receiving and processing control signals from all electronic components of the system, signals from the output of the ground receiver 14 signals of navigation satellite systems, receiving and transmitting data through the unit 33 pairing via bus 34 to information consumers; formation on the screen of the monitor 15 AWP 30 of the picture in accordance with the information received from the VO 2 and auxiliary messages in the form of graphic lines, symbols and other images, the display of receipts and reports on the operating modes of the VO 2, NK 1, AWP 30; tracking the location of all VO 2 in the radio communication zone, ensuring constant radio communication with VO 2, optimal control of their movement, resolving conflict situations, converting the input / output signals of the ground coding and decoding device 20 to the form necessary for the operation of the ground communication equipment 29, and execution other operations.

Бортовой вычислитель 3 осуществляет формирование данных для передачи сигналов на НК 1, обработку принятых данных с НК 1 и о состоянии бортовой аппаратуры 21 связи; формирование хронизирующих сигналов для переключения режимов «передача-прием» бортового антенного коммутатора 22, прием и обработку сигналов контроля со всех радиоэлектронных узлов ВО с передачей результата обработки на НК 1, сигналов с выхода бортового приемника 5 сигналов навигационных спутниковых систем; прием-передачу данных по шине 18 соответствующим потребителям информации на борту и на земле, 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 в зоне радиосвязи с формированием отметки от НК 1 на экране блока 6 регистрации данных, обеспечение постоянной надежной радиосвязи с НК 1, оптимальное управление движением собственного ВО 2; решение конфликтных ситуаций, преобразование входных/выходных сигналов бортового кодирующе-декодирующего устройства 19 к виду, необходимому для работы бортовой аппаратуры 21 связи, и выполнение других операций.The on-board computer 3 generates data for transmitting signals to the NK 1, processes the received data from the NK 1 and the state of the on-board communication equipment 21; generation of timing signals for switching the “transmit-receive” modes of the on-board antenna switch 22, receiving and processing control signals from all electronic components of the HE with transmitting the processing result to the NK 1, signals from the output of the on-board receiver 5 signals of navigation satellite systems; receiving and transmitting data on the bus 18 to the relevant consumers of information on board and on the ground, forming on the screen of the data recording unit 6 a picture in accordance with the information received and with the SC 1 and auxiliary information from the BO 2 nodes in the form of graphic lines, symbols and other images; display of control commands with NK 1 operating modes of the VO 2 nodes; tracking the location of the NK 1 in the radio communication zone with the formation of a mark from the NK 1 on the screen of the data recording unit 6, ensuring constant reliable radio communication with the NK 1, optimal control of the movement of its own VO 2; resolving conflict situations, converting the input / output signals of the on-board encoding and decoding device 19 to the form necessary for the operation of the on-board communication equipment 21, and performing 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. Все АРМ 30 для повышения аппаратной надежности системы идентичны по структуре и программному обеспечению. Пульт 16 управления АРМ, предназначенный для выполнения известных операций [1], может состоять, например, из клавиатуры и манипулятора графического. Число АРМ 30 определяется требуемой производительностью операторов (диспетчеров), числом 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 carried out programmatically with the help of additional modules structurally integrated into the computers 3 and 13 of the workstation or made as separate nodes included in the "frame" of these computers. All AWP 30 to increase the hardware reliability of the system are identical in structure and software. The AWP control panel 16, designed to perform known operations [1], may consist, for example, of a keyboard and a graphic manipulator. The number of AWP 30 is determined by the required productivity of operators (dispatchers), the number of consumers of information and the amount of information they consume. The on-board computer 3 may consist of several processors connected by a common bus. All AWP 30 are interconnected and with other units 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].

В бортовой и наземной АПД (7 и 12) для повышения помехоустойчивости используется кодирование передаваемых данных, комбинированные методы модуляции, способы борьбы с замираниями в условиях многолучевого распространения радиоволн. Кодирование передаваемых данных может быть осуществлено, например, с помощью сверточного кодирования по Витерби с мягким решением и использованием модифицированной решающей обратной связи [6, 10]. 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 [6, 10].In the airborne and ground-borne ADFs (7 and 12), to increase noise immunity, encoding of transmitted data, combined modulation methods, and methods of combating fading in multipath propagation of radio waves are used. The encoding of the transmitted data can be carried out, for example, using convolutional coding according to Viterbi with a soft solution and using modified decision feedback [6, 10]. To combat fading in the conditions of multipath propagation of radio waves, for example, a broadband signal and reception of time-spaced signals according to the REIK scheme can be used, which provides separation and adaptive weight addition of signals in the dynamics of the multipath profile [6, 10].

Для радиолинии связи СВЧ-диапазона в соответствии с рекомендациями Международной комиссии по радиочастотам могут быть выбраны, например, диапазоны (1710-1850) МГц, (7125-8500) МГц или другие, имеющие характерные окна радиопрозрачности атмосферы. Особенностью широкополосной радиолинии связи является то, что в наземной и бортовой аппаратуре связи 29 и 21 для повышения помехозащищенности используются методы пространственно-временного блокового кодирования, например, с помощью способа, предложенного Аламоути [4, 5]. При использовании этого способа предполагается одновременное излучение с двух антенн двух пар одинаковых радиосигналов в двух интервалах передачи таким образом, что при синфазном их сложении на приеме повысится помехозащищенность системы. В этом случае информационные биты сначала модулируются М-арным кодом. Затем бортовым кодирующее-декодирующим устройством 19 формируется блок из двух символов s₁ и s₂ в каждой операции кодирования, который затем модулируется в бортовой аппаратуре 21 связи и в форме радиосигналов посылается через бортовой антенный коммутатор 22 на две слабонаправленные передающие антенны 23 и 24 СВЧ-диапазона в соответствии с матрицей кодированияFor the microwave communication line in accordance with the recommendations of the International Commission on Radio Frequencies, for example, the bands (1710-1850) MHz, (7125-8500) MHz or others having characteristic windows of atmospheric radio transparency can be selected. A feature of the broadband radio communication line is that in the ground and airborne communication equipment 29 and 21, to increase the noise immunity, spatial-temporal block coding methods are used, for example, using the method proposed by Alamouti [4, 5]. When using this method, it is assumed that two pairs of identical radio signals are emitted from two antennas at the same time in two transmission intervals in such a way that when they are added in phase at the reception, the noise immunity of the system will increase. In this case, the information bits are first modulated by the M-ary code. Then, an on-board coding / decoding device 19 forms a block of two symbols s ₁ and s ₂ in each coding operation, which is then modulated in the on-board communication equipment 21 and sent in the form of radio signals through the on-board antenna switch 22 to two weakly directed transmitting antennas 23 and 24 microwave range according to coding matrix

$S = [\begin{matrix} s_{1} & - s_{2}^{*} \\ s_{2} & s_{1}^{*} \end{matrix}] (1)$

S = [\begin{matrix} s_{one} & - s_{2}^{*} \\ s_{2} & s_{one}^{*} \end{matrix}] (one)

В первом столбце матрицы (1) представлена последовательность, передаваемая в первом интервале передачи, во втором - во втором интервале передачи. Первый ряд формулы (1) соответствует символам, передаваемым с первой антенны, второй ряд - передаваемым со второй антенны. В течение первого символьного интервала, первая антенна передает сигнал s₁ и вторая антенна передает сигнал s₂. В течение второго символьного интервала первая антенна передает сигнал $s_{2}^{*}$

и вторая антенна передает сигнал

s_{1}^{*}

, который является комплексной величиной от s₁. Следовательно, с ВО 2 на НК 1 передается информация одновременно в пространстве и во времени. Этим характеризуется пространственно-временное кодирование. Информационные последовательности радиосигналов, посылаемые на НК 1 с первой и второй антенны 23 и 24 СВЧ-диапазона ортогональны [4, 5].The first column of the matrix (1) shows the sequence transmitted in the first transmission interval, in the second - in the second transmission interval. The first row of the formula (1) corresponds to the symbols transmitted from the first antenna, the second row - transmitted from the second antenna. During the first symbol interval, the first antenna transmits signal s ₁ and the second antenna transmits signal s ₂ . During the second character interval, the first antenna transmits a signal

s

_{2}^{*}

and the second antenna transmits a signal

s_{one}^{*}

, which is a complex value of s ₁ . Therefore, from VO 2 to NK 1 information is transmitted simultaneously in space and in time. This is characterized by space-time coding. Information sequences of radio signals sent to the SC 1 from the first and second antennas 23 and 24 of the microwave range are orthogonal [4, 5].

Коэффициенты передачи радиосигналов с первой и второй антенн 23 и 24 СВЧ-диапазона можно выразить через h₁(t) и h₂(t) соответственно. Если принять постоянство этих коэффициентов в течение двух интервалов передачи информационной последовательности символов, то получимThe transmission coefficients of the radio signals from the first and second microwave antennas 23 and 24 can be expressed in terms of h ₁ (t) and h ₂ (t), respectively. If we accept the constancy of these coefficients over two transmission intervals of the information sequence of characters, then we obtain

h₁(t)=h₁(t+T)=h₁=|h₁|e^jθ ₁,h ₁ (t) = h ₁ (t + T) = h ₁ = | h ₁ | e ^jθ ₁ ,

h₂(t)=h₂(t+T)=h₂=|h₂|e^jθ ₂,h ₂ (t) = h ₂ (t + T) = h ₂ = | h ₂ | e ^jθ ₂ ,

где |h_i| и θ_i, i=1, 2 - амплитуда и фаза сигнала с i-й антенны передатчика бортовой аппаратуры 21 связи и T - длительность символа.where | h _i | and θ _i , i = 1, 2 is the amplitude and phase of the signal from the i-th antenna of the transmitter of the on-board communication equipment 21, and T is the symbol duration.

Для приема кодированного по Аламоути двухсимвольного сигнала в приемнике наземной аппаратуры связи 29 достаточно одной антенны и пары временных отсчетов сигнальной смеси [4]. После прохождения канала приемника и оцифровки сигнальной смеси в двух последовательных временных интервалах может быть получена совокупность напряженийTo receive a two-character signal encoded by Alamouti in the receiver of the ground communication equipment 29, one antenna and a pair of time samples of the signal mixture are sufficient [4]. After passing through the receiver channel and digitizing the signal mixture in two consecutive time intervals, a set of voltages can be obtained

${\begin{cases} y_{i} = h_{1} x_{i} + h_{2} x_{i + 1} + n_{i}, \\ y_{i + 1} = - h_{1} x_{i + 1}^{*} + h_{2} x_{i}^{*} + n_{i + 1}, \end{cases}$

,

{\begin{cases} y_{i} = h_{one} x_{i} + h_{2} x_{i + one} + n_{i}, \\ y_{i + one} = - h_{one} x_{i + one}^{*} + h_{2} x_{i}^{*} + n_{i + one}, \end{cases}

,

где n_i и n_i+1 - независимые комплексные переменные с нулевым значением и различаются лишь в том, что представляют собой аддитивный белый гауссовский шум в интервале времени {t, t+T} соответственно, x_i и x_i+1 - символы передаваемой последовательности, разделенной на пары, например на смежные - четный и нечетный [4].where n _i and n _{i + 1} are independent complex variables with a zero value and differ only in that they are additive white Gaussian noise in the time interval {t, t + T}, respectively, x _i and x _{i + 1} are symbols of the transmitted a sequence divided into pairs, for example, into adjacent ones — even and odd [4].

Для оценки коэффициентов передачи радиосигналов с первой и второй бортовых антенн 23 и 24 СВЧ-диапазона h₁(t) и h₂(t) при составлении канала связи транслируются заранее известные пилот-сигналы, например преамбула. Затем по этим данным в приемнике наземной аппаратуры 29 связи вычисляются коэффициенты передачи h₁(t) и h₂(t) на интервале времени {t, t+T} и осуществляется декодирование пары передаваемых символов, например, по критерию максимального правдоподобия.To evaluate the transmission coefficients of radio signals from the first and second onboard microwave antennas 23 and 24, h ₁ (t) and h ₂ (t), when compiling a communication channel, previously known pilot signals are transmitted, for example, a preamble. Then, according to these data, the transmission coefficients h ₁ (t) and h ₂ (t) on the time interval {t, t + T} are calculated in the receiver of the ground communication equipment 29 and a pair of transmitted symbols is decoded, for example, according to the maximum likelihood criterion.

Если местоположение источников сигнала и помех разнесено в пространстве, то повысить помехозащищенность системы можно, разделив их на основе пространственной селекции по разным углам прихода на приемную направленную антенну 25 СВЧ-диапазона. При поступлении сигналов и помех на направленную антенну 25 СВЧ-диапазона с разных угловых направлений, различающихся более чем на ширину главного луча диаграммы направленности антенны, их можно разделить обычной пространственной селекцией. Например, при наличии в НК 1 приемной направленной антенны 25 СВЧ-диапазона с узкой ДНА (1-6)° [10] можно сформировать главный луч диаграммы направленности антенны, сориентировать его в направлении максимальной приходящей мощности сигнала и минимизировать коэффициент усиления антенны в направлении на источник помех. В некоторых случаях при работе в условиях холмистой (гористой) местности для увеличения углового разноса трасс прохождения сигналов и помехи можно искусственно ориентировать диаграмм направленности передающих антенн ВО 2 не в направлении приемника, а в сторону мощного переотражателя (горы, холма и других крупных объектов).If the location of the signal and interference sources is separated in space, then the noise immunity of the system can be increased by dividing them based on spatial selection at different angles of arrival at the receiving directional microwave antenna 25. Upon receipt of signals and interference to the directional antenna 25 of the microwave range from different angular directions, differing by more than the width of the main beam of the antenna pattern, they can be divided by conventional spatial selection. For example, if there is a receiving microwave antenna 25 in the NK 1 with a narrow BOTTOM (1-6) ° [10], you can form the main beam of the antenna radiation pattern, orient it in the direction of the maximum incoming signal power and minimize the antenna gain in the direction of source of interference. In some cases, when working in hilly (mountainous) terrain, in order to increase the angular separation of signal paths and interference, it is possible to artificially orient the radiation patterns of transmitting BO 2 antennas not in the direction of the receiver, but in the direction of a powerful reflector (mountain, hill, and other large objects).

При различии в направлениях приема сигнала и помехи, не превышающем ширины главного луча приемной диаграммы направленности антенны (ДНА) направленной антенны 25 СВЧ-диапазона НК 1, а остальные их параметры совпадают, передаваемые радиосигналы с ВО 2 могут быть разделены на основе методов углового «сверхразрешения» по процедуре Кейпона [4, 5, 11]. Рассмотрим этот метод на примере двухвибраторной антенны. Если угловые координаты излучателей (β_m) ВО 2 относительно нормали к приемной направленной антенне 25 СВЧ-диапазона НК 1 известны, например, по точным данным о текущем местоположении ВО 2, полученных с помощью обработки сигналов приемника глобальных навигационных спутниковых систем, то задача разделения сигналов, излученных парой вибраторов, сводится к решению системы уравнений, составленных по одному отсчету аналогово-цифрового преобразователя (АЦП)With a difference in the directions of signal reception and interference not exceeding the width of the main beam of the receiving antenna radiation pattern (BOTTOM) of the directional antenna 25 of the microwave range NK 1, and the rest of their parameters coincide, the transmitted radio signals from VO 2 can be separated based on angular "superresolution" methods »According to the Capon procedure [4, 5, 11]. Consider this method as an example of a two-vibrator antenna. If the angular coordinates of the emitters (β _m ) VO 2 relative to the normal to the receiving directional antenna 25 of the microwave range NK 1 are known, for example, from accurate data on the current location of VO 2 obtained by processing the signals of the receiver of global navigation satellite systems, then the problem of signal separation radiated by a pair of vibrators is reduced to solving a system of equations compiled from one sample of an analog-to-digital converter (ADC)

${\begin{cases} y_{1} = h_{1} (β_{1}) x_{1} + h_{1} (β_{2}) x_{2}, \\ y_{2} = h_{2} (β_{1}) x_{1} + h_{2} (β_{2}) x_{2}, \end{cases}$

{\begin{cases} y_{one} = h_{one} (β_{one}) x_{one} + h_{one} (β_{2}) x_{2}, \\ y_{2} = h_{2} (β_{one}) x_{one} + h_{2} (β_{2}) x_{2}, \end{cases}

где y₁, y₂ - выходные напряжения приемных антенн; x₁, х₂ - неизвестные комплексные амплитуды излученных сигналов, h₁(β_m), h₂(β_m) - известные формы диаграмм направленности приемных антенных элементов в направлениях источников излучения [4].where y ₁ , y ₂ - output voltage of the receiving antennas; x ₁ , x ₂ - unknown complex amplitudes of the emitted signals, h ₁ (β _m ), h ₂ (β _m ) - known forms of radiation patterns of the receiving antenna elements in the directions of the radiation sources [4].

Неизвестные угловые координаты источников излучения β_m определяются на этапе вхождения в связь при цифровом формировании диаграмм направленности приемных антенных элементов. Для этого можно применять нелинейные математические операции, например процедуру Кейпона [4, 5]. На фиг.2 поясняется эффект сверхразрешения сигнала (фиг.2в) и помехи (фиг.2г), принимаемых практически в главном луче результирующей диаграммы направленности антенны 25 СВЧ-диапазона НК 1 (фиг.2б). В результате проведения операций по методу Кейпона диаграммы направленности подобных приемных антенн (фиг.2а), которые являются виртуальными функциями, будут крайне узконаправленными и остроконечными, что позволяет повысить пространственную избирательность направленной антенны 25 СВЧ-диапазона по сравнению с классической обработкой посредством преобразования Фурье [4, 5]. Характерно, что передавать радиосигналы в данном случае может антенна с широкой (слабонаправленной) диаграммой направленности. Это особенно важно, поскольку при нелинейной обработке сигналов принцип взаимности не выполняется и воспроизвести столь же узконаправленные диаграммы направленности диаграммы направленности для передающей антенны невозможно. С помощью фиг.2 можно представить выигрыш предлагаемой системы в отношении сигнал/помеха, например, как отношение площадей, заключенных внутри кривых, ограниченных классической (фиг.2б) и виртуальной (фиг.2а) ДНА. При организации радиолинии связи, например, в сантиметровом диапазоне для использования предложенной технологии на ВО 2 можно создать большой разнос антенных элементов - до 10 длин волн [4, 5]. Это обеспечивает лучшую декорреляцию сигналов в режиме передачи на НК 1. Алгоритм сверхразрешения по методу Кейпона при обработке сигналов в антенной решетке с неидентичными каналами приведен в работе [11].The unknown angular coordinates of the radiation sources β _{m are} determined at the stage of entering into communication with the digital formation of radiation patterns of the receiving antenna elements. For this, nonlinear mathematical operations can be applied, for example, the Kapon procedure [4, 5]. Figure 2 explains the effect of superresolution of the signal (Fig.2c) and interference (Fig.2d), taken almost in the main beam of the resulting radiation pattern of the antenna 25 of the microwave range NK 1 (Fig.2B). As a result of operations according to the Kapon method, the radiation patterns of such receiving antennas (Fig. 2a), which are virtual functions, will be extremely narrow-pointed and pointed, which allows to increase the spatial selectivity of the directional antenna 25 of the microwave range compared to classical processing using the Fourier transform [4 , 5]. It is characteristic that in this case an antenna with a wide (slightly directed) radiation pattern can transmit radio signals. This is especially important, since in non-linear signal processing the reciprocity principle is not fulfilled and it is impossible to reproduce equally narrow radiation patterns of a radiation pattern for a transmitting antenna. With the help of FIG. 2, one can imagine the gain of the proposed system in terms of signal / noise, for example, as the ratio of the areas enclosed within the curves bounded by the classical (Fig. 2b) and virtual (Fig. 2a) DNA. When organizing a radio link, for example, in the centimeter range, to use the proposed technology on VO 2, it is possible to create a large spacing of antenna elements - up to 10 wavelengths [4, 5]. This provides better decorrelation of signals in the transmission mode to NK 1. The super-resolution algorithm according to the Cape method for processing signals in an antenna array with non-identical channels is given in [11].

Операции формирования и обработки передаваемых и принимаемых сигналов, например, по алгоритму Аламоути осуществляются в устройствах 19 и 20 соответственно. Процедуры борьбы с замираниями радиосигнала из-за эффекта отражения от Земли и «формирования» виртуальной сверхузкой ДНА, например, по методу Кейпона, производятся программно в наземной аппаратуре связи 29. Аппаратура связи 21 и 29 состоит, например, из радиостанции СВЧ-диапазона и соответствующей вычислительной аппаратуры обработки и передачи данных. В радиостанции для создания широкополосного сигнала может быть использован, например, метод непосредственной модуляции сигнала промежуточной частоты фазоманипулированной последовательностью. В некоторых вариантах может быть использована псевдослучайная перестройка несущей частоты.The operations of generating and processing the transmitted and received signals, for example, according to the Alamouti algorithm, are carried out in devices 19 and 20, respectively. Procedures to combat radio signal fading due to the effect of reflection from the Earth and the “formation” of a virtual ultra-narrow BOTTOM, for example, according to the Capon method, are performed in software in the ground communication equipment 29. Communication equipment 21 and 29 consists, for example, of a microwave station and the corresponding computing equipment for data processing and transmission. In a radio station, for example, a method for directly modulating an intermediate frequency signal with a phase-shifted sequence can be used to create a broadband signal. In some embodiments, pseudo-random carrier frequency tuning may be used.

В качестве антенны 25 могут быть использованы, например, активные фазированные антенные решетки или параболические антенны с электромеханическим управлением положением ДНА. Сектор сканирования луча ДНА антенны 25 может быть, например, 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 ДНА выполняется, например, программно с помощью вычислителя 13 АРМ и дополнительных модулей, конструктивно встраиваемых в вычислитель 13 АРМ или выполненных в виде отдельных узлов, входящих в его «обрамление». Сохранение положения центра ДНА в направлении на выбранный объект системы при маневрах ВО 2 или НК 1 обеспечивается с помощью блока горизонтирования 26, управляемого с помощью данных с вычислителя 13 АРМ. Наведение ДНА осуществляется путем нахождения пространственного вектора между двумя объектами системы и направления по нему центра ДНА направленной антенны 25 СВЧ-диапазона. Для этого с учетом тенденции (экстраполяции) движения с привязкой к единому всемирному времени используются точные координаты ВО 2 и НК 1, вычисляемые по выходным сигналам приемников 5 и 14 навигационных спутниковых систем, например ГЛОНАСС/GPS [7]. На ВО 2 может быть установлена пассивная антенна с круговой ДНА по азимуту и с небольшой направленностью по углу места с коэффициентом усиления (3-10) дБ, что необходимо при полете ВО 2 по замкнутому маршруту. Для защиты антенн 23, 24 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 ДНА под радиопрозрачным укрытием размещают устройства сканирования наземной направленной антенны 25 СВЧ-диапазона по азимуту и углу места и соответствующие датчики, входящие в состав наземного блока 26 горизонтирования, антенный коммутатор 28 и для уменьшения потерь радиосигнала в антенно-фидерном тракте наземную аппаратуру 29 связи.As the antenna 25 can be used, for example, active phased array antennas or parabolic antennas with electromechanical control of the position of the bottom. The beam scanning sector of the BOTTOM of the antenna 25 can be, for example, in azimuth of 360 °, in elevation - practically from 0 to 180 ° (excluding closing angles and communication features at elevation angles near 90 °). The control of the position of the BOTTOM is performed, for example, programmatically using the calculator 13 AWP and additional modules, structurally embedded in the calculator 13 AWP or made in the form of separate nodes included in its "frame". Saving the position of the center of the DND in the direction of the selected object of the system during maneuvers VO 2 or NK 1 is provided using the leveling unit 26, controlled by data from the computer 13 AWP. Guidance of the BOTTOM is carried out by finding the spatial vector between two objects of the system and directing the center of the BOTTOM along it of the directed antenna 25 of the microwave range. For this, taking into account the trend (extrapolation) of the movement with reference to the unified universal time, the exact coordinates of VO 2 and NK 1 are used, calculated from the output signals of receivers 5 and 14 of navigation satellite systems, for example, GLONASS / GPS [7]. A VO 2 can be equipped with a passive antenna with a circular bottom beam in azimuth and with a small directivity in elevation with a gain of (3-10) dB, which is necessary when flying VO 2 on a closed route. To protect the antennas 23, 24 and 25 from external influences, for example, radiotransparent shelters not shown in the figure can be used. For the option of using parabolic antennas with electromechanical control of the BOTTOM position on NK 1 under a radiotransparent shelter, scanning devices for a ground directional microwave antenna 25 in azimuth and elevation and the corresponding sensors included in the ground leveling block 26, antenna switch 28 and to reduce losses the radio signal in the antenna-feeder path of the ground communications equipment 29.

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 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 calculator 13 of one of the workstation, for example the first. The data obtained via LAN 27 is distributed between the other computers 13 of the AWP 30 and, if necessary, is transmitted through one of the second terrestrial ADFs 31 of the interface unit 33 and the interface unit 32 to the communication channel of the interface unit 33 via the bus 34 to the corresponding information consumer. Messages from the consumer of information to the computers 13 AWP 30 are transmitted through the same nodes, but in the reverse order. Depending on the amount of information required for processing and generating messages to the consumer, several AWS 30 can be used. Data exchange via LAN 27 is organized by known methods using a hub 35, which can be performed, for example, as a terminal device for the ICIE interface [8, 9 ].

Узлы 7, 8, 9, составляющие основу бортового комплекса связи MB диапазона, и узлы 10, 11, 12, составляющие основу наземного комплекса связи MB диапазона, для повышения надежности связи могут 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 MB каналам, и обработки наиболее ценной, достоверной информации.The nodes 7, 8, 9, which form the basis of the onboard communications complex of the MB range, and the nodes 10, 11, 12, which form the basis of the ground communications complex of the MB range, can be reserved to increase the reliability of communication. Then one of the inputs / outputs of the on-board computer 3 must be connected to the second chain, consisting of nodes 7, 8, 9 connected in series, and on NK 1 one of the inputs / outputs of the ground computer 13 of any of the AWS 30 must also be connected to the corresponding second a chain consisting of series-connected nodes 12, 11, 10. In this case, in the ground computer 13 of one of the workstations defined by the master, the operations of evaluating the reliability of information received from VO 2 through two MB channels and processing the most valuable th information.

Принятые данные обрабатываются в блоке 17 анализа типа сообщений воздушного объекта 2. Если сообщение предназначено для данного ВО 2, то после анализа решается вопрос о направлении данных на блок 6 регистрации или по двунаправленной шине 18 на систему управления ВО, не указанную на фигуре.The received data is processed in the analysis block 17 of the type of messages of the airborne object 2. If the message is intended for this VO 2, then after analysis the issue of sending data to the registration unit 6 or via a bi-directional bus 18 to the VO control system not indicated in the figure is solved.

Для последовательного выполнения операций по организации широкополосной радиолинии связи в заданный момент времени определяется текущее местоположение ВО 2 и НК 1, вычисляются в наземном вычислителе 13 экстраполяционные точки нахождения соответствующих объектов системы во время планируемого сеанса связи, осуществляется наведение центра диаграмм направленности антенны 25 СВЧ-диапазона НК 1 на ВО 2 и слежение за ним во время движения. Затем проводят обмен данными между соответствующими объектами системы.To sequentially perform operations on organizing a broadband radio communication line at a given point in time, the current location of VO 2 and NK 1 is determined, the extrapolation points of location of the corresponding system objects during the planned communication session are calculated in the ground computer 13, and the center of the radiation patterns of the antenna 25 microwave range NK 1 on VO 2 and tracking him while driving. Then, data is exchanged between the corresponding objects of the system.

При совпадении направления с НК 1 на ВО 2 с направлением на источник помех, положение которого определено в наземном вычислителе 13 АРМ по результатам оценки достоверности принятой информации с ВО 2 с помощью, например, процедуры Кейпона, указанными ранее процедурами обеспечивается заданная помехозащищенность.If the direction coincides with the NK 1 at VO 2 with the direction to the interference source, the position of which is determined in the ground computer 13 of the AWS according to the results of evaluating the reliability of the received information with VO 2 using, for example, the Cappon procedure, the specified procedures provide the specified noise immunity.

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 the NK 1 about the reliable reception of information on the VO 2 in the computer 13 AWP 30, the following message is automatically generated to the address of the managed VO 2. This message, having passed through the same chain considered earlier, but only in the reverse order, is sent to the corresponding on-board computer 3 and, if necessary, is displayed on the screen of the airborne data recording unit 6.

Для удобства разрешения оператором НК 1 конфликтной ситуации при наличии помеховой обстановки на экран каждого монитора 15 АРМ 30 НК 1 может выводиться положение каждого 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 сообщается об этом на ВО 2. Для отображения тенденции движения ВО 2 на экране монитора 15 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 ВО 2 в зоне обслуживания НК 1 сохраняется в памяти вычислителя 13 АРМ на заданный период времени.For the convenience of resolving a conflict situation by the NK 1 operator in the presence of an interference situation, the position of each VO 2 relative to the NK 1 can be displayed on the screen of each monitor 15 AWP 30 NK 1. For this, parts of the space in which the interference situation is probabilistic are allocated using the 13 AWP calculator software sense less stressful, and it is reported on VO 2. To display the trend of VO 2 movement on the monitor screen 15 AWP by calculator 13 AWP 30 marks are formed that characterize the previous location of VO 2 and extrapolation mark characterizing the location VO 2 at a predetermined time interval. As the VO 2 moves, the outdated marks are erased. The position of the flight path VO 2 in the service area of the NK 1 is stored in the memory of the computer 13 AWP for a given 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 заголовке кодограммы формируется код запрета передачи других данных на время, отводимое для трансляции данных с НК 1 на ВО 2 с учетом времени реакции ВО 2 на принятое сообщение и времени задержки в трактах обработки дискретных сигналов. Принимаемая на ВО 2 информация отображается на экране бортового блока 6 регистрации данных в виде буквенно-цифровых символов или в виде точек и векторов.When transmitting priority messages for VO 2 from NK 1 in accordance with the categories of urgency adopted in the radio communication system with airborne objects, a code prohibiting the transfer of other data for the time allotted for broadcasting data from NK 1 to VO 2 taking into account the response time is formed in the header of the codogram VO 2 on the received message and delay time in the processing paths of discrete signals. The information received at VO 2 is displayed on the screen of the airborne data recording unit 6 in the form of alphanumeric characters or in the form of dots 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 in accordance with the exchange protocol are in the queue of the corresponding category of urgency. In computers 3 and 13, the “aging” time of information 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 retransmit 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 мониторе 15 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 анализатор 17 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 normal mode, in an interference-free environment with NK 1, when signal retransmission is not required, an address interrogation of VO 2 is carried out by forming a message for transmission to the radio channel in accordance with the exchange protocol. The message dialed by the operator (dispatcher) from any of the AWP 30 control panels 16 is displayed on the AWP monitor 15 and in parallel on the NK 1 after the signal has passed through the AWP 30 calculator 13, data transmission equipment 12, radio station 11, antenna 10, and BO 2 through on-board : antenna 9, radio station 8, data transmission equipment 7 enters the on-board computer 3, where the address received in the message is identified with its own address VO 2. If the addresses match, the message is transmitted to the analyzer 17 of the type of relayed message for deciphering the service part of the received message and determining the operation mode of the VO 2 equipment. The information part of the message is recorded in the memory of the on-board computer 3 and, if necessary, displayed on the screen of the data recording unit 6, which can be made in the form of a monitor or other display device.

В зависимости от числа 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 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 монитора 15 АРМ. Визуальная картинка может быть усилена звуковым эффектом.Depending on the number of airborne objects and the number of interrogations of messages in the radio channel, the system uses dynamic algorithms for exchanging messages and effectively controlling the flight of VO 2. When changing the jamming situation, the relative position of NK 1 and VO 2, violation of the flight mode of the air object and other parameters in the computers 3 and 13, a warning signal is automatically generated about a possible “disconnection” of communication, information about which is displayed on the screens of data recording unit 6 and monitor 15 AWP. The visual picture can be enhanced with a sound effect.

В режиме адресного опроса инициатором связи может быть только НК 1. Если ВО 2 сформировал для передачи сообщение и обнаружил, что радиоканал свободен, то он информирует по радиолиниям MB и СВЧ-диапазона о начале цикла передачи данных, в том числе о своем местоположении, и случайным образом в выделенных ему временных слотах распределяет передаваемые сообщения. На ВО 2 в вычислителе 3 оценивается уровень принимаемого сигнала несущей частоты в радиоканале и обрабатываются для выбора интервалов передачи точные по времени импульсы синхронизации с выхода приемников глобальных навигационных систем. При совпадении расчетного интервала передачи с установленной очередностью воздушный объект 2 начинает передачу собственного пакета данных в выделенном интервале времени.In address polling mode, only NK 1 can be a communication initiator. If VO 2 generates a message for transmission and finds that the radio channel is free, it informs via the MB and microwave frequencies of the beginning of the data transfer cycle, including its location, and randomly distributes the transmitted messages in the time slots allocated to it. At VO 2 in calculator 3, the level of the received carrier-frequency signal in the radio channel is estimated and time-accurate synchronization pulses from the output of the receivers of global navigation systems are processed to select transmission intervals. When the calculated transmission interval coincides with the established sequence, the air object 2 starts transmitting its own data packet in the selected time interval.

Устройства 20 и 19 могут быть выполнены в виде отдельных узлов или программными методами с помощью вычислителей 3 и 13.Devices 20 and 19 can be made in the form of separate nodes or software methods using calculators 3 and 13.

Сообщения с выходов приемников 5 и 14 сигналов 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 диаграммы направленности антенны 25 СВЧ-диапазона НК 1, 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 формируется соответствующее сообщение с привязкой к глобальному времени проведения измерения координат ВО 2. Для повышения точности определения местоположения ВО 2 и, следовательно, установленных на нем антенн 23 и 24 с НК 1 постоянно передаются по MB и СВЧ радиолиниям дифференциальные поправки, позволяющие с помощью известных процедур вычислить координаты ВО 2 с точностью до 1 м [7]. Метки времени с выходов приемников 5 и 14 сигналов навигационных спутниковых систем используются в вычислителях 3 и 13 для согласованного формирования интервалов передачи и приема широкополосной информации, управляющих работой антенных коммутаторов 22 и 28 с учетом времени защиты сообщений от наложения. Обычно интервал передачи широкополосной информации в направлении на ВО 2 значительно меньше (более 8 раз), чем с ВО 2 на НК 1.Messages from the outputs of the receivers 5 and 14 of the signals of navigation satellite systems, for example GLONASS / GPS, are recorded in the memory of computers 3 and 13 with reference to global time. In computers 3 and 13, this data is used to calculate the navigation characteristics and motion parameters of each HE in the radio communication zone of the NK 1, as well as to orient the antenna pattern 25 of the microwave range NK 1 in space, including when the mobile version is NK 1. Depending from the selected time interval for the issuance of messages about the location of VO 2 in the computer 1 in the calculator 3, a corresponding message is generated with reference to the global time for measuring the coordinates of VO 2. To improve the accuracy of determining the location Nia VO 2 and, therefore, mounted thereon antennas 23 and 24 with the NC 1 is continuously transmitted for microwave radio links and MB differential corrections, allowing by known procedures to calculate the coordinates of VO 2 up to 1 m [7]. Time stamps from the outputs of receivers 5 and 14 of the signals of navigation satellite systems are used in calculators 3 and 13 for coordinated formation of intervals for transmitting and receiving broadband information that control the operation of antenna switches 22 and 28 taking into account the time of message protection from overlapping. Typically, the transmission interval of broadband information in the direction to VO 2 is much less (more than 8 times) than from VO 2 to NK 1.

Принятые на наземном комплексе 1, представляющем собой наземный пункт приема, передачи, обработки и отображения информации, навигационные сообщения от ВО 2 обрабатываются в вычислителе 13 АРМ и выводятся на экран монитора 15 АРМ 30. Точка, характеризующая местоположение НК 1, обычно размещается в центре экрана монитора 15 АРМ 30. ВО 2, находящийся вблизи границы зоны устойчивой радиосвязи, выделяется, например, цветом отметки на экране монитора 15 АРМ.Received at the ground complex 1, which is a ground station for receiving, transmitting, processing and displaying information, navigation messages from VO 2 are processed in the computer 13 AWP and displayed on the monitor screen 15 AWP 30. The point characterizing the location of the NK 1 is usually located in the center of the screen monitor 15 AWP 30. VO 2, located near the boundary of the zone of stable radio communications, is highlighted, for example, by the color of the mark on the monitor screen 15 arm.

В аппаратуре передачи данных 7 и 12 по радиолинии, например MB диапазона, осуществляются известные операции: модуляции и демодуляции, кодирования и декодирования и другие [5, 6].In the equipment for transmitting data 7 and 12 over a radio line, for example, in the MB band, known operations are performed: modulation and demodulation, encoding and decoding, and others [5, 6].

На момент подачи заявки разработаны алгоритмы и программное обеспечение заявляемой системы радиосвязи. Узлы 1-18, 21-35 одинаковые с прототипом. Функции узлов 19-20 могут быть реализованы программно или на микросхемах WLANPlus MtW8150 и WLANPlus MtW8170 израильской фирмы Metalink Broadband [4]. Бортовые слабонаправленные антенны могут быть выполнены, например, в виде рупорных антенн. Вычислители 3 и 13 могут быть выполнены, например, на плате процессорной 5066-586-133MHz-1MB, 2 MB Flash CPU Card фирмы Octagon Systems и ЭВМ типа «Багет-01-07» ЮКСУ.466225.001 соответственно.At the time of application, algorithms and software of the inventive radio communication system have been developed. Nodes 1-18, 21-35 are the same as the prototype. The functions of nodes 19-20 can be implemented in software or on WLANPlus MtW8150 and WLANPlus MtW8170 microcircuits of the Israeli company Metalink Broadband [4]. Onboard low directional antennas can be made, for example, in the form of horn antennas. Computers 3 and 13 can be performed, for example, on a processor board 5066-586-133MHz-1MB, 2 MB Flash CPU Card manufactured by Octagon Systems and computers of the Baguette-01-07 type YuKSU.466225.001, respectively.

Использование заявляемой системы радиосвязи с воздушными объектами позволяет:Using the inventive radio communication system with air objects allows you to:

- повысить помехозащищенность передачи данных в условиях сложной помеховой обстановки, многолучевого распространения радиоволн и связанных с ним частотно-селективных замираний;- to increase the noise immunity of data transmission in a complex jamming environment, multipath propagation of radio waves and associated frequency-selective fading;

- обеспечить более высокую скорость передачи информации, благодаря организации широкополосной радиолинии связи СВЧ-диапазона;- to provide a higher speed of information transfer due to the organization of a broadband microwave communication line;

- повысить уровень безопасности полетов за счет предоставления пилоту ВО и оператору НК информации о местоположении и параметрах движения воздушного объекта и о ситуации вокруг него с точностью глобальной навигационной спутниковой системы (для GPS - 7 м, в режиме передачи дифференциальных поправок - 1 м [7]).- increase the level of flight safety by providing information to the HE pilot and NK operator about the location and motion parameters of the airborne object and about the situation around it with the accuracy of the global navigation satellite system (for GPS - 7 m, in the mode of transmitting differential corrections - 1 m [7] )

Предлагаемая помехозащищенная система радиосвязи может быть использована при картографировании местности с помощью воздушного объекта (летательного аппарата) и трансляции цифровых данных в НК, который будет являться наземным пунктом приема и передачи информации.The proposed interference-free radio communication system can be used when mapping the area using an airborne object (aircraft) and broadcasting digital data to the NK, which will be a ground point for receiving and transmitting information.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

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

2. Патент РФ №44907.2. RF patent No. 44907.

3. Патент РФ №2309543 (прототип).3. RF patent No. 2309543 (prototype).

4. Слюсар В.И. Системы MIMO: принципы построения и обработка сигналов. // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. - 2005. - №8. - С.52-59.4. Slyusar V.I. MIMO systems: principles of construction and signal processing. // Electronics: Science, Technology, Business. - 2005. - No. 8. - S. 52-59.

5. Alamouti S.M. Space_time block coding: A simple transmitter diversity technique for wireless communications. // IEEE Journal on Selected Areas in Communications. - Oct. 1998. - Vol.16, - p.1451-1458.5. Alamouti S.M. Space_time block coding: A simple transmitter diversity technique for wireless communications. // IEEE Journal on Selected Areas in Communications. - Oct. 1998. - Vol.16, - p. 1451-1458.

6. Уильям К.Ли. Техника подвижных систем связи. - М.: Радио и связь, 1985, 391 с.6. William C. Lee Technique of mobile communication systems. - M.: Radio and Communications, 1985, 391 p.

7. GPS - глобальная система позиционирования. - М.: ПРИН, 1994, 76 с.7. GPS - a global positioning system. - M .: PRIN, 1994, 76 p.

8. К.Э.Эрглис. Интерфейсы открытых систем. - М.: Горячая линия-Телеком, 2000. - 256 с.8.K.E. Erglis. Interfaces of open systems. - M .: Hotline-Telecom, 2000 .-- 256 s.

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

10. В.В.Бортников, С.С.Ананченков. Помехоустойчивость двоичных сигналов в марковском канале с замираниями. // Изв. вузов MB и ССО СССР, Радиотехника, 1984, т.24, №10, с.78-80.10.V.V.Bortnikov, S.S. Ananchenkov. Interference immunity of binary signals in a Markov channel with fading. // Izv. Universities MB and MTR of the USSR, Radio Engineering, 1984, t.24, No. 10, p. 78-80.

11. О.С.Литвинов. Алгоритм сверхразрешения по методу Кейпона при обработке сигналов в антенной решетке с неидентичными каналами. // Антенны, 2004, №8-9 (87-88), с.72-79.11. O.S. Litvinov. The super-resolution algorithm according to the Capon method for processing signals in an antenna array with non-identical channels. // Antennas, 2004, No. 8-9 (87-88), p. 72-79.

Claims

A radio communication system with airborne objects, consisting of a ground-based complex containing A workstations (AWS), a ground antenna, a ground-based radio station connected by two-way communications through the first ground-based data transmission equipment (ADF) to the corresponding first input / output of a computer of the first of A workstations places intended for receiving, transmitting data and resolving conflict situations, the second input / output of which is connected to the receiver of signals of navigation satellite systems, the input to control interface of the first AWP, and the output - to the AWP monitor, a hub connected to local area networks (LANs), which in turn are connected by two-way communications to the corresponding inputs / outputs of the terrestrial directional microwave antenna, ground-based antenna switch, ground-based communications equipment, to the ground leveling unit, to each of A AWPs, consisting of an AWP calculator connected to the output of the AWP control panel and to the input of the AWP monitor, to each of B interface units, consisting of series-connected terrestrial data transmission equipment and a device for interfacing with a communication channel, the output of which is the input / output of the system, the terrestrial directional microwave antenna through the antenna switch is connected by two-way communication with the corresponding input / output of the terrestrial communication equipment, the ground leveling unit is connected to the ground directional antenna by mechanical connections mobile airborne facility, which includes airborne data transmission equipment, airborne sensors, a navigation signal receiver technical systems, an analyzer of the type of received messages, on-board communication equipment, on-board antenna switch, each of which is connected to the corresponding inputs / outputs of the on-board computer, designed to generate, receive, transmit data and monitor the status of on-board equipment, the output of which is connected to the input of the data recording unit , and its separate input / output - to the bidirectional bus of the airborne control system, the on-board computer through series-connected on-board transmission equipment yes data and a radio station is connected to the on-board antenna, on-board communication equipment through a series-connected on-board antenna switch, the first on-board microwave antenna, the ether is connected to the terrestrial directional microwave antenna, characterized in that a second on-board microwave antenna is inserted into it additionally on the VO also connected to the input / output of the onboard antenna switch and through the ether to the terrestrial directional antenna of the microwave range, the onboard coding and decoding device connected to the corresponding input / output of the on-board computer to it, and in NK - a ground-based coding-decoding device connected to the corresponding input / output of the computer of the first AWP.