ОБОСНОВАНИЕ  ЗНАЧЕНИЙ  ПАРАМЕТРОВ  ТЕХНИЧЕСКИХ  СРЕДСТВ  СИСТЕМ  СПУТНИКОВОЙ  СВЯЗИ,  РАБОТАЮЩИХ  НА  ПОНИЖЕННЫХ  ЧАСТОТАХ

Чипига  Александр  Федорович

канд.  техн.  наук,  профессор,  Северо-Кавказский  федеральный  университет,  г.  Ставрополь

E-mail:  zik@ncstu.ru

Киселев  Данил  Павлович

студент  4  курса,  Северо-Кавказский  федеральный  университет,  г.  Ставрополь

E-mail:  zik@ncstu.ru

Меденец  Виктор  Владимирович

студент  4  курса,  Северо-Кавказский  федеральный  университет,  г.  Ставрополь

E-mail:  zik@ncstu.ru

Песков  Марк  Владимирович

студент  4  курса,  Северо-Кавказский  федеральный  университет,  г.  Ставрополь

E-mail: 

BASIS  OF  PARAMETERS  SETTING  FOR  SATELLITE  COMMUNICATION  EQUIPMENT,  USING  LOW-FREQUENCY  CARRIER

Chipiga  Alexander

candidate  of  Science,  Professor,  North-Caucasus  Federal  University,  Stavropol

Kiselev  Danil

4  course  student,  North-Caucasus  Federal  University,  Stavropol

Medenets  Victor

4  course  student,  North-Caucasus  Federal  University,  Stavropol

Peskov  Mark

4  course  student,  North-Caucasus  Federal  University,  Stavropol

АННОТАЦИЯ

Показана  возможность  решения  задачи  обеспечения  заданных  помехоустойчивости  и  энергетической  скрытности  систем  спутниковой  связи,  работающих  на  пониженных  частотах,  путем  расчета  технических  характеристик  радиосредств.

ABSTRACT

In  this  article  performance  calculation  of  radio  facilities  is  suggested  as  an  approach  to  solution  of  the  problem  of  noise  immunity  and  energetic  concealment  of  satellite  communication  systems.

Ключевые  слова:  системы  спутниковой  связи;  поглощение  волны  в  ионосфере;  пространственно-разнесённый  прием  сигнала;  технические  характеристики  радиосредств;  помехоустойчивость;  энергетическая  скрытность.

Keywords:  satellite  communication  systems;  wave  absorption  in  ionosphere;  split  signal  reception;  radio  facilities  specs;  noise  immunity;  energetic  concealment.

Известно  [1],  что  помехозащищенность  любых  систем  связи,  в  том  числе  систем  спутниковой  связи  (ССС),  определяется  двумя  составляющими:  помехоустойчивостью  (ПУ)  и  скрытностью  (Ск).  ПУ  систем  связи  при  передаче  дискретных  сообщений  оценивается  или  по  величине  вероятности  ошибочного  приема  ()  при  заданном  отношении  сигнал/шум  (С/Ш)  на  входе  ПРМ  (),  или  по  величине  отношения  С/Ш  ()  при  заданной  вероятности  ошибки  ():

  или                   (1),(2)

Условие  обеспечения  ПУ  ССС  записывается  в  виде  неравенства  (3),  или  равенства  (4):

  или                             (3),(4) 

где  допустимое  отношение  С/Ш  ()  определяется  по  функциональной  зависимости  (1)  при  вероятности  ошибки  (),  равной  ее  допустимому  значению  (),  а  сомножитель    —  это  энергетический  (или  системный)  запас  на  неучитываемые  факторы  (в  ССС  этот  запас  может  составлять  от  Г=1  дБ  до  10  дБ  и  его  выбор  является  сложной  задачей).

  Условия  обеспечения  ПУ  ССС  (4)  можно  записать  в  развернутом  виде  как  [2]

,              (5)

где:    -  мощность  передаваемого  сигнала; 

—  коэффициенты  усиления  передающей  (t)  и  приемной  (r)  антенн  диаметром  ; 

—  потери  при  распространении  радиоволн  (РРВ)  в  свободном  пространстве  на  расстоянии; 

—  потери  на  поглощение  в  среде  РРВ; 

  —  постоянная  Больцмана; 

—  эквивалентная  шумовая  температура  приемной  системы; 

—  скорость  передачи.

Анализ  условия  (5)  показывает,  что  в  традиционно  используемом  ССС  диапазоне  частот    оно  легко  выполняется  при  скорости  передачи    и  мощности  передатчика  (ПРД)  всего  .  Это  обусловлено  хорошими  условиями  распространения  радиоволн  (при  потерях  в  свободном  пространстве    на  расстоянии  =  км  потери  на  поглощение  в  ионосфере  составляют  всего0,1  дБ),  высоким  коэффициентом  усиления  передающей  и  приемной  антенны    и  низкой  шумовой  температурой  внешних  помех  .

Однако  хорошие  условия  распространения  радиоволн  (РРВ)  в  ССС  обуславливают  низкий  коэффициент  энергетической  скрытности  (ЭСк). 

Известен  [3]  способ  повышения  ЭСк  ССС  за  счет  понижения  частоты  до  =  и  разнесенного  приема  на  несколько  антенн. 

Условие  обеспечения  ПУ  ССС  (5)  при  использовании  пониженной  частоты  ()  и  сдвоенного  ()  приема  сигналов  можно  конкретизировать  с  учетом  выражений  для  коэффициентов  усиления  антенн  метрового  диапазона  волн  типа  «волновой  канал»  ,  где  —  длина  антенны,  и  потерь  передачи  в  свободном  пространстве    к  следующему  виду: 

.  (6)

Согласно  (6)  потери  на  поглощение  волны  в  ионосфере  ,  определяемые  ее  ПЭС  (),  и  шумовая  температура  внешних  помех    этом  диапазоне  могут  существенно  возрастать,  а  отношение  С/Ш  на  входе  ПРМ  CCC  —  уменьшаться  с  понижением  частоты.

Анализ  условия  обеспечения  ПУ  ССС  (6)  при  использовании  пониженной  частоты  ()  и  сдвоенного  ()  приема  сигналов  показывает,  что  при  величинах    и  типовых  значениях  параметров  (10)  на  частоте  : 

необходимо  обеспечить  мощность  излучения  бортового  ПРД  ,  что  практически  нереализуемо. 

Отсюда  следует  вывод  о  наличии  крупной  практической  проблемы,  состоящей  в  том,  что  при  использовании  в  ССС  пониженной  несущей  частоты  ()  и  пространственно-разнесенного  приема  сигналов  на    антенны  условие  обеспечения  ПУ  ССС  может  не  выполняться  при  реализуемых  технических  характеристиках  радиосредств  (мощности  передатчика  размерах  передающих  и  приемных  антенн,  скорости  передачи  ,  энергетическом  запасе  ).

Поэтому  актуальной  практической  задачей  является  разрешение  проблемы  выбора  технических  средств,  обеспечивающих  требуемую  ПУ  и  ЭСк  ССС  при  использовании  пониженной  частоты  ()  и  сдвоенного  ()  приема  сигналов. 

Список  литературы:

1. Куприянов  А.И.,  Сахаров  А.В.  Радиоэлектронные  системы  в  информационном  конфликте.  —  М.:  Вузовская  книга,  2003.  —  528  с.
2. Помехозащищенность  радиосистем  со  сложными  сигналами  /  Г.И.  Тузов,  В.А.  Сивов,  В.И.  Прытков  и  др.;  Под  ред.  Г.И.  Тузова.  —  М.:  Радио  и  связь,  1985.  —  264  с. 
3. Пашинцев  В.П.,  Чипига  А.Ф.,  Сенокосова  А.В.,  Дагаев  Э.Х.  Метод  оценки  энергетической  скрытности  систем  спутниковой  связи  с  пониженной  частотой  //  Труды  XVI  Международной  научно-технической  конференции  «Радиолокация  навигация  связь»,  г.  Воронеж  13—15  апреля  2010  г.,  с.  2120—2130.
4. Чипига  А.Ф.,  Сенокосова  А.В.  Защита  информации  в  системах  космической  связи  за  счёт  изменения  условий  распространения  радиоволн  //  Космические  исследования.  2007.  Т.  45.  №  1.  С.  59—66.
5. Чипига  А.Ф.,  Сенокосова  А.В.,  Алексеев  Д.В.,  Бессмертный  Ю.М.,  Барышев  А.Н.  Повышение  помехозащищённости  систем  спутниковой  связи  за  счёт  понижения  несущей  частоты  и  разнесенного  приема  //  Сб.  трудов  международной  НПК  «Информационные  технологии  в  образовании,  науке  и  производстве».  Ч.  2.  Серпухов.  2010.  С.  346—348.
6. Чипига  А.Ф.,  Шевченко  В.А.,  Сенокосова  А.В.,  Дагаев  Э.Х.  Математическая  модель  трансионосферного  канала  с  учетом  поглощения  и  многолучевости  принимаемого  сигнала  //  Вестник  Северо-Кавказского  государственного  технического  университета.  2011.  №  1  (25).  С.  32—40.