Системы специальной радиосвязи
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Радиосвязь. Любительская радиосвязь
Издательство:
Инфра-Инженерия
Автор:
Хазан Виталий Львович
Год издания: 2025
Кол-во страниц: 236
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-9729-2445-5
Артикул: 866136.02.99
Дается не только описание различного рода систем специальной радиосвязи, но уделяется также особое внимание вопросам их разработки предприятиями радиопромышленности, а также специфическим вопросам испытаний этих систем радиосвязи как в лабораторных, так и в реальных условиях. Автор учебного пособия делится в нем своим многолетним опытом разработки систем радиосвязи для сухопутных войск и кораблей военно-морского флота. Каждый раздел содержит в конце вопросы для проверки знаний по этому разделу. Для обучения студентов по направлению радиосвязи, имеющей специфику, связанную с ее использованием в различных подразделениях сухопутных войск, авиации и на надводных кораблях и подводных лодках военно-морского флота как в мирное время, так и в условиях возможного ведения боевых действий при наличии всевозможных средств радиопротиводействия с вражеской стороны.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
В. Л. Хазан СИСТЕМЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ РАДИОСВЯЗИ Учебное пособие Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2025
УДК 621.396 ББК 32.884.1 Х15 Рецензенты: канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр. ОНЦ СО РАН (Институт радиофизики и физической электроники – ИРФЭ), ученый секретарь НТС АО «Омский НИИ приборостроения» Д. Е. Зачатейский; д-р техн. наук, вед. науч. сотр. лаборатории оптической локации Института оптики атмосферы им. акад. В. Е. Зуева СО РАН В. А. Хан Хазан, В. Л. Х15 Системы специальной радиосвязи : учебное пособие / В. Л. Хазан. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2025. – 236 с. : ил., табл. ISBN 978-5-9729-2445-5 Дается не только описание различного рода систем специальной радиосвязи, но уделяется также особое внимание вопросам их разработки предприятиями радиопромышленности, а также специфическим вопросам испытаний этих систем радиосвязи как в лабораторных, так и в реальных условиях. Автор учебного пособия делится в нем своим многолетним опытом разработки систем радиосвязи для сухопутных войск и кораблей военно-морского флота. Каждый раздел содержит в конце вопросы для проверки знаний по этому разделу. Для обучения студентов по направлению радиосвязи, имеющей специфику, связанную с ее использованием в различных подразделениях сухопутных войск, авиации и на надводных кораблях и подводных лодках военно-морского флота как в мирное время, так и в условиях возможного ведения боевых действий при наличии всевозможных средств радиопротиводействия с вражеской стороны. УДК 621.396 ББК 32.884.1 ISBN 978-5-9729-2445-5 Хазан В. Л., 2025 Омский государственный технический университет, 2025 Издательство «Инфра-Инженерия», 2025 Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2025
СОДЕРЖАНИЕ Принятые сокращения .............................................................................................. 4 1. Диапазоны радиоволн, используемые в системах связи специального назначения ......................................................................................... 7 2. Перспективные направления разработок КНЧ и СДВ сетей связи ................ 21 3. Средневолновые системы связи ........................................................................ 29 4. Средневолновая твейджинговая сотовая сеть связи для Арктической зоны России .............................................................................................................. 39 5. Коротковолновые каналы связи ......................................................................... 51 6. Сравнительные испытания коротковолновых систем связи .......................... 65 7. Коротковолновая линия связи «ИНТЕГРАЛ» для надводных кораблей и подводных лодок ВМФ ........................................................................................ 81 8. Коротковолновая линия связи «БРИЛЛИАНТ» для надводных кораблей и подводных лодок ВМФ ........................................................................................ 95 9. Коротковолновая система связи «ОКОЛЫШ»-«ЛЯПИС» для Главного разведывательного управления .................................................... 111 10. Комбинированные КВ-УКВ сети связи ........................................................ 125 11. КВ система связи с частотно-временным разнесением сигналов .............. 140 12. Широкополосные системы связи с шумоподобными сигналами .............. 158 13. КВ системы связи с быстро летящими самолетами .................................... 169 14. Широкополосные системы связи с ЛЧМ сигналами ................................... 180 15. КВ системы связи с OFDM сигналами .......................................................... 196 16. УКВ системы связи ......................................................................................... 210 Заключение ............................................................................................................. 231 Рекомендуемые источники информации ............................................................ 232
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ АД – амплитудный детектор; АМ – амплитудная модуляция; АР – аппаратура регистрации; АП – абонентский приемник; АТ – абонентский терминал; АТ – аттенюатор; АУ – анализирующее устройство; АФМ – амплитудно-фазовые модуляторы; АЧХ – амплитудно-частотная характеристика; БЗ – блок защиты от сосредоточенных по спектру помех; БС – базовая станция; В – возбудитель; ВМФ – военно-морской флот; ВЧ – высокие частоты; ГНСС – глобальная навигационная спутниковая система; ГО – геостационарная орбита; ГПО – генератор потока ошибок; ГРУ – Главное разведывательное управление; ГСЧ – генератор случайных чисел; ГШ – генератор шума; ГШС – генераторы широкополосных сигналов; ДВ – длинные волны; ДКУ – декодирующее устройство; ДМ – демодулятор; ИКС – имитатор канала связи; ИНЧ – инфранизкие частоты; ИП – импульсные помехи; ИС – источник сообщения; ИСЗ – искусственный спутник Земли; К – ключ; КА – космический аппарат; КАМ – квадратурная амплитудная модуляция; КВ – короткие волны; КВЧ – крайне высокие частоты; КИД – коэффициент исправного действия; КНЧ – крайне низкие частоты; КПД – коэффициент полезного действия; КС – канал связи; КУ – кодирующее устройство; ЛЗ – линия задержки; ЛЧМ – линейная частотная модуляция; М – модулятор; МО – математическое ожидание;
МСЭ – международный союз электросвязи; НЧ – низкие частоты; ОВЧ – очень высокие частоты; ОГ – опорный генератор; ОГ – орбитальная группировка; ОНИИП – Омский НИИ приборостроения; ОНЧ – очень низкие частоты; ОФМ – относительная фазовая модуляция; ПАР – приводная аэродромная радиостанция; ПП – псевдослучайная последовательность; ППРЧ – псевдослучайная перестройка рабочей частоты; ПР – процессор; ПСС – подвижная спутниковая служба; ПФ – полосовой фильтр; РГ– регенератор; РПУ – радиоприемное устройство; РЭП – радиоэлектронное противодействие; СБД – сверхбыстродействие; СВ – средние волны; СВЧ – сверхвысокие частоты; СКО – среднеквадратическое отклонение; СНЧ – сверхнизкие частоты; СП – станционные помехи; СПРВ – системы персонального радиовызова; СПРЦ – специальные приемные центры; ССС – спутниковая система связи; СЧ – средние частоты; ТЛГ – телеграфия; ТР – триггер; ТТХ – тактико-технические характеристики; ТфОП – телефонная сеть общего пользования; УГ – управляемый генератор; УКВ – ультракороткие волны; УПН – усилитель постоянного напряжения; УПФ – узкополосный фильтр; УФПЧ – узкополосный фильтр промежуточной частоты; ФАПЧ – фазовая автоподстройка частоты; ФВ – фазовращатель; ФД – фазовый детектор (перемножитель); ФНЧ – фильтр нижних частот; ФОС – фильтр основной селекции; ФПЧ – фильтр промежуточной частоты; ФЧХ – фазо-частотная характеристика; ЧМ – частотная модуляция; ШПС – широкополосный сигнал;
CDMA – кодовое разделение каналов; FDMA – частотное разделение каналов; OFDM – ортогональное частотное разделение каналов с мультиплексированием; SNR – отношение сигнал/шум; TDMA – временное разделение каналов; XOR – сумматор «по модулю два»; х – смеситель сигналов (перемножитель); ʌ/2 – фазовращатель на 90°.
1. ДИАПАЗОНЫ РАДИОВОЛН, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В СИСТЕМАХ СВЯЗИ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ Диапазоны радиоволн характеризуются частотой f и длиной волны O: O ൌ , где с = 300 000 км/с – скорость света в свободном пространстве. Для сравнения: окружность Земли по экватору равна 40000 км, радиус Земли равен, соответственно, 6366,2 км. Рис. 1.1. Диапазоны радиоволн, их частота и длина волны Декамегаметровые, мегаметровые, гектокилометровые и мириаметровые радиоволны относятся к классу сверхдлинных радиоволн. В основном они используются для связи с погруженными подводными лодками. Радиоволны, используемые в обычных наземных сетях радиосвязи (километровые (длинные), гектометровые (средние), декаметровые (короткие), метровые и ультракороткие) очень сильно поглощаются при распространении в проводящей среде, какой является соленая морская вода. Поэтому их невозможно использовать для связи под водой. Надводные корабли и подводные лодки в надводном положении используют, например, коротковолновый диапазон радиоволн, но для подводных лодок этот вариант радиосвязи чреват фактом ее обнаружения противником с последующей пеленгацией, а во время военных действий также и уничтожением с помощью различных противолодочных средств. Атомные подводные лодки в течение нескольких месяцев могут находиться в погруженном состоянии при выF 3 ʧ̶ 30 ʧ̶ 300 ʧ̶ 3 ̡ʧ̶ ̶ 30 ̡ʧ̶ ̶ 300 ̡ʧ̶ ̶ 3 ʺʧ̶ ̶ 30 ʺʧ̶̶ 300 ʺʧ̶ ̶ 3 ʧʧ̶ F 30 ʧʧ̶ ʪ̡̨̖̥̖̥̖̯̬̼̖̌̐̌̏ ʺ̨̖̥̖̯̬̼̖̐̌̏ ʧ̡̨̡̨̨̛̖̯̣̥̖̯̬̼̖̏ ʺ̨̛̛̬̥̖̯̬̼̖̌̏ ʶ̨̨̛̣̥̖̯̬̼̖̏ ʧ̡̨̨̖̯̥̖̯̬̼̖̏ ʪ̡̨̖̥̖̯̬̼̖̌̏ ʺ̨̖̯̬̼̖̏ ʪ̶̨̛̖̥̖̯̬̼̖̏ ˁ̨̛̦̯̥̖̯̬̼̖̌̏ 100000 ̡̥ L 10000 ̡̥ ̥ 1000 ̡̥ ̥ 100 ̡̥ 10 ̡̥ 1 ̡̥ 100 ̥ 10 ̥ 1 ̥ 10 ̭̥ 1 ̭̥
полнении военных заданий и в этом случае необходимо обеспечивать с ними постоянную связь. Для этого используют, в частности, сверхдлинные радиоволны. При этом, чем выше частота сигнала, тем на меньшей глубине этот сигнал может быть принят. Но с уменьшением частоты сигнала уменьшается пропускная способность канала связи, так как на низких частотах скорость манипуляции должна быть тоже очень низкая. Сверхдлинные радиоволны обеспечивают одностороннюю связь с подводными лодками, которая позволяет передавать на подводные лодки короткие команды управления. Прием сообщений погруженными подводными лодками на сверхдлинных волнах осуществляется на специальные магнитные буксируемые подводной лодкой антенны. Для обмена достаточно большим объемом информации подводная лодка вынуждена либо выпускать буй с надводной антенной, которая обеспечивает двустороннюю связь на коротких волнах или на УКВ радиоволнах через спутники, либо всплывать на короткое время для проведения сеанса связи в этих же режимах работы. Декамегаметровые радиоволны Название частот: крайне низкие частоты (КНЧ). Диапазон частот: 3–30 Гц. Длины волн: 100 Мм – 10 Мм (Мм – мегаметры 106 м) (100000 км – 10000 км) Обозначение международного союза электросвязи (МСЭ): ELF (extremely low-frequency). Применение военное: Передача приказов на очень глубоко погруженные подводные лодки http://www.fas.org/nuke/guide/usa/c3i/elf.htm. Сигналы подводной лодкой принимаются на глубине до 200 м. Применение гражданское: геофизические исследования (зондирование Земли для обнаружения полезных ископаемых, прогнозирование землетрясений и др.). Мегаметровые радиоволны Название частот: сверхнизкие частоты (СНЧ). Диапазон частот: 30–300 Гц. Длины волн: 10 Мм – 1 Мм. (10 000 км – 1000 км) Обозначение международного союза электросвязи (МСЭ): SLF (super low frequencies). Применение военное: Передача приказов на глубоко погруженные подводные лодки. Сигналы подводной лодкой принимаются на глубине несколько десятков метров. Применение гражданское: геофизические исследования (зондирование Земли для обнаружения полезных ископаемых, прогнозирование землетрясений и др.).
Гектокилометровые радиоволны Название частот: Инфранизкие частоты (ИНЧ). Диапазон частот: 300–3000 Гц. Длины волн: 1000 км – 100 км. Обозначение международного союза электросвязи (МСЭ): ULF (Ultra Low Frequency). Применение военное: Передача приказов на погруженные подводные лодки. Сигналы подводной лодкой принимаются на глубине десятки метров. Мириаметровые радиоволны Название частот: Очень низкие частоты (ОНЧ). Диапазон частот: 3–30 кГц. Длины волн: 100 км – 10 км. Обозначение международного союза электросвязи (МСЭ): VLF (very low frequency). Применение военное: Управление погруженными подводными лодками, находящимися у поверхности воды (на глубине несколько метров). Связь с подводными лодками в декамегаметровом диапазоне радиоволн в России осуществляет радиостанция «ЗЕВС», которая расположена на Кольском полуострове вблизи населенного пункта Североморск-3 Мурманской области. Эта радиостанция начала работать в 1985 г. Характеристики радиостанции «ЗЕВС»: – рабочая частота 82 Гц и ниже, – мощность питающих электростанций 2Х2,5 МВт, – излучаемая мощность радиосигнала 25 Вт. Антенна представляет собой две параллельные линии типа ЛЭП (на расстоянии 10 км друг от друга) длиной 60 км. В Землю на глубину 2–3 км внедрены 2 огромных электрода на расстоянии 60 км друг от друга. Антенна имеет крайне низкий КПД – для её работы требуется мощность отдельной электростанции, в то время как излучаемый сигнал имеет мощность, измеряемую Ваттами. На каждый Ватт излучаемой мощности необходимо затратить до 100 кВт мощности источника энергии.
Рис. 1.2. Антенна радиостанции «ЗЕВС» (вид со спутника) (а) – две просеки на расстоянии 10 км друг от друга, (b) – вертолетная посадочная площадка и автомобильная дорога к месту заземления антенны, (с) – просека и вертолетная посадочная площадка, (d) – тень на Земле от одной из вышек, которые держат полотно антенны (максимально возможное увеличение масштаба спутниковой карты) Километровые радиоволны (длинные волны) Название частот: Низкие частоты (НЧ). Диапазон частот: 30–300 кГц. Длины волн: 10 км – 1 км. Обозначение международного союза электросвязи (МСЭ): LF (low frequency). Применение военное: связь с погруженными подводными лодками, дальняя радиосвязь, системы радионавигации. Применение гражданское: радиовещание, радиосвязь, радионавигация. (а) (b) (с) (d)