Автор неизвестен - Сборник научных трудов 3-го международного радиоэлектронного форума прикладная радиоэлектроника - страница 97

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117 

Суммарное действие излучений из этих зон в точке расположения приемной антен­ны приводит к снижению интенсивности поля в точке приема и формально выглядит как потери усиления передающей антенны, поскольку интервал корреляции рассеянного поля и потери усиления приемной антенны не меняются.

Зависимость потерь усиления от КНД передающей антенны не монотонная; может наблюдаться как уменьшение уровня принимаемого сигнала, так и его относительное увеличение. По-видимому по этой причине оценки потерь усиления передающих антенн в разных экспериментальных работах существенно различны.

Литература

1. Дальнее тропосферное распространение ультракоротких радиоволн / Под ред. Б.А. Введенского и др. М.: Сов. Радио. - 1965. - 418 с.

2. Шифрин Я.С. Вопросы статистической теории антенн. М.: Сов. радио, 1970. —

384 с.

3. Петров В.А., Шейко С.А. Потери усиления антенн в системах измерения профиля ветра // Радиоэлектроника и информатика. - 2002. - № 4. - С. 41-43.

4. Booker H.G., Gordon W.E. A Theory of Radio Scattering in the Troposphere // Proc. IRE, 38. - 1950, №4. - P. 401.

5. Обработка изображений и цифровая фильтрация / Под ред. Т. Хуанга. М.: Мир. -1979. - 318 с.

СРРСН'2008

I-ч . 2 - 1 3 6

МОДЕЛЬ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ КАК ИЗЛУЧАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ

Маслий В.В., Цопа А.А., Цопа А.И. Харьковский национальный университет радиоэлектроники 61166, Харьков, пр Ленина 14, кафедра основ радиотехники, тел. 702-15-87 E-mail: knure-res@kharkov.ukrtel.net; факс (057) 702-10-13 The newest universal cable line model is offered in thesis as a radiative system, which al­lows to determine not only noise protectability but also cable line security. Results over of cal­culations, proving possibility of offered model wide adaptation are also shown.

Введение. При исследовании защищенности кабельных линий связи (изучение их помехозащищенности и скрытности) важную роль играет этап моделирования линий свя­зи (ЛС) в режиме приема и излучения электромагнитных волн (ЭМВ).

Для случая воздействия постановщика помех на аналоговый канал связи модель ЛС рассмотрена в [1]. Недостаток этой модели состоит в том, что она не может быть приме­нена для определения скрытности кабельных каналов связи. Это связано с тем, что пред­ставление кабеля в виде эквивалентной длинной линии, не дает возможности рассмотреть задачу о его мощности излучения в окружающее пространство. Кроме того, в модели не учитывается особенности спектра цифровых сигналов, которые используются в совре­менных системах передачи информации.

В этой связи актуальным вопросом, который решается в данном докладе является построение модели, позволяющей провести анализ, как помехозащищенности, так и скрытности кабельных каналов связи, функционирующих в составе цифровых систем передачи информации (ЦСПИ) на основе xDSL технологий.

Основная часть. В основу такой усовершенствованной модели положим представ­ление о кабеле как о антенне. Кабель при изучении режимов приема и излучения ЭМВ может быть рассмотрен как подземная антенна диаметра d (диаметр внешней металли­ческой оплетки кабеля).

Теория подземных антенн хорошо развита в монографии [2]. Следуя этой работе, примем такие предположения и упрощения.

1. Будем считать, что поверхность земли является плоской границей раздела двух сред: воздуха с параметрами удельной диэлектрической проницаемости s1, волнового

коэффициента к1 и земли с параметрами удельной диэлектрической проницаемости s2,

волнового коэффициента к2 и удельной проводимости а2(рис. 1).

Рис. 1

СРРСН'2008

I-ч . 2 - 1 3 7

2. Также предположим, что на всей длине / (рис. 1) кабель находится на глубине к от поверхности земли. В реальных ЦСПИ  длина ЛС I 1..10 км. При использовании

хБ8Ь технологий частота линейного сигнала может лежать в диапазоне / - 1..10МГц (X - 30 - 200 м), т.е. выполняются следующие условия I / Х>3,3..33, а I.

3. При указанных размерах I / X и к = 1м оболочка кабеля может быть представлена в виде стелющейся антенны. Для определения ее параметров может быть использована теория проводов конечной длины, изложенная в [2].

На рис. 1 изображена такая антенна с входным сопротивлением Ха, конец ее зазем­лен т.к. концы отрезков кабеля заземляются. Второй конец системы подключен к генера­тору напряжения иа, наведенного либо постановщиком помех в режиме приема и на­пряжением сигнала ис модема в режима передачи.

Рассмотрим две эквивалентные схемы (рис. 2) в режиме приема (а) и передачи (б).

Рис. 2

б

а

При приеме ЭМВ от постановщика помех иа = и п, где ]п - наведенное напряже­ние помех, выделяемое на сопротивлении Ха. За счет электромагнитной связи часть на­пряжения помех и'п выделится на входном сопротивлении модема Хм (X]\ = КЭ'1]п). Коэффициент экранирования кабеля КЭ, характеризующий степень его защищенности, может быть определен экспериментально в интересующем диапазоне частот.

В режиме передачи напряжение сигнала иС модема из-за неидеальности экрани­ровки частично выделяется на входном сопротивлении антенны ]а = и \ = КЭ ис. В свою очередь это приводит к появлению излучения над границей раздела сред, которое может быть зафиксировано обнаружителем.

Рассмотрим теперь порядок определения защищенности кабельного канала связи длиной I, приближенно полагая, что соседние пролеты мало влияют на конечный резуль­тат. Это упрощение оправдано данными работы [1], где показано, что определяющий вклад в напряжение помехи вносит участок наиболее близко расположенный к поста­новщику помех.

Запишем, следуя [2], формулы, необходимые для проведения расчетов. Рассмотрим вначале случай воздействия на ЦСПИ постановщика помех, создающего у поверхности земли напряженность поля Е(/,0) (см. рис. 1).

Тогда напряженность электрического поля на глубине к равна

Е'(/,к) = Е(/,0)Ц/,к) = Е(/,к) ^2- в-х = С089 С08 ф -        * в~х,

где Ц( /, к) - коэффициент затухания в почве.

Х = к1 -1т^е2 -1, е'2 =е2 -/60-Х-а2 ,

СРРСН'2008

1-ч. 2 - 1 3 8

9, ф - меридианный (рис. 1) и азимутальный углы, определяющие направление ра­диус-вектора в точку наблюдения М.

В [2] показано, что сопротивление горизонтальной подземной антенны практи­чески равно волновому сопротивлению провода , что позволяет считать оболочку ка­беля аналогом антенны бегущей волны.

Действующая высота кд подземной антенны бегущей волны определена в [2].

При известной действующей высоте антенны напряжения помехи иП и и'П опре­деляются так

]п = '(/,к)-|кд|, иП = Кэ-ип .

Таким образом, при заданных величинах Е(/, 0), к, е2, а2, а , Кэ можно рассчитать значение и П и сравнить его с допустимым напряжением помехи ипд. Величина ипд

для ЦСПИ, функционирующих на основе хБ8Ь технологий неизвестна и подлежит экс­периментальному определению.

При рассмотрении режима излучения кабеля задается величина иС и к , параметры

почвы е2, а2 и кабеля а , Кэ. Затем определяются напряжение и 'С на входном сопро­тивлении антенны и напряженности поля излучения

иС = Кэ-ис ,       '(/,к) =      , Е(/,0) = .

кд| Ц( I, к)

В заключении доклада приводятся результаты расчетов, доказывающих возмож­ность практического применения предложенной модели.

Выводы. Совокупность принятых приближений и приведенных соотношений представляет собой новую модель отрезка кабеля канала связи в виде подземной антенны бегущей волны.

Эта модель является более универсальной по сравнению с моделью из [1] и позво­ляет рассчитать не только помехозащищенность, но и скрытность кабельного канала свя­зи, с учетом его характеристик направленности. Для проведенных конкретных расчетов необходимо знание величины ипд и Кэ, подлежащих экспериментальному определе­нию.

Литература

1. Михайлов М. И., Разумов Л. Д. Защита кабельных линий связи от влияния внеш­них электромагнитных полей. - М.: «Связь», 1967. - с. 343.

2. Лавров Г. А., Князев А. С. Приземные и подземные антенны. - М.: «Советское радио», 1965. - с. 472.

СРРСН'2008

1-ч. 2 - 1 3 9

Секция № 4

ИССЛЕДОВАНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И КОСМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ МЕТОДАМИ ЛОКАЦИИ И РАДИОАСТРОНОМИИ

СРРСН'2008

1-ч. 2 - 1 4 1

СРРСН'2008 I-ч. 2 - 1 42 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ АСТРОНОМИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ РАБОТЫ ПО БАЛЛИСТИЧЕСКИМ МОДУЛЯМ КОСМИЧЕСКИХ МИССИЙ

Деденок1 В.П., Резниченко1'3 А.М., Шульга2 А.В., Ямницкий3 В.А. 'Харьковский центр Института космических исследований НАНУ-НКАУ 61166, г. Харьков, просп. Ленина. 14, к. 610, тел. (057) 702-63-46, E-mail: kharkov ikd@ukr.net 2Научно-исследовательский институт «Николаевская астрономическая обсерватория» г. Николаев, ул. Обсерваторная 1, тел. 8-063-774-06-46, E-mail: shulga@mao.nikolaev.ua 3„Научно-исследовательский производственный центр ХАРКОС» филиал государствен­ного предприятия Министерства обороны Украини «Научно-исследовательский институт

радиоэлектронной техники» г.Харьков ул Динамовская 3а, тел. (057) 702-63-46 E-mail: harkos@ukr.net

The real work is devoted the question of the use of optical astronomic facilities for work on the ballistic modules of missions of spaces, for example, of type of space vehicle «Radio-astron», being on orbits with a large ellipse. For clarification of parameters of motion of vehi­cles of spaces simultaneous treatment of results of supervisions, conducted the instruments of the Nikolaev astronomic observatory (NAO) and National center of management and tests of facilities of spaces is offered (NCMT FS). Experimental data, got at the supervision of objects of spaces, being on high-elliptic orbits, similar with the supposed orbit space vehicle «Radio-astron» and ground of expedience of such supervisions, are cited.

Введение. Одной из перспективных задач радиоастрономии, планируемых для вы­полнения космическими миссиями, является проведение радиоинтерферометрических наблюдений с использованием орбитальных и наземных радиотелескопов, находящихся на сверхдлинных базах. Примером может служить космическая миссия «Спектр-Р» с космическим аппаратом «Радиоастрон», предполагающая наблюдение космических ра­диоисточников наземными радиотелескопами РТ-70 (г.г. Евпатория, Уссурийск) и орби­тальным радиотелескопом с диаметром зеркала около 10 м. Предполагается запуск КА «Радиоастрон» на высокоэллиптическую орбиту с апогеем в районе Лунной орбиты.

Для обработки результатов радиоинтерфе-рометрических наблюдений требуется с высокой точностью определить вектор базы наблюдений, т. е. требуются параметры орбиты космического радиотелескопа в районе апогея, где проводятся сеансы наблюдений, что представляет собой дос­таточно сложную задачу.

Постановка задачи. Движение космиче­ских аппаратов на высокоэллиптической орбите в районе апогея происходит достаточно медлен­но, в связи с чем его орбита подвержена сущест­венным солнечно-лунным возмущениям, а также возмущениям от светового давления. Последняя величина достаточно значительна (диаметр зер­кала радиотелескопа КА «Радиоастрон» - 10 м), и может быть рассчитана весьма приближенно.

Радиолокационные измерения параметров орбиты таких аппаратов проводятся, как прави­ло, в районе перигея, и не позволяют прогнози­ровать их положение в апогее с достаточной степенью точности.

СРРСН'2008

Рис. 1. Измерения параметров орбиты КА I-ч. 2 - 1 43 В то же время оптические наблюдения с помощью астрономических средств по­зволяют успешно решить указанную задачу [1]. На рис. 1 представлены участки наблю­дений такого космического аппарата: НРТ - наземный радиотелескоп, ОРТ - орбиталь­ный радиотелескоп, Б - база наблюдений, 1 - участок радиолокационных наблюдений КА, 2 - участок оптических наблюдений КА.

Методы решения задачи. Для получения уточненных параметров движения высо­коорбитальных космических аппаратов предлагается использовать оптические астроно­мические средства, которые представленные в табл. 1.

Таблица 1

Оптические астрономические средства для наблюдения КА на высокоэллиптических орбитах

Наименование инструмента

Расположение, принадлежность

Диаметр главного зеркала, см.

Светоприемная аппаратура

1

АЗТ-8

г. Евпатория, НЦУИ КС

70

ПЗС

3

КОС «Сажень»

г. Евпатория, НЦУИ КС

50

ПЗС, ТВ

4

КОС «Сажень»

г. Дунаевцы, НЦУИ КС

50

ТВ

5

Телескоп «САК» («Скорост­ной автоматический ком­плекс»)

г. Николаев, НАО

30

ПЗС

7

Мобильный телескоп «Мо-бител» (в стадии разработки)

транспортируе-мый, НАО

50

ПЗС

Все указанные телескопы способны проводить наблюдения высокоорбитальных космических аппаратов, все инструменты в настоящее время оснащены ПЗС матрицами (или телевизионными трубками) и могут использоваться для проведения наблюдений и получения измерений «относительным» методом [2]. Точность получения угловых пара­метров измерений при использовании «относительного» метода составляет 1.. .2 угловых секунды [3]. Особо следует отметить, что одновременное использование измерений, по­лученных несколькими достаточно удаленными оптическими средствами, позволит зна­чительно поднять точность восстановления параметров движения космических аппара­тов.

Для получения целеуказаний при проведении измерений, а так же для восстановле­ния параметров движения космических аппаратов может быть использован разработан­ный в Харьковском центре Института космических исследований НАНУ-НКАУ про­граммный комплекс «РГС^ГЮ2».

Особенностями данного комплекса является:

• возможность одновременной обработки измерений, полученных разнотипными измерительными средствами, в том числе и оптическими, и разными методами,

• возможность решения краевой задачи методом наименьших квадратов при полу­чении уточненных параметров движения аппарата по измерениям,

• возможность прогнозирования движения космических аппаратов, в том числе вы­сокоорбитальных, с использованием современных астрономических моделей (прецессия, нутация, Солнечно-Лунные возмущения, атмосферные возмущения, возмущения свето­вого давления и др.),

СРРСН'2008

1-ч. 2 - 1 44

• возможность формирования целеуказаний для наблюдений космических аппара­тов оптическими астрономическими средствами, в том числе оснащенных ПЗС матрица­ми,

• возможность использования данных каталогов НОРАД,

• наличие развитого человеко-машинного интерфейса, в том числе и графического). В качестве начальных условий для получения уточненных параметров движения

КА предлагаются данные НОРАД, которые для высокоорбитальных аппаратов обновля­ются 1.2 раза за виток.

Для формирования более надежных целеуказаний оптическим средствам предпола­гается использовать уточненные параметры движения КА.

Экспериментальная проверка методов. Для экспериментальной проверки пред­ложенных методик использовались телескоп АЗТ-8 НЦУИ КС в г. Евпатория и телескоп «САК» Николаевской астрономической обсерватории. Наблюдения проводились с ис­пользованием ПЗС матриц, работающих в режиме синхронного переноса заряда или на­копления заряда, а их обработка проводилась «относительным» методом с использовани­ем опорных каталогов звезд.

В период с 20.04.08 по 07.06.08 проводилось наблюдение следующих космических объектов (см. табл. 2).

Таблица 2

Наблюдаемые космические объекты

Номер

Параметры орбиты

 

родный номер

по ката­логу

НОРАД

КО

Апогей, км.

Перигей, км.

Период,

сутки

1

1977-093А

10370

ряоатчс^ 6

173 605

24 662

3.95

2

1983-020А

13901

А8ТЯОК

191 992

12 420

4.12

3

1999-040В

25867

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117 


Похожие статьи

Автор неизвестен - 13 самых важных уроков библии

Автор неизвестен - Беседы на книгу бытие

Автор неизвестен - Беседы на шестоднев

Автор неизвестен - Богословие

Автор неизвестен - Божественность христа