УСТРОЙСТВО РЕТРАНСЛЯЦИИ РАДИОСИГНАЛОВ (РЕПИТЕР-РАКЕТА)

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано для проведения сеансов связи, в том числе при проведении поисковых и аварийно-спасательных работ.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является передатчик помех одноразового использования (ППОИ) [1] (прототип), состоящий из приемопередающей антенны (одной или двух), усилителя, генератора шумов и источника питания. Имеющиеся ППОИ способны создавать помехи от 10 минут до 2 часов. В районы подавляемых средств они могут доставляться пилотируемыми и беспилотными самолетами, ракетами, артиллерийскими снарядами, планирующими авиабомбами, воздушными шарами и т.д. С самолетов ППОИ выбрасываются штатными автоматами, бомбовыми кассетами, неуправляемыми ракетами, на парашютах, планирующих или парашютных крыльях. Кроме того, ввиду малой мощности, небольших значений объема, массы и потребляемой энергии ППОИ, их можно выстреливать артиллерийскими снарядами и сбрасывать с самолетов без парашютов [1]. Недостатком данного устройства является невозможность оперативного обеспечения двухсторонней радиосвязи удаленных наземных корреспондентов на заданных частотах.
Известны системы радиосвязи, использующие ретрансляторы [2]. Помимо высотных наземных сооружений для этой цели можно использовать и воздушные объекты: аэростаты, вертолеты, самолеты. Недостатками данных систем являются высокая стоимость поддержания этих объектов в воздухе, а также низкая оперативность запуска или доставки ретранслятора к району применения.
Известен метеорологический зонд [3], предназначенный для изучения атмосферных явлений, представляющий собой блок телеметрических датчиков, поднимаемый на высоту до 300 метров при помощи шара, наполненного гелием. В блоке телеметрических датчиков установлен радиопередатчик, с помощью которого телеметрическая информация о состоянии атмосферы транслируется на наземную станцию обработки. Недостатками данного устройства являются необходимость наличия рабочего тела (газа) для заправки воздушного шара, а также низкая оперативность запуска зонда.
Цель предлагаемого изобретения заключается в оперативном увеличении дальности ретрансляции радиосигналов наземных корреспондентов, что позволит
обеспечить своевременное проведение поисковых и аварийно-спасательных работ, особенно в районах сильно пересеченной местности (лес, горные массивы и т.д.), а также со слабой инфраструктурой и отсутствием услуг систем спутниковой связи.
С этой целью устройство, содержащее последовательно соединенные приемопередающую антенну и усилитель, источник питания, выстреливаемое неуправляемым ракетным снарядом на заданную высоту с последующим раскрытием парашюта, дополнительно оснащено приемником, первый вход которого подключен к выходу приемопередающей антенны, а выход к первому входу усилителя, а также устройством управления, первый выход которого соединен со вторым входом приемника, а второй выход соединен со вторым входом усилителя.
Новая совокупность элементов и функциональных связей позволяет обеспечить увеличение дальности ретрансляции радиосигналов в выбранном диапазоне радиоволн.
Дальность радиосвязи в используемом УКВ диапазоне в основном определяется высотой подвеса передающей антенны [4]
ПРД
ПРМ
где D - дальность прямой связи, км; h и h - высоты передающей и приемной антенн, м; А - коэффициент пропорциональности (с учетом нормальной атмосферной рефракции A=4,12).
ПРД
Поэтому в случае подъема передающей антенны на 300 метров, дальность радиосвязи увеличивается в 17,1 раза по отношению к высоте антенны передатчика h) равной одному метру.
На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого изобретения, где обозначено: 1 - приемопередающая антенна, 2 - приемник, 3 - источник питания, 4 - усилитель, 5 - устройство управления.
Устройство ретрансляции радиосигналов (УРРС) работает следующим образом.
Непосредственно перед применением УРРС, используя устройство управления 5, устанавливают режимы работы и рабочие частоты приемника 2 и усилителя 4.
Затем при помощи, например, порохового заряда или неуправляемого ракетного снаряда, УРРС выводится на заданную высоту, где осуществляется открытие парашюта. После открытия парашюта включается приемник 2 и усилитель 4, которые через приемопередающую антенну 1 начинают ретранслировать радиосигналы наземных корреспондентов. Источник питания 3 необходим для обеспечения работы приемника 2 и усилителя 4.
Таким образом, радиосигналы наземных корреспондентов могут быть переданы на значительно большие расстояния.
2
Практическая реализация функциональных узлов предлагаемого изобретения может быть выполнена следующим образом. В качестве диапазона частот передачи необходимо выбрать разрешенный участок сантиметрового - диапазона, что обеспечить создание малогабаритного усилителя электромагнитных колебаний. Например, усилитель, выполненный на базе передающего модуля Blutouth займет площадь 1 см и будет весить до 5 грамм. Кроме этого в выбранном диапазоне размеры штыревой антенны не превышают нескольких сантиметров.
В качестве устройства управления можно использовать изделия фирмы ATMEL (AYR) [5].
2
Так, микроконтроллер данной фирмы Tiny AVR имеет FLASH-память программ объемом 1-2 Кбайта (число циклов стирания/записи не менее 1000), оперативную память (статическое ОЗУ) объемом 1-2 Кбайта и память данных EEPROM объемом 64 байта, при геометрических размерах менее 1 см и весе несколько грамм. Данного количества памяти достаточно для вводимых координат объекта (долгота, широта, время измерения координат). Для программирования указанных микроконтроллеров можно использовать аппаратные средства (программаторы STK-500, STK-50, ICE50, AS2) и программные средства (AVR Studio, ICC AVR, System Designer).
Существует также семейство микросхем серии AVR, имеющих встроенный радиоканал.
В качестве источника питания можно использовать литиево-ионные аккумуляторы, используемые в современных сотовых телефонах.
На основании этого можно сделать вывод, что, используя предложенные практические решения, можно создать малогабаритное устройство передачи (ретрансляции) радиосигналов наземных корреспондентов.
Источники информации, использование при составлении описания изобретения
1. Палий А.И. Радиоэлектронная борьба. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Воениздат, 1989. - 350 с.
2. Бунин С.Г., Войтер А.П. Вычислительные сети с пакетной радиосвязью. - Киев: Техника, 1989.
3. Коковин Н.С. Технические средства метеорологической службы и их эксплуатация. Часть 1. - Л.: ВИКИ, 1975.
4. Беньковский З., Липикский Э. Любительские антенны коротких и ультракоротких волн. - М.: Радиосвязь, 1983. - 480 с., ил.
5. Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейств Tiny и Mega фирмы «ATMEL» - М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2004.