Тропосферное рассеяние - Tropospheric scatter

Система тропосферного рассеяния может преодолевать большие расстояния, в то время как микроволновое реле система (ниже) требует нескольких ретрансляционных станций из-за его Поле зрения ограничение.
Босуэлл-Бэй, Аляска Место Белой Алисы, антенна и фидер тропосферного рассеяния.
Тихоокеанская система рассеяния

Тропосферное рассеяние (также известен как тропосферное рассеяние) - это способ общения с микроволновое радио сигналы на значительные расстояния - часто до 300 километров (190 миль) и далее в зависимости от местности и климатических факторов. Этот метод распространения использует явление тропосферного рассеяния, когда радиоволны на УВЧ и СВЧ частоты случайным образом разбрасываются при прохождении через верхние слои тропосфера. Радиосигналы передаются узким лучом, направленным прямо над горизонтом в направлении приемной станции. Когда сигналы проходят через тропосферу, часть энергии рассеивается обратно к Земле, позволяя приемной станции улавливать сигнал.[1]

Обычно сигналы в микроволновом диапазоне частот распространяются по прямым линиям и поэтому ограничены Поле зрения приложения, в которых приемник может быть «виден» передатчиком. Расстояния связи ограничены визуальный горизонт примерно до 30–40 миль (48–64 км). Тропорассеяние позволяет микроволновую связь за горизонтом. Он был разработан в 1950-х годах и использовался для военной связи до спутники связи в значительной степени заменил его в 1970-х годах.

Поскольку тропосфера является турбулентной и имеет высокую долю влаги, радиосигналы тропосферного рассеяния являются преломленный и, следовательно, приемными антеннами улавливается лишь малая часть радиоэнергии. Частоты передачи около 2 ГГц лучше всего подходят для систем тропосферного рассеяния, так как на этой частоте длина волны сигнала хорошо взаимодействует с влажными, турбулентными областями тропосферы, улучшая отношение сигнал / шум.

Обзор

Исторически, высокий выигрыш блюдо или же рекламные щиты антенны были необходимы для систем тропосферного рассеяния, поскольку потери при распространении очень высокие; только около одной триллионной (1 x 10−12) мощности передачи доступна на приемнике. Дорожки проложены на расстоянии более 1000 км. Им потребовались антенны от 9 до 36 метров и усилители от 1 до 50 кВт. Это были аналоговые системы, которые могли передавать несколько голосовых каналов.

Системы тропосферного рассеяния эволюционировали с годами. С спутники связи используемые для линий связи на большие расстояния, современные системы тропосферного рассеяния используются на меньших расстояниях, чем предыдущие системы, используют меньшие антенны и усилители и имеют гораздо более широкую полосу пропускания. Типичные расстояния составляют от 50 до 250 км, хотя могут быть достигнуты большие расстояния в зависимости от климата, местности и требуемой скорости передачи данных. Типичные размеры антенны варьируются от 1,2 до 12 метров, а типичные размеры усилителя - от 10 Вт до 2 кВт. Скорость передачи данных более 20 Мбит / с может быть достигнута с помощью современных технологий.

Тропосферное рассеяние - довольно безопасный метод распространения, поскольку выравнивание антенны имеет решающее значение, что делает чрезвычайно трудным перехват сигналов, особенно если они передаются по открытой воде, что делает их очень привлекательными для военных пользователей. Военные системы, как правило, были "тонкими" тропами, называемыми так потому, что только узкие пропускная способность «Информационный» канал передавался по тропической системе; обычно до 32 аналоговых (полоса пропускания 4 кГц) каналов. Современные военные системы являются «широкополосными», так как работают с цифровыми каналами данных 4–16 Мбит / с.

Гражданские системы тропосферного рассеяния, такие как British Telecom (BT) Северное море нефтяная сеть связи требовала более емких «информационных» каналов, чем те, которые были доступны с использованием радиосигналов ВЧ (высокая частота - от 3 до 30 МГц) до появления спутниковой технологии. Системы BT на базе Scousburgh в Шетландские острова, Мормонд-Хилл в Абердиншир и Row Brow рядом Скарборо, были способны передавать и принимать 156 аналоговых (полоса пропускания 4 кГц) каналов данных и телефонии на / с нефтедобывающих платформ в Северном море, используя мультиплексирование с частотным разделением (FDMX) для объединения каналов.

Из-за характера турбулентности в тропосфере учетверенное распространение разнообразия пути использовались для обеспечения надежности услуги 99,98%, что соответствует примерно 3 минутам простоя из-за прерывания распространения в месяц. Для систем с четырехкратным пространственным и поляризационным разнесением требовались две отдельные тарелочные антенны (на расстоянии нескольких метров друг от друга) и две по-разному. поляризованный кормить рогами - один с вертикальной поляризацией, другой с горизонтальной поляризацией. Это гарантировало, что по крайней мере один путь прохождения сигнала был открыт одновременно. Сигналы с четырех разных путей были рекомбинированы в приемнике, где фазокорректор удалил разности фаз каждого сигнала. Фазовые различия были вызваны разной длиной пути каждого сигнала от передатчика к приемнику. После корректировки фазы четыре сигнала могут быть аддитивно объединены.

Слои атмосферы-en.svg

Сети связи тропосферного рассеяния

Связь тропосферного рассеяния в диапазоне УВЧ между Индией и СССР на марке Индии 1982 года

Явление тропосферного рассеяния использовалось для создания как гражданских, так и военных каналов связи в ряде частей мира, в том числе:

ACE High
НАТО военная связь по всей Европе от норвежско-советской границы до турецко-советской границы.
BT (British Telecom)
объединенное Королевство - Шетландские острова к Мормонд-Хилл
Германия
Торфхаус-Берлин, Кленце-Берлин во времена холодной войны
Portugal Telecom
Португалия - Серра-де-Ногейра до Artzamendi
CNT (Канадская телекоммуникационная компания)
Tsiigehtchic в Галена Хилл, Кено Сити
Hay River - Порт Радий - Леди Франклин Пойнт
Куба - Флорида
Гуанабо к Флорида-Сити
Корпорация AT&T

Офисы проектов [1]

Питтсборо (округ Чатем), Северная Каролина [2] - Бэкингем, штат Вирджиния [3] - Шарлоттсвилл, Вирджиния - Лисбург, Вирджиния - Хагерстаун, Мэриленд
Техас Тауэрс - РЛС ПВО.
Техасская башня 2
Georges Bank на глубине 56 футов (17 м), 110 миль (180 км) к востоку от Кейп-Код, 41 ° 44'N 67 ° 47'W / 41,733 ° N, 67,783 ° W / 41,733; -67.783, связано с Северный Труро, Массачусетс.
Техасская башня 3
Нантакет Шолс в воде высотой 80 футов (24 м), в 100 милях (160 км) к юго-востоку от Род-Айленда, 40 ° 45'N 69 ° 19'W / 40,75 ° N 69,317 ° W / 40,75; -69.317, связано с База Монток, Лонг-Айленд, штат Нью-Йорк.
Техасская башня 4
Безымянный мелководье (неофициально: Old Shaky), в 185-футовой (56 м) воде, в 84 милях (135 км) к юго-востоку от Нью-Йорка 39 ° 48′N 72 ° 40′W (разрушено, 28 убитых) , во время шторма 15 января 1961 г.), связанный с Хайлендс, Нью-Джерси материковый вокзал.
Техасская башня 1
Cashes Ledge (42 ° 53 'северной широты, 68 ° 57' западной долготы, глубина 36 футов), в 100 милях к востоку от Нью-Гэмпшира, не построен.
Техасская башня 5
Банк Брауна (42 ° 47 'северной широты, 65 ° 37' западной долготы, глубина 84 фута), 75 миль к югу от Новой Шотландии, не построен..
Средняя линия Канады
Серия из пяти станций (070, 060, 050, 415, 410) в Онтарио и Квебек вокруг нижнего Гудзонов залив.
Pinetree Line, Прыжок с шестом
Серия из четырнадцати станций, обеспечивающих связь с радиолокационными станциями восточного побережья линии США / Канады Пайнтри, идущих от N-31 Фробишер-Бэй, Баффинова Земля к Сент-Джонс, Ньюфаундленд и Лабрадор.
Белая Алиса /Линия РОСА /РОСА Обучение персонала (Холодная война эпоха)
Бывшая военная и гражданская сеть связи с восемьюдесятью станциями, тянущаяся к западному побережью от Порт Харди, Остров Ванкувер на север к Остров Бартера (БАР), на запад до Шемья, Аляска (SYA) в Алеутские острова (всего в нескольких сотнях миль от Советский союз ) и на восток через арктику Канада к Гренландия. Обратите внимание, что не все станции были тропосферными, но многие были. Он также включал тренировочную площадку для сети тропорассеяния линии Белая Алиса / DEW, расположенная между Пекатоника, Иллинойс к Стритор, Иллинойс.
Линия РОСА (Почтовый Холодная война эпоха)
Несколько сетей тропического рассеяния, обеспечивающих связь для обширной сети радаров ПВО на крайнем севере Канады и США.
НАРС
Сеть ПВО НАТО простирается от RAF Fylingdales, через Мормонд-Хилл, Великобритания, Сорнфелли (Фарерские острова ), Хёфн, Исландия к Кефлавик DYE-5, Роквилл.
ET-A, ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ
Сеть армии США из RAF Fylingdales к сети в Германия и единственная станция во Франции (Дом Форт ).
486L, МЕДКОМ
Сеть ВМС США, охватывающая Европейский побережье Средиземное море из Сан-Пабло, Испания на западе в Авиабаза Инджирлик, индюк на Востоке, со штаб-квартирой в Рингстед-Бэй в Дорсет, Англия.
королевские воздушные силы

Связь с Британские войска в Германии, убегая от Качели в Кент к Ламмерсдорф в Германия.

БАРЫ
Сеть тропорассеяния Варшавского договора, простирающаяся от Росток в DDR (Deutsches Demokratisches Republik), Чехословакия, Венгрия, Польша, Белоруссия СССР, Украина СССР, Румыния и Болгария.
СЕВЕР
Советская сеть, протянувшаяся через СССР.
Индия - СССР
Один раздел из Сринигар, Кашмир, Индия в Дангара, Таджикистан, СССР.
ВВС Индии
Часть сети противовоздушной обороны, охватывающей основные авиабазы, радиолокационные установки и ракетные объекты в Северной и Центральной Индии. Сеть постепенно выводится из эксплуатации, чтобы заменить ее более современными системами связи на основе оптоволокна.[2]
Рубин мира, Spellout, Сеть мира
Сеть противовоздушной обороны, созданная Соединенные Штаты в Иран дореволюционный. Spellout построила радар и сеть связи на севере Ирана. Peace Ruby построила еще одну сеть ПВО на юге, и Peace net объединила две сети.
Бахрейн - ОАЭ
Система тропо-рассеяния, связывающая Аль-Манама, Бахрейн к Дубай, Объединенные Арабские Эмираты.
РАФО
Система связи тропического рассеяния, обеспечивающая военную связь с бывшим SOAF - Султаном ВВС Омана (ныне RAFO - Королевские военно-воздушные силы Омана ), через Оманский султанат.
RSAF
А Королевские ВВС Саудовской Аравии тропорассеянная сеть, соединяющая крупные авиабазы ​​и населенные пункты в Саудовская Аравия.
Йемен
Единая система, связывающая Сана с Саада.
ЗАДНЕЕ КРЫЛЬЦО и IWCS
Две сети, управляемые Соединенные Штаты соединение военных баз в Таиланд и Южный Вьетнам.
Фил - Тай - Оки
Система, связывающая Филиппины с Тайвань.
Кабельное и беспроводное Карибская сеть

Канал тропосферного рассеяния был установлен компанией Cable & Wireless в 1960 году и соединил Барбадос с Порт-оф-Спейн, Тринидад. Сеть была продлена дальше на юг до Джорджтауна, Гайана, в 1965 году.[3][4]

Японские сети тропосферного рассеяния
Соединение двух сетей Японский острова с севера на юг.

Тактические системы связи тропосферного рассеяния

Белорусская мобильная система связи тропосферного рассеяния "Горизонт"

Помимо описанных выше постоянных сетей, в нескольких странах было произведено множество тактических транспортируемых систем:[5]

Советские / российские системы тропосферного рассеяния
МНИРТИ Р-423 -1 Бриг-1 / Р-423-2А Бриг-2А / Р-423-1КФ
МНИРТИ Р-444 Эшелон / Р-444-7,5 Эшелон Д
МНИРТИ Р-420 Атлет-Д
НИРТИ Р-417 Багет / R-417S Багет S
НПП Радиосвязь Р-412 А / Б / Ф / С ТОРФ
МНИРТИ Р-410 / R-410-5,5 / R-410-7,5 Атлет / Альбатрос
МНИРТИ Р-408 / Р-408М Баклан
Китайская Народная Республика (КНР), Народно-освободительная армия (НОАК) Системы тропосферного рассеяния
CETC TS-504 Система связи тропосферного рассеяния
CETC TS-510 / GS-510 Система связи тропосферного рассеяния
Западные системы тропосферного рассеяния
AN / TRC-97 Система связи тропосферного рассеяния
AN / TRC-170 Микроволновый радиотерминал тропосферного рассеяния[6]
AN / GRC-201 Система связи тропосферного рассеяния
Армейская микроволновая система TRC-170 Tropo Scatter

Армия и ВВС США используют тактические системы тропосферного рассеяния, разработанные Raytheon для дальней связи. Системы бывают двух конфигураций: исходная «тяжелая тропа» и более новая «легкая тропа». Системы обеспечивают четыре мультиплексированный групповые каналы и шифрование соединительных линий, а также 16 или 32 местных аналоговых телефонных номера. Корпус морской пехоты США также использует то же устройство, но более старую версию.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ FS-1037C Определение тропосферного рассеяния
  2. ^ AF Net
  3. ^ Кабельное и беспроводное телевидение в Барбадосе (2016)
  4. ^ Печать Гайаны (1968)
  5. ^ «Системы тропосферного рассеяния». ausairpower.net
  6. ^ Тактическая цифровая радиостанция с тропосферным рассеянием AN / TRC-170 ". Военные коммуникации Джейн

внешняя ссылка