Система радиосвязи между подвижным объектом и неподвижным объектом, находящимся в начальном пункте маршрута движения подвижного объекта

СИСТЕМА РАДИОСВЯЗИ МЕЖДУ ПОДВИЖНЫМ ОБЪЕКТОМ И
НЕПОДВИЖНЫМ ОБЪЕКТОМ, НАХОДЯЩИМСЯ В НАЧАЛЬНОМ
ПУНКТЕ МАРШРУТА ДВИЖЕНИЯ ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА
Техническое решение относится к радиосвязи, а именно к системам передачи информации на подвижный объект с неподвижного объекта, находящегося в начальном пункте маршрута движения подвижного объекта.
Известна система спутниковой радиосвязи (см., например, О.В. Головин, Н.И. Чистяков, В. Шварц, И. Хардон Агиляр. Радиосвязь. Под ред. О.В. Головина. - М.: Горячая линия - Телеком, 2001, с. 224-279), содержащая первую приемопередающую станцию, размещенную на неподвижном объекте, промежуточную приемопередающую станцию, размещенную на искусственном спутнике Земли, вторую приемопередающую станцию, размещенную на подвижном объекте.
Указанная система позволяет обеспечить большую дальность радиосвязи между наземным неподвижным объектом и подвижным объектом, находящимся на поверхности Земли или вблизи нее, независимо от их маршрутов движения, однако требует выведения спутников радиосвязи на околоземные орбиты и управления их движением и функционированием, что усложняет систему.
Вместе с тем значительные высоты орбит спутников (от сотен километров в системах с низкими околоземными орбитами до десятков тысяч километров в системах с высокоэллиптическими и геостационарными орбитами - см., например, Ю.М. Горностаев, В.В. Соколов, Л.М. Невдяев. Перспективные спутниковые системы связи. - М.: Горячая линия - Телеком, 2000, с. 71) требуют применения на
космической станции, а также на неподвижном и подвижном объектах приемопередающих устройств большой мощности, оснащенных высоконаправленными антеннами.
Однако увеличение мощности приемопередающих устройств вызывает ухудшение их массогабаритных показателей, уменьшение помехоустойчивости различных радиоэлектронных средств, размещенных на неподвижном и подвижном объектах, а также снижение электромагнитной безопасности людей, находящихся на неподвижном и подвижном объектах.
Указанный недостаток в сочетании с ограниченными возможностями создания антенн с большим коэффициентом усиления приводит к увелриению объема геометрического пространства, занимаемого данной системой радиосвязи (размеры зоны покрытия земной поверхности одним лучом спутникового ретранслятора достигают сотен километров в диаметре - см. там же, с. 78-110), что снижает эффективность системы в условиях одновременной эксплуатации нескольких систем радиосвязи.
Термин «объем геометрического пространства характеризует одну из трех основных (наряду с полосой частот и временем работы) составляющих радиочастотного пространства, занимаемого системой радиосвязи (см. Н.А. Логинов. Актуальные вопросы радиоконтроля в Российской Федерации. - М.: Радио и связь, 2000, с. 11-12).
Известна система радиосвязи между летательными аппаратами (см., например, П.С. Давыдов, П.А. Иванов. Эксплуатация авиационного радиоэлектронного оборудования. Справочник. - М.: Транспорт, 1990, с. 88-92), содержащая первую приемопередающую станцию, размещенную на наземном диспетчерском пункте, вторую приемопередающую станцию, размещенную на летательном аппарате. радиосвязи с летательным аппаратом, совершающим полет на больших высотах по произвольному маршруту. Однако дальность радиосвязи с низколетящим летательным аппаратом существенно уменьшается в результате влияния отражения электромагнитных волн от поверхности Земли (см., например. Теоретические основы радиолокации. Под ред. В.Е. Дулевича. - М.: Советское радио, 1978, с. 410). Для увеличения дальности радиосвязи необходимо повышать мощности приемопередающих станций, размещенных на наземном диспетчерском пункте и летательном аппарате, а также направленность антенн этих приемопередающих станций. Однако увеличение мощности приемопередающих станций вызывает ухудшение их массогабаритных показателей, уменьшение помехоустойчивости различных радиоэлектронных средств, размещенных на диспетчерском пункте и летательном аппарате, а также снижение электромагнитной безопасности людей, находящихся на диспетчерском пункте и летательном аппарате. Указанный недостаток в сочетании с ограниченными возможностями создания антенн с большим коэффициентом усиления приводит к увеличению объема геометрического пространства, занимаемого данной системой радиосвязи, что снижает эффективность системы в условиях одновременной эксплуатации нескольких систем радиосвязи. Решаемой технической задачей является улучшение массогабаритных показателей приемопередаюпщх станций подвижного объекта и неподвижного объекта, находящегося в начальном пункте маршрута движения подвижного объекта, увеличение помехоустойчивости различных радиоэлектронных средств, размещенных на неподвижном и подвижном объектах, повышение электромагнитной безопасности людей, находящихся на неподвижном и подвижном объектах, сокращение объема
ч геометрического пространства, занимаемого данной системой радиосвязи, а, следовательно, повышение эффективности системы в условиях одновременной эксплуатации нескольких систем радиосвязи на основе осуществления радиосвязи с помощью сбрасываемых с подвижного объекта маломощных промежуточных приемопередающих станций, оснащенных ненаправленными антеннами. Решение технической задачи в системе радиосвязи между подвижным объектом и неподвижным объектом, находящимся в начальном пункте маршрута движения подвижного объекта, содержащей радиопередающую станцию и радиоприемную станцию, размещенные на неподвижном объекте и на подвижном объекте соответственно, достигается тем, что система содержит также промежуточные приемопередающие станции, блок управления, измеритель скорости, блок задания, блок сброса, размещенные на подвижном объекте, блок сброса содержит электропривод, конвейер, на ленте конвейера закреплены несущие элементы, причем промежуточные приемопередающие станции размещены по одной в каждом из несущих элементов, причем к каждой промежуточной приемопередающей станции, размещенной в несущем элементе, прикреплен с помощью стропов парашют, уложенный в данном несущем элементе, блок сброса содержит магниты, размещенные по одному в каждом из несупщх элементов, корпус подвижного объекта имеет отверстие, радиопередающая станция содержит источник сообщений, первый преобразователь частоты, первый гетеродин, первый усилитель мощности, первую передающую антенну, радиоприемная станция содержит первую приемную антенну, первый полосовой фильтр, первый малошумящий усилитель, второй преобразователь частоты, управляемый генератор, первый усилитель промежуточной частоты, первые каналы обработки, число которых равно числу промежуточных приемопередающих станций в группе промежуточных
приемопередающих станций с максимальным числом промежуточных приемопередающих станций, каждый из которых содержит второй полосовой фильтр, первый измеритель мощности, первый аналогоцифровой преобразователь, радиоприемная станция содержит также первый аналоговый коммутатор, первый микроконтроллер, первый демодулятор, получатель сообщений, каждая промежуточная приемопередающая станция содержит приемопередающий блок и блок питания, приемопередающий блок содержит вторую приемную антенну, третий полосовой фильтр, второй малошумящий усилитель, третий преобразователь частоты, второй гетеродин, второй усилитель промежуточной частоты, вторые каналы обработки, число которых равно числу промежуточных приемопередающих станций в группе промежуточных приемопередающих станций с максимальным числом промежуточных приемопередающих станций, каждый из которых содержит четвертый полосовой фильтр, второй измеритель мощности, второй аналого-цифровой преобразователь, приемопередающий блок содержит также второй аналоговый коммутатор, второй микроконтроллер, второй демодулятор, четвертый преобразователь частоты, третий гетеродин, второй усилитель мощности, вторую передающую антенну, блок питания содержит элевсгромагнитное реле, геркон, аккумулятор, при этом выходы блока задания и измерителя скорости соединены с соответствующими входами блока управления, один из выходов которого соединен с управляющим входом управляемого генератора радиоприемной станции, другой выход блока управления соединен с входом электропривода конвейера, в радиопередающей станции выход источника сообщений соединен с первым входом первого преобразователя частоты, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, выход первого преобразователя частоты соединен с входом первого усилителя мощности, выход которого соединен с входом первой
передающей антенны, в радиоприемной станции выход первой приемной антенны соединен с входом первого полосового фильтра, выход которого соединен с входом первого малошумящего усилителя, выход которого соединен с первым входом второго преобразователя частоты, второй вход которого соединен с выходом управляемого генератора, выход второго преобразователя частоты соединен с входом первого усилителя промежуточной частоты, выход которого соединен с входами всех вторых полосовых фильтров, выход второго полосового фильтра каждого первого канала обработки соединен с соответствуюпщм коммутируемым входом первого аналогового коммутатора и с входом соответствующего первого
измерителя мощности, выход последнего соединен с входом соответствующего первого аналого-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с соответствующими входами первого микроконтроллера, выходы которого соединены с управляющими входами первого аналогового коммутатора, выходы которого соединены с входом первого демодулятора, выход которого соединен с входом получателя сообщений, в приемопередающем блоке каждой промежуточной приемопередающей станции выход второй приемной антенны соединен с входом третьего полосового фильтра, выход которого соединен с входом второго малошумящего усилителя, выход которого соединен с первым входом третьего преобразователя частоты, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, выход третьего преобразователя частоты соединен с входом второго усилителя промежуточной частоты, выход которого соединен с входами всех четвертых полосовых фильтров, выход четвертого полосового фильтра каждого второго канала обработки соединен с соответствуюпщм коммутируемым входом второго аналогового коммутатора и с входом соответствующего второго измерителя мощности, выход последнего соединен с входом соответствующего второго аналого-цифрового преобразователя, выходы
которого соединены с соответствующими входами второго микроконтроллера, выходы которого соединены с управляющими входами второго аналогового коммутатора, выходы которого соединены с входом второго демодулятора, выход которого соединен с первым входом четвертого преобразователя частоты, второй вход которого соединен с выходом третьего гетеродина, выход четвертого преобразователя частоты соединен с входом второго усилителя мощности, выход которого соединен с входом второй передающей антенны, в блоке питания каждой промежуточной приемопередающей станции первый вывод обмотки электромагнитного реле соединен с положительным полюсом
аккумулятора, второй вывод соединен с первым выводом геркона, второй вывод которого соединен с отрицательным полюсом аккумулятора, положительный полюс аккумулятора соединен через нормально замкнутые контакты электромагнитного реле с положительной клеммой питания приемопередающего блока, отрицательная клемма питания которого соединена с отрицательным полюсом аккумулятора.
Термин «подвижный объект является общепринятым (см., например, Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации. - М.: Эко-трендз, 2000, с. 49). К подвижным объектам относятся, в частности, средства наземного, водного и воздушного транспорта, оснащенные средствами радиосвязи, причем подвижные объекты могут не только находиться в движении, но и совершать остановки.
На фиг. 1 условно изображены неподвижный объект и подвижный объект, радиопередающая станция и радиоприемная станция, размещенные соответственно на неподвижном объекте и на подвижном объекте, промежуточные приемопередающие станции, сброшенные с подвижного объекта, для случая, при котором неподвижный объект является наземным транспортным средством, подвижный объект является
низколетящим летательным аппаратом, число сброшенных промежуточных приемопередающих станций равно восьми.
На фиг, 2 условно изображены радиоприемная станция, блок управления, измеритель скорости, блок задания, блок сброса, содержащий электропривод, конвейер, размещенные на подвижном объекте, несущие элементы, закрепленные на ленте конвейера, магниты, закрепленные по одному в каждом из несущих элементов, промежуточные приемопередающие станции, размещенные по одной в каждом из несущих элементов, находящихся в верхнем положении, причем к каждой из этих промежуточных приемопередающих станций прикреплен с помощью стропов парашют, для случая, при котором число промежуточных приемопередающих станций равно шести.
На фиг. 3 условно изображена радиопередающая станция.
На фиг. 4 условно изображена радиоприемная станция для случая, при котором число промежуточных приемопередающих станций в каждой группе промежуточных приемопередающих станций равно двум.
На фиг. 5 условно изображен приемопередающий блок промежуточной приемопередающей станции для случая, при котором число промежуточных приемопередающих станций в каждой группе промежуточных приемопередающих станций равно двум.
На фиг. 6 условно изображена промежуточная приемопередающая станция.
Система радиосвязи между подвижным объектом и неподвижным объектом, находящимся в начальном пункте маршрута движения подвижного объекта, представленная на фиг. 1-6, содержит размещенные на неподвижном объекте 1 и на подвижном объекте 2 радиопередающую станцию 3 и радиоприемную станцию 4 соответственно, промежуточные приемопередающие станции 5, размещенные на подвижном объекте 2, блок 6 управления, измеритель 7 скорости, блок 8 задания, блок 9 сброса.
iMi/M
размещенные на подвижном объекте 2, блок 9 сброса содержит электропривод 10, конвейер 11, на ленте 12 конвейера 11 закреплены несущие элементы 13, причем промежуточные приемопередающие станции 5 размещены по одной в каждом из несущих элементов 13, находящихся в верхнем положении, причем к каждой промежуточной приемопередающей станции 5, размещенной в несущем элементе 13, прикреплен с помощью стропов 14 парашют 15, уложенный в данном несущем элементе 13, блок 9 сброса содержит магниты 16, размещенные по одному в каждом из несущих элементов 13, корпус 17 подвижного объекта 2 имеет отверстие 18, радиопередающая станция 3 содержит источник 19 сообщений, первый преобразователь 20 частоты, первый гетеродин 21, первый усилитель 22 моыщости, первую передающую антенну 23, радиоприемная станция 4 содержит первую приемную антенну 24, первый полосовой фильтр 25, первый малощумящий усилитель 26, второй преобразователь 27 частоты, управляемый генератор 28, первый усилитель 29 промежуточной частоты, первые каналы 30 обработки, число которых равно числу промежуточных приемопередающих станций 5 в группе промежуточных приемопередающих станций 5 с максимальным числом промежуточных приемопередающих станций 5, каждый из которых содержит второй полосовой фильтр 31, первый измеритель 32 мощности, первый аналогоцифровой преобразователь 33, радиоприемная станция 4 содержит также первый аналоговый коммутатор 34, первый микроконтроллер 35, первый демодулятор 36, получатель 37 сообщений, каждая промежуточная приемопередающая станция 5 содержит приемопередающий блок 38 и блок 39 питания, приемопередающий блок 38 содержит вторую приемную антенну 40, третий полосовой фильтр 41, второй малошумящий усилитель 42, третий преобразователь 43 частоты, второй гетеродин 44, второй усилитель 45 промежуточной частоты, вторые каналы 46 обработки, число
которых равно числу промежуточных приемопередающих станций 5 в группе промежуточных приемопередающих станций 5 с максимальным числом промежуточных приемопередающих станций 5, каждый из которых содержит четвертый полосовой фильтр 47, второй измеритель 48 мощности, второй аналого-цифровой преобразователь 49, приемопередающий блок 38 содержит также второй аналоговый коммутатор 50, второй микроконтроллер 51, второй демодулятор 52, четвертый преобразователь 53 частоты, третий гетеродин 54, второй усилитель 55 мощности, вторую передающую антенну 56, блок 39 питания содержит электромагнитное реле 57, геркон 58, аккумулятор 59.
Выходы блока 8 задания и измерителя 7 скорости соединены с соответствующими входами блока 6 управления, один из выходов которого соединен с управляющим входом управляемого генератора 28 радиоприемной станции 4, другой выход блока 6 управления соединен с входом электропривода 10 конвейера 11, в радиопередающей станции 3 выход источника 19 сообщений соединен с первым входом первого преобразователя 20 частоты, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина 21, выход первого преобразователя 20 частоты соединен с входом первого усилителя 22 мощности, выход которого соединен с входом первой передающей антенны 23, в радиоприемной станции 4 выход первой приемной антенны 24 соединен с входом первого полосового фильтра 25, выход которого соединен с входом первого малошумящего усилителя 26, выход которого соединен с первым входом второго преобразователя 27 частоты, второй вход которого соединен с выходом управляемого генератора 28, выход второго преобразователя 27 частоты соединен с входом первого усилителя 29 промежуточной частоты, выход которого соединен с входами всех вторых полосовых фильтров 31, выход второго полосового фильтра 31 каждого первого канала 30 обработки соединен с соответствуюш;им коммутируемым входом первого
mi i 10
аналогового коммутатора 34 и с входом соответствующего первого измерителя 32 мощности, выход последнего соединен с входом соответствующего первого аналого-цифрового преобразователя 33, выходы которого соединены с соответствующими входами первого микроконтроллера 35, выходы которого соединены с управляющими входами первого аналогового коммутатора 34, выходы которого соединены с входом первого демодулятора 36, выход которого соединен с входом получателя 37 сообщений, в приемопередающем блоке 38 каждой промежуточной приемопередающей станции 5 выход второй приемной антенны 40 соединен с входом третьего полосового фильтра 41, выход которого соединен с входом второго малошумящего усилителя 42, выход которого соединен с первым входом третьего преобразователя 43 частоты, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 44, выход третьего преобразователя 43 частоты соединен с входом второго усилителя 45 промежуточной частоты, выход которого соединен с входами всех четвертых полосовых фильтров 47, выход четвертого полосового фильтра 47 каждого второго канала 46 обработки соединен с соответствующим коммутируемым входом второго аналогового коммутатора 50 и с входом соответствующего второго измерителя 48 мощности, выход последнего соединен с входом соответствующего второго аналого-цифрового преобразователя 49, выходы которого соединены с соответствующими входами второго микроконтроллера 51, выходы которого соединены с управляющими входами второго аналогового коммутатора 50, выходы которого соединены с входом второго демодулятора 52, выход которого соединен с первым входом четвертого преобразователя 53 частоты, второй вход которого соединен с выходом третьего гетеродина 54, выход четвертого преобразователя 53 частоты соединен с входом второго усилителя 55 мощности, выход которого соединен с входом второй передающей антенны 56, в блоке 39
Ш1IIШ
питания каждой промежуточной приемопередающей станции 5 первый вывод обмотки электромагнитного реле 57 соединен с положительным полюсом аккумулятора 59, второй вывод соединен с первым выводом геркона 58, второй вывод которого соединен с отрицательным полюсом аккумулятора 59, положительный полюс аккумулятора 59 соединен через нормально замкнутые контакты электромагнитного реле 57 с положительной клеммой питания приемопередающего блока 38, отрицательная клемма питания которого соединена с отрицательным полюсом аккумулятора 59.
Дальность действия радиопередающей станции 3 задана по заданным
дальностям действия промежуточных приемопередающих станций 5, частотой настройки первого гетеродина 21 является заданная частота передачи радиопередающей станции 3, частота настройки второго гетеродина 44 каждой промежуточной приемопередающей станции 5 отличается от заданной частоты приема данной промежуточной приемопередающей станции 5 на заданное значение промежуточной частоты последней, частотой настройки третьего гетеродина 54 каждой промежуточной приемопередающей станции 5 является заданная частота передачи данной промежуточной приемопередающей станции 5, отличная от заданных частот передачи других промежуточных приемопередающих станций 5, заданными частотами приема каждой из каждой группы промежуточных приемопередающих станций 5, размещенных на подвижном объекте 2, кроме группы промежуточных приемопередающих станций 5, размещенных на минимальном удалении вдоль конвейера 11 от отверстия 18, являются заданные частоты передачи группы промежуточных приемопередающих станций 5, размещенных на минимальном удалении от данной группы промежуточных приемопередающих станций 5 по направлению вдоль конвейера 11 к отверстию 18, заданной частотой приема каждой из группы
дмд Ш щ
промежуточных приемопередающих стаиций 5, размещенных на подвижном объекте 2 на минимальном удалении вдоль конвейера 11 от отверстия 18, является заданная частота передачи радиопередающей станции 3, размещенной на неподвижном объекте 1.
Сущность технического решения заключается в следующем.
Рассмотрим ситуацию, при которой неподвижным объектом 1 является наземное транспортное средство, подвижным объектом 2 является низколетящий летательный аппарат, например, вертолет или дирижабль.
Термин «низколетящий летательный аппарат является общепринятым (см., например. Радиотехнические систем. Под ред. проф. Ю.М. Казаринова. - М.: Высшая школа, 1990, с. 221). Подвижный объект 2, в частности, летательный аппарат, является низколетящим, если выполняется условие (см. Теоретические основы радиолокации. Под ред. В.Е. Дулевича. - М.: Советское радио, 1978, с. 410):
.2,(1)
с  d J
где с - скорость света; h - высота расположения первой передающей
антенны 23 радиопередающей станции 3, размещенной на неподвижном объекте 1; Л, - высота расположения первой приемной антенны 24
радиоприемной станции 4, размещенной на подвижном объекте 2; d расстояние между неподвижным объектом 1 и подвижным объектом 2.
Выражение (1) справедливо, если выполняется условие зеркального отражения радиоволн от подстилающей поверхности (см. там же, с. 405):
где 1// - угол скольжения; S - высота неровностей подстилающей поверхности.
,(2)
16/sin
Для определенности примем, что подстилающая поверхность, являющаяся поверхностью Земли, представляет собой зеркально отражающую горизонтальную плоскость, т.е. условие (2) выполняется.
На подвижном объекте 2 размещают радиоприемную станцию 4 и N промежуточных приемопередающих станций 5 с номерами n  ,2,...,N, где п - целые положительные числа.
В общем случае с подвижного объекта 2 в каждой точке сброса могут осуществлять сброс по несколько промежуточных приемопередающих станций 5.
Примем, что с подвижного объекта 2 в каждой точке сброса
осуществляют сброс только по одной промежуточной приемопередающей станции 5.
Более ранним моментам времени сброса промежуточных приемопередающих станций 5 с подвижного объекта 2 соответствуют промежуточные приемопередающие станции 5 с меньшими номерами:
где /„, ty - моменты времени сброса «-и и v-й промежуточных приемопередающих станций 5 соответственно; v  ,2,...,N - целые
положительные числа.
На подвижном объекте 2 отсчет времени tf, ведут от момента времени
t, при котором подвижный объект 2 находился в начальном пункте О
своего маршрута.
В начальном пункте О маршрута движения подвижного объекта 2 находится неподвижный объект 1 (фиг. 1).
Последней сброшенной с подвижного объекта 2 промежуточной приемопередающей станцией 5 является промежуточная приемопередающая станция 5, сброс которой осуществлен в наиболее поздний момент времени:
„ /,если ,(3)
tu-t.
где и 1,2,...,Л/.
Совокупность промежуточных приемопередающих станций 5, сбрасываемых с подвижного объекта 2, разбивают условно на J групп.
Каждая промежуточная приемопередающая станция 5 может входить в состав только одной группы.
В 7-и группе промежуточных приемопередающих станций 5,
сбрасываемых с подвижного объекта 2, количество Q промежуточных
приемопередающих станций 5 в общем случае произвольно, но ограничено условием
где j  1,2,...,/ - целые положительные числа.
Примем, что все группы промежуточных приемопередающих станций 5 содержат одинаковое число промежуточных приемопередающих станций 5:
Следовательно, N кратно Q.
В связи с этим количество групп промежуточных приемопередающих станций 5, сбрасываемых с подвижного объекта 2, равно:
Условное разбиение сбрасываемых с подвижного объекта 2 промежуточных приемопередающих станций 5 на группы осуществляют в соответствии с формулой:
n  (j-m + ,(j-l}Q + 2,...,jQ,(8)
где п - номера промежуточных приемопередающих станций 5, входящих в j -ю группу.
iMili
15
(4)
tb-tn
« «imx
.(5)
QJ - Q для всех j.(6)
J  -.(7)
где Р„„зд - мощность радиосигналов, передаваемых с п-й сброшенной промежуточной приемопередающей станции 5;  „р - некоторая
пороговая величина, характеризующая чувствительность (л + 1)-й сброшенной промежуточной приемопередающей станции 5; Н„, Н„ высоты расположения второй передающей антенны 56 и-и и второй приемной антенны 40 (« + 1)-й сброшенных промежуточных
приемопередаюпщх станций 5 соответственно.
Дальность действия последней сброшенной с подвижного объекта 2 промежуточной приемопередающей станции 5 равна
leojiai -
16
If fj
п. In изл w w+1/1 ОЧ
AIP
n+l пр. мин Сброс с подвижного объекта 2 промежуточных приемопередающих станций 5 j -и группы занимает следующий интервал времени: «й(у-1)() Группа последних сброшенных с подвижного объекта 2 промежуточных приемопередаюпщх станций 5 включает последнюю сброшенную промежуточную приемопередающую станцию 5. Их номера определяет формула: «  (7шах-1)е + 1,Ошах-1)е + 2,...,И„,ах-(Ю) Примем вначале, что При выполнении условия (2) дальность действия п -и сброшенной с подвижного объекта 2 промежуточной приемопередающей станции 5, кроме последней сброшенной с подвижного объекта 2 промежуточной приемопередающей станции 5 ( w  п ), равна Q  .(11) где P, мощность
сброшенной с подвижного объекта 2 промежуточной приемопередающей станции 5; /J, , - некоторая пороговая величина, характеризующая
чувствительность радиоприемной станции 4 подвижного объекта 2; /7„- высота расположения второй передающей антенны 56
последней сброшенной с подвижного объекта 2 промежуточной приемопередающей станции 5.
Дальность действия радиопередающей станции 3 неподвижного объекта 1 равна где -Рдизл  мощность объекта 1; Р„ „.  чувствительность первой сброшенной с подвижного объекта 2 промежуточной приемопередающей станции 5;  - высота
расположения второй приемной антенны 40 первой сброшенной с подвижного объекта 2 промежуточной приемопередающей станции 5.
Под высотой расположения антенны понимаем расстояние до находящейся под антенной точки подстилающей поверхности.
Значение высоты h расположения первой передающей антенны 23 радиопередающей станции 3 фиксировано и определяется особенностями конструкций и компоновки неподвижного объекта 1 и радиопередающей станции 3.
Высота й, расположения первой приемной антенны 24
радиоприемной станции 4 изменяется в диапазоне от h, до   Минимальное значение высоты А достигается, когда подвижный объект 2 находится на подстилающей поверхности, и определяется  . радиосигналов, передаваемых с неподвижного некоторая пороговая величина, характеризующая радиосигналов, передаваемых с последней я пр. мин .
особенностями конструкций и компоновки подвижного объекта 2 и радиоприемной станции 4. Максимальное значение высоты А,тах не превышает сумму значений /i,n,in и максимальной высоты полета //,тах подвижного объекта 2.
Высоты Л„ расположения вторых приемных антенн 40 и вторых
передающих антенн 56 сброшенных с подвижного объекта 2 промежуточных приемопередающих станций 5 изменяются в диапазоне значений от h„J до /1„тах- Минимальное значение высоты Н„ достигается, когда п-я промежуточная приемопередающая станция 5 находится на подстилающей поверхности, и определяется особенностями конструкции данной промежуточной приемопередающей станции 5. Максимальное значение высоты  соответствует моменту времени сброса «-Й промежуточной приемопередающей станции 5 с подвижного объекта 2 и не превышает величины .
Выражения (1), (2) и (12) - (14) являются приближенными и не учитывают геометрию неподвижного объекта 1, подвижного объекта 2 и промежуточных приемопередающих станций 5.
С учетом изложенного примем, что для всех п справедливы равенства
а  пшп  Ьттп  min (1)
лтах  Атах  тах (16)
р р р(J
п пр.мин b пр.мин пр.минV   /
р р рГ1Я
а изл л излизл
Из выражений (12), (13) следует, что при выполнении условий (11), (15) - (18) минимально допустимая дальность действия промежуточных приемопередающих станций 5 равна
luO.JJ5U5it Далее полагаем, что Q N кратно Q. По заданным величинам P., IipMHH  min  учетом формулы (19) дальности действия промежуточных приемопередающих станций 5 задают равными (2e-l).n.(20) Дальность действия радиопередающей станции 3 задают по заданным значениям дальностей действия промежуточных приемопередающих станций 5, например, по формуле: (2e-l)™n.(21) В общем случае при движении по маршруту подвижный объект 2 может совершать остановки на произвольные по продолжительности интервалы времени. Предположим, что подвижный объект 2 осуществляет из начального пункта О, в котором находится неподвижный объект 1, вертикальный подъем на высоту , а затем совершает горизонтальный полет на высоте /i,max  постоянной скоростью Vfy вдоль оси X по направлению в сторону возрастающих значений х; максимальное расстояние от неподвижного объекта 1 до подвижного объекта 2 равно /,тах и характеризует протяженность маршрута движения подвижного объекта 2, До момента времени /,jд первого удаления подвижного объекта 2 от неподвижного объекта 1 на расстояние rf,n,in  подвижного объекта 2 сброс промежуточных приемопередающих станций 5 не осуществляют. При этом осуществление технического решения состоит в том, что передают радиосигналы с неподвижного объекта 1, принимают эти радиосигналы на подвижном объекте 2. Величину  определяют по заданным дальностям
В частности, величину df можно задать равной
, gmin  mii
™ (, k,
где А:,  1 - коэффициент запаса, учитывающий приближенный характер
применяемых формул.
С момента времени tj первого удаления подвижного объекта 2 от
неподвижного объекта 1 на расстояние /,mщ с подвижного объекта 2
осуществляют сброс промежуточных приемопередающих станций 5 с интервалами по дальности, определяемыми по заданным дальностям действия радиопередающей станции 3 и промежуточных приемопередающих станций 5.
В силу принятых допущений интервал сброса промежуточных приемопередающих станций 5 с подвижного объекта 2 может равняться
М„  g.(23)
()2 k
где А:2  1 - коэффициент запаса.
Сброс первой промежуточной приемопередающей станции 5 с подвижного объекта 2 осуществляют в момент времени /,„)п первого удаления подвижного объекта 2 от неподвижного объекта 1 на расстояние
Ьтт
Расстояния от неподвижного объекта 1 до подвижного объекта 2, на которых осуществляют сброс промежуточных приемопередающих станций 5, можно измерять на подвижном объекте 2 с помощью инерциальных или доплеровских систем счисления пути (см. там же, с. 68).
При заданных ранее характеристиках движения подвижного объекта 2 сброс п -и промежуточной приемопередающей станции 5 осуществляют в момент времени
(22)
....+(«-1)Щ,(24)
Причем
,0 ,, V fcmin max/)«
- fc  Amax
где т - время вертикального подъема подвижного объекта 2 из начального пункта О на высоту h.
Формула (24) обусловлена тем, что интервалы по дальности М„ определяют максимально возможные расстояния между двумя промежуточными приемопередающими станциями 5, сброшенными с подвижного объекта 2 в ближайшие моменты времени.
Формула (25) обусловлена тем, что дальность fi,J„j„ определяет максимально возможное расстояние от подвижного объекта 2 до неподвижного объекта 1, соответствуюш;ее моменту времени t,J.
В обш;ем случае подвижный объект 2 может совершать движение по сложному маршруту. В частности, он может вначале удаляться от неподвижного объекта 1, а затем приближаться к нему, затем вновь удаляться и приближаться и т.д. При этом подвижный объект 2 может многократно проходить через начальный пункт О, в котором находится неподвижный объект 1, и, следовательно, многократно находиться от него на расстоянии, меньшем /Amin- Однако сброс промежуточных приемопередаюпщх станций 5 с подвижного объекта 2 не осуществляют только до момента времени первого удаления подвижного объекта 2 от неподвижного объекта 1 на расстояние fi,n. С данного момента времени
с подвижного объекта 2 осуществляют сброс промежуточных приемопередающих станций 5 с интервалами по дальности, определяемыми по заданным дальностям действия радиопередающей станции 3 и промежуточных приемопередающих станций 5, причем сброс
МРД /ДШ1
Vb
П2   2
.
Промежуточных приемопередающих станций 5 осуществляют и в том случае, если в результате движения подвижного объекта 2 по маршруту расстояние до неподвижного объекта 1 вновь станет меньше величины
iminЕсли скорость ветра пренебрежимо мала, скорость V, движения
подвижного объекта 2 также настолько мала, что не вызывает существенного возмущения воздушных масс, то траектории падения промежуточных приемопередающих станций 5 можно принять вертикальными. При этом аэродинамические свойства конструкций промежуточных приемопередающих станций 5 не должны иметь какихлибо особенностей, вызывающих существенное отклонение траекторий падения от вертикальных.
После падения на подстилающую поверхность промежуточные приемопередающие станции 5 остаются неподвижными.
Коэффициент запаса k2 учитывает возможную неточность разброса
промежуточных приемопередающих станций 5, обусловленную влиянием различных факторов.
Возможны два характерных случая:
При движении подвижного объекта 2по маршруту,
продолжительность которого равна Г,  t  -1,выполняются оба
условия (26, а), (26, б). При этом в каждый момент времени выполняется только одно из указанных условий. Кроме того, в силу необратимости времени, если наступило условие (26, б), то условие (26, а) уже не наступит. Таким образом, из изложенного следует, что техническое решение может быть осуществлено лишь единственным образом.
iWllM
22
6 6nun;(26, а)
б бшш;(26,6)
В первом случае (26, а) с подвижного объекта 2 сброс промежуточных приемопередающих станций 5 не осуществляют. Осуществление технического решения в данном случае рассмотрено выше.
Рассмотрим осуществление технического решения в случае (26, б), которому соответствует сброс промежуточных приемопередающих станций 5 с подвижного объекта 2.
С неподвижного объекта 1 передают радиосигналы. Принимают переданные с неподвижного объекта 1 радиосигналы на каждой из группы первых (n  ,2,..,,Q} сброшенных с подвижного объекта 2 промежуточных приемопередающих станций 5 и передают их. Принимают переданные с каждой из группы первых (n  l,2,...,Q}
сброшенных с подвижного объекта 2 промежуточных приемопередающих станций 5 радиосигналы на каждой из группы других (n  Q + ,Q + 2,...,2Q} промежуточных приемопередающих станций 5, сброшенных с подвижного объекта 2 в течение интервала времени  t(t
сброса с подвижного объекта 2 группы первых (n  ,2,...,Q)
промежуточных приемопередаюпщх станций 5, и передают их. Аналогичным образом осуществляют прием и передачу радиосигналов с помощью других (у  3,4,...,) групп сброшенных с подвижного
объекта 2 промежуточных приемопередающих станций 5 по направлению передачи радиосигналов от сброшенных промежуточных приемопередающих станций 5 в течение более ранних интервалов времени „    сброшенным в течение более поздних интервалов времени /4,е,,  )
23
, следующего за интервалом времени t
сброшенных с подвижного объекта 2 промежуточных приемопередающих станций 5.
Каждая промежуточная приемопередающая станция 5 начинает функционировать в момент сброса и продолжает функционировать до и после соприкосновения с подстилающей поверхностью.
При снижении промежуточных приемопередающих станций 5 их дальности действия и дальность действия радиопередающей станции 3 сокращаются, но, в соответствии с формулами (12) - (21), не становятся меньше величины .
При движении подвижного объекта 2 и сбрасываемых промежуточных приемопередающих станций 5 возникает эффект Доплера, отрицательное влияние которого на качество радиосвязи можно устранить путем рационального выбора частотных характеристик сигналов и устройств радиопередающей станции 3, радиоприемной станции 4 и промежуточных приемопередающих станций 5.
При осуществлении технического решения в условиях пересеченной местности для определения точек сброса промежуточных приемопередающих станций 5 необходимо учитывать информацию о поле высот рельефа местности. Для этого на подвижном объекте 2 можно использовать обзорно-сравнительные системы радионавигации (см. Авиационная радионавигация: Справочник. Под ред. А.А. Сосновского. М.: Транспорт, 1990, с. 8-9).
Подстилающей поверхностью может являться водная поверхность. В этом случае при осуществлении технического решения необходимо обеспечивать удержание промежуточных приемопередающих станций 5 на поверхности воды после падения. Кроме того, при задании дальностей действия радиопередающей станции 3 и промежуточных приемопередающих станций 5 следует учитывать волнение водной поверхности и возможные течения.
.Hi0
24
Под термином «рабочая частота понимаем значение частоты несущего колебания, центральное или какое-либо другое характерное значение частоты полосы частот радиосигналов. При этом полосы частот радиосигналов, соответствующие различным рабочим частотам, не перекрываются.
При произвольном маршруте движения подвижного объекта 2 заданные рабочие частоты радиосигналов, передаваемых в одно и то же время с неподвижного объекта 1 и с каждой из промежуточных приемопередающих станций 5, сброшенных с подвижного объекта 2, должны быть различными:
Л  Л  /V ДЛЯ всех .(27)
При передаче радиосигналов с неподвижного объекта 1 на подвижный объект 2 заданными рабочими частотами
f f f
(y-i)e+i,(y-i)e+2,...je,  радиосигналов, принимаемых на
у Л У Л2
1(у-1)е+1,(у-1)е+2,...,л,
каждой из промежуточных приемопередающих станций 5 у-и сброшенной с подвижного объекта 2 группы, кроме первой (7  1) группы сброшенных с подвижного объекта 2 промежуточных приемопередающих станций 5, являются заданные рабочие частоты fn )o+i( -2)о+2 r-no
радиосигналов, передаваемых с промежуточных приемопередающих станций 5 (у-1)-й группы, сброшенной с подвижного объекта 2 в течение
ближайшего к интервалу времени , , сброса
данной (у-и) группы более раннего интервала времени
А  .
(у-1)е
«(у-2)е  j(/-i)e+i,(y-i)e+2,...je, ,«  1(-1)е+1,О-1)е+2,...,Ушах, Утах
25
max.  Л n(j-2)Q+q
где q  1,2,...,Q - целые положительные числа
Заданной рабочей частотой радиосигналов, принимаемых на каждой из промежуточных приемопередающих станций 5 первой (7  1) сброшенной с подвижного объекта 2 группы, является заданная рабочая частота / радиосигналов, передаваемых с неподвижного объекта 1:
.(29)
,2,...,,
Заданными рабочими частотами fb,fL)--,fb радиосигналов, принимаемых на подвижном объекте 2, являются заданные рабочие частоты /„ .. ,4л,г;  „ радиосигналов, передаваемых с
чУтах ) )
промежуточных приемопередающих станций 5 последней (У 7„ах) сброшенной с подвижного объекта 2 группы, если с подвижного объекта 2 сброшена хотя бы одна промежуточная приемопередающая станция 5, или, в противном случае, заданная рабочая частота / радиосигналов, передаваемых с неподвижного объекта 1:
, ГЛ (7-пах-1)е+ приг,/,„4„
f( .(30)
Из изложенного следует, что рабочие частоты радиосигналов, передаваемых с неподвижного объекта 1, и радиосигналов, принимаемых на промежуточных приемопередающих станциях 5 и передаваемых с них, могут быть фиксированными.
Вместе с тем при сбросе с подвижного объекта 2 промежуточных приемопередающих станций 5 очередной (7  7тах) группы заданные рабочие частоты fb.-,fL-,-,fb радиосигналов, принимаемых на
подвижном объекте 2, должны совпадать с заданными рабочими частотами /  ,-.., ,.. ..„ .радиосигналов, передаваемых с
26
Кроме того, для осуществления радиосвязи между неподвижным объектом 1 и подвижным объектом 2 в ситуации (26, а), при которой еще не сброщено ни одной промежуточной приемопередающей станции 5, заданная рабочая частота / радиосигналов, передаваемых с неподвижного объекта 1, должна совпадать с одной из заданных рабочих частот fL-tfL-, fl радиосигналов, принимаемых на подвижном объекте
Все элементы и блоки, входящие в состав системы, представленной на фиг. 1-6, являются известными и описанными в литературе.
В качестве измерителя 7 скорости на подвижном объекте 2, являющемся, в частности, низколетящим летательным аппаратом, может использоваться доплеровский измеритель скорости и угла сноса или инерциальный измеритель скорости (см. Авиационная радионавигация: Справочник. Под ред. А.А. Сосновского. - М.: Транспорт, 1990, с. 6-8).
В качестве блока 8 задания могут использоваться какие-либо известные и описанные в литературе цифровые устройства ввода данных (см., например, Шевкопляс Б. В. Микропроцессорные структуры. Инженерные рещения. - М.: Радио и связь, 1993, с. 27).
В качестве блока 6 управления могут использоваться микропроцессорные системы с аналоговыми и цифровыми входами и выходами, в состав которых входят тактовый генератор, запоминающие устройства, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи и другие устройства (см., например, П. Хоровиц, У. Хилл. Искусство схемотехники. - М.: Мир, 1993, с. 294-295), не изображенные на фиг. 2.
В качестве каждого из первых измерителей 32 мощности и вторых измерителей 48 мощности могут использоваться последовательно соединенные блок возведения в квадрат и интегратор (см., например, Дж. Бендат, А. Пирсол. Прикладной анализ случайных данных. - М.: Мир, 1983, с. 143).
.ic oiuuj
27
cii
28 Блок 9 сброса предназначен для осуществления сброса промежуточных приемопередающих станций 5 с заданным интервалом по дальности. В качестве конвейера И применен ленточный конвейер с горизонтально замкнутой трассой (см., например, Конвейеры. Справочник. Под общей редакцией Ю.А. Пертена. - Л.: Машиностроение, 1984, с. 4-9). Конвейер И предназначен для перемещения промежуточных приемопередающих станций 5, размещенных в несущих элементах 13, по направлению к отверстию 18. Электропривод 10 предназначен для приведения в движение ленты 12 конвейера 11 со скоростью, соответствующей сигналам, формируемым блоком 6 управления. Электропривод 10 является автоматизированным. Системы управления автоматизированных электроприводов обеспечивают заданную угловую скорость вращения вала электродвигателя в соответствии с внешними управляющими сигналами, которые в зависимости от вида электродвигателя и системы управления могут быть аналоговыми и цифровыми (см., например. Политехнический словарь. Редкол.: А.Ю. РЬплинский (гл. ред.) и др. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: П50 «Большая Российская энциклопедия, 1998, с. 13). Конструкции электроприводов известны (см., например. Конвейеры. Справочник. Под общей редакцией Ю.А. Пертена. - Л.: Машиностроение, 1984, с. 87-91). Мощность сигналов, формируемых блоком 6 управления, достаточна для управления работой электропривода 10. Конструкция блока 9 сброса обеспечивает беспрепятственное перемещение промежуточных приемопередающих станций 5 к отверстию 18 при их сбросе.
Размеры отверстия 18 превышают габаритные размеры каждой промежуточной приемопередающей станции 5 совместно с прикрепленным к ней уложенным парашютом 15.
Количество несущих элементов 13, находящихся в исходном верхнем положении, равно Л числу промежуточных приемопередающих станций 5, размещенных на подвижном объекте 2.
Верхнему положению несущих элементов 13 соответствует их положение над продольной осью симметрии конвейера 11.
В общем случае в блоке 9 сброса для загрузки в них промежуточных приемопередающих станций 5 могут быть применены известные загрузочные устройства (см., например. Конвейеры. Справочник. Под общей редакцией Ю.А. Пертена. - Л.: Машиностроение, 1984, с. 97-100).
Несущие элементы 13 закреплены вдоль конвейера 11с интервалом, равным А/„.
Закрепленные в несущих элементах 13 магниты 16 представляют собой пластины из магнитотвердых материалов.
Промежуточные приемопередающие станции 5 размещают в несущих элементах 13 в непосредственной близости от магнитов 16, магнитное поле которых обеспечивает замыкание контактов герконов 58, однако пренебрежимо мало по своему влиянию на движение промежуточных приемопередающих станций 5 при их сбросе.
Первая передающая антенна 23, первая приемная антенна 24, вторая приемная антенна 40 и вторая передающая антенна 56 являются ненаправленными.
Конструкции промежуточных приемопередающих станций 5 разрабатывают с учетом ударных нагрузок, возникающих при столкновении с подстилающей поверхностью (см., например, В.Б. Карпущин. Вибрации и удары в радиоаппаратуре. - М.: Советское радио, 1971, с. 155 - 216). В связи с этим вторые приемные антенны 40 и вторые
iecai«
29 передающие антенны 56 промежуточных приемопередающих станций 5 могут размещаться внутри ударопрочных радиопрозрачных корпусов, выполненных, например, из фторопласта. Парашюты 15 служат для уменьшения скорости падения промежуточных приемопередающих станций 5, а, следовательно, для уменьшения ударных нагрузок, возникающих при их столкновении с подстилающей поверхностью. Укладка парашютов 15 в несущих элементах 13 исключает спутывание стропов 14 при сбросе промежуточных приемопередающих станций 5. Физические и геометрические характеристики парашютов 15 (проницаемость, упругость ткани купола, форма и площадь купола, наличие и форма вырезов и др.) определяют исходя из массы промежуточных приемопередающих станций 5 и требуемой динамики парашютов 15 (см., например, Ю.А. Шевляков, В.Н. Тищенко, В.А. Темненко. Динамика парашютных систем. - Киев; Одесса: «Вища школа. Головное изд-во, 1985). Конструкция и характеристики парашютов 15 предполагают их автоматическое раскрытие при сбросе промежуточных приемопередающих станций 5, Источником 19 сообщений может служить устройство последовательного вывода цифровых сигналов, а получателем 37 сообщений - устройство последовательного ввода цифровых сигналов (см., например. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. Справочник. Под ред. С.В. Якубовского. - М.: Радио и связь, 1990, с. 151). Напряжение питания радиопередающей станции 3 вырабатывает система электроснабжения неподвижного объекта 1, не изображенная на фиг. 1-6.
даД|Д5Ъ
31 вырабатывает бортовая система электроснабжения подвижного объекта 2, не изображенная на фиг. 1-6. Каждый из аккумуляторов 59 нредназначен для формирования напряженияпитаниясоответствующейпромежуточной приемопередающей станции 5. Емкость аккумулятора 59 задают исходя из потребляемой мощности соответствующей промежуточной приемопередающей станции 5 и продолжительности эксплуатации системы. Частотами передачи радиопередающей станции 3 и промежуточных приемопередающих станций 5 являются заданные рабочие частоты радиосигналов, передаваемых соответственно с радиопередающей станции 3 и с промежуточных приемопередающих станций 5. Частотами приема радиоприемной станции 4 и промежуточных приемопередающих станций 5 являются заданные рабочие частоты радиосигналов, принимаемых соответственно на радиоприемной станции 4 и на промежуточных приемопередающих станциях 5. Термины «частота передачи и «частота приема какого-либо устройства являются общепринятыми (см., например, Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. - М.: Эко-Трендз, 2000, с. 22). Термин «управляемый генератор является общепринятым (см., например. Теоретические основы радиолокации. Под ред. В.Е. Дулевича. М.: Советское радио, 1978, с. 358). Частота колебаний, формируемых управляемым генератором, определяется напряжением, действующим на его управляющем входе. В этом случае управляемый генератор является генератором, управляемым по напряжению. Генераторы, управляемые по напряжению, являются известными и описанными в литературе устройствами (см., например, Хоровиц П., Хилл. У. Искусство
схемотехники. В 3-х томах: T.I. Пер. с англ. - 4-е изд. перераб. и доп. М.: Мир, 1993, с. 308).
Рассмотрим работу системы, представленной на фиг. 1-6.
Подвижный объект 2 находится в начальном пункте О своего маршрута. В начальном пункте О маршрута движения подвижного объекта 2 находится неподвижный объект 1.
Конвейер 11 приведен в начальное состояние, при котором несущий элемент 13, ближайший к отверстию 18, должен пройти путь, равный /,„,(„, до точки, в которой происходит отрыв соответствующей
промежуточной приемопередающей станции 5 от данного несущего
элемента 13 и начинается ее падение.
При этом выполняются соотношения:
//.;„А/„
bmin  п
Afcn- L l-h Коэффициенты усиления первого малошумящего усилителя 26 и вторых малошумящих усилителей 42 заданы так, чтобы чувствительности радиоприемной станции 4 и промежуточных приемопередающих станций 5 равнялись .
Коэффициенты усиления первого усилителя 22 мощности и вторых усилителей 55 моищости заданы так, чтобы мощности радиосигналов, передаваемых с неподвижного объекта 1 и с промежуточных приемопередающих станций 5, равнялись Р.
Тогда с учетом выражений (12) - (21) дальности действия радиопередающей станции 3 и промежуточных приемопередающих станций 5 равны ,in
В блок 8 задания вводят значения дальностей / gniin Действия промежуточных приемопередающих станций 5.
|f IAU6l
32
Блок 6 управления считывает код с выходов блока 8 задания, содержащий информацию о заданных значениях дальностей
действия, и определяет по формулам (22), (23) величины й,,; и М„.
Примем, что частота передачи л-и промежуточной приемопередающей станции 5, размещенной на подвижном объекте 2, равна
Л Ли+А/(й-1),(32)
где А/ - смещение по частоте.
Блок 6 управления вырабатывает управляющие сигналы, по которым частота колебаний, формируемых управляемым генератором 28,
принимает значение f +/ьп причем в соответствии с формулами
(29), (30):
fa - fn, n,2,...,(33)
л: д„ие(
где /бп - промежуточная частота радиоприемной станции 4.
Контакты геркона 58 каждой из промежуточных приемопередающих станций 5, размещенных в несущих элементах 13, замкнуты в результате воздействия магнитного поля соответствующего магнита 16. К выводам обмотки электромагнитного реле 57 приложено напряжение аккумулятора 59. Контакты электромагнитного реле 57 разомкнуты. Приемопередающий блок 38 обесточен. Промежуточная приемопередающая станция 5 не функционирует.
В момент времени t подвижный объект 2 начинает осуществлять из общего начального пункта О вертикальный подъем на высоту ,, а затем совершает горизонтальный полет на высоте h, с постоянной
, /л /1. 33
скоростью Vf, вдоль оси X по направлению в сторону возрастающих значений jc,
При этом блок 6 управления непрерывно считывает с выходов измерителя 7 скорости информацию о скорости движения подвижного объекта 2 и с помощью формул (24), (25) определяет моменты времени сброса промежуточных приемопередающих станций 5.
Примем, что время разгона подвижного объекта 2 до скорости V с началом горизонтального движения пренебрежимо мало. Если временем разгона пренебречь нельзя, то момент времени ,(„ сброса первых
промежуточных станций 5 определяют из решения уравнения
dbrrnn .(0.(35)
в момент времени t + г, завершения подъема подвижного объекта
2 на высоту . блок 6 управления формирует управляющий сигнал, по которому электропривод 10 приводит ленту 12 конвейера 11 в движение со скоростью:
Ub , / , УЬ , f . V,.(36)
Движение ленты 12 над продольной осью симметрии конвейера 11 происходит по направлению к отверстию 18 (фиг. 3).
Время, за которое скорость движения ленты 12 достигнет значения Ui,, пренебрежимо мало.
До момента времени /,пщ, первого удаления подвижного объекта 2 от неподвижного объекта 1 на расстояние fl,i с подвижного объекта 2
сброс промежуточных приемопередающих станций 5 не осуществляют (случай 26, а).
iwi/li
34
6 Amaxfti™n
В этом случае передача радиосигналов с неподвижного объекта 1 на подвижный объект 2 состоит в следующем.
Двоичная последовательность импульсов с выхода источника 19 сообщений радиопередающей станции 3, размещенной на неподвижном объекте 1, поступает на первый вход первого преобразователя 20 частоты. На второй его вход поступают колебания частоты /, вырабатываемые
первым гетеродином 21. Значение частоты /, задают по формуле (33).
Амплитудно-манипулированный сигнал с выхода первого преобразователя 20 частоты поступает на вход первого усилителя 22 мощности, сигнал с выхода которого поступает на вход первой передающей антенны 23. Первая передающая антенна 23 передает на заданной рабочей частоте / соответствующий радиосигнал.
Первая приемная антенна 24 радиоприемной станции 4, размещенной на подвижном объекте 2, принимает радиосигнал, переданный радиопередающей станцией 3. Сигнал с выхода первой приемной антенны 24 поступает на вход первого полосового фильтра 25, обеспечивающего избирательность по зеркальному каналу (см., например. Радиоприемные устройства. Под ред. В.И. Сифорова. - М.: Советское радио, 1974, с. 235). Сигнал с выхода первого полосового фильтра 25 поступает на вход
первого малошумящего усилителя 26, сигнал с выхода которого поступает на первый вход второго преобразователя 27 частоты. На второй его вход
поступают колебания частоты f + /г.п  вырабатываемые управляемым
генератором 28. Значения рабочих частот f,fb.,-,fb принимаемых
радиосигналов определены формулой (34). Сигнал промежуточной частоты fhji с выхода второго преобразователя 27 частоты поступает на
вход первого усилителя 29 промежуточной частоты, сигнал с выхода которого поступает на входы всех вторых полосовых фильтров 31. (Спектр сигнала, действующего на выходе второго преобразователя 27
ш/l ш
частоты, содержит составляющие, соответствующие рабочим частотам принимаемых радиосигналов. При этом спеюр данного сигнала вследствие малости Af является узкополосным и сосредоточенным около промежуточной частоты /,п-) На основании формул (32), (33) частота настройки второго полосового фильтра 31 q-то первого канала 30
обработки равна Д  Лп+А/(1)- Полосы пропускания вторых
полосовых фильтров 31 не перекрываются. Сигналы с выходов вторых полосовых фильтров 31 поступают на соответствующие коммутируемые входы первого аналогового коммутатора 34 и на входы соответствующих первых измерителей 32 мощности. В каждом первом канале 30 обработки сигнал с выхода первого измерителя 32 мощности поступает на вход первого аналого-цифрового преобразователя 33, который вырабатывает двоичный код, соответствующий значению мощности радиосигнала, принимаемого на соответствующей заданной рабочей частоте. Первый микроконтроллер 35 считывает двоичные коды с выходов всех первых аналого-цифровых преобразователей 33 и определяет по ним заданную рабочую частоту принимаемого радиосигнала максимальной мощности. (В данном случае заданной рабочей частотой принимаемого радиосигнала максимальной мощности является заданная рабочая частота /
радиосигнала, передаваемого с неподвижного объекта 1.) Затем первый микроконтроллер 35 формирует на управляющих входах первого аналогового коммутатора 34 управляющие сигналы, по которым первый аналоговый коммутатор 34 подключает выход второго полосового фильтра 31, соответствующего заданной рабочей частоте принимаемого радиосигнала максимальной мощности, к входу первого демодулятора 36. Двоичная последовательность импульсов, соответствующая передаваемому сообщению, поступает с выхода первого демодулятора 36 на вход получателя 37 сообщений.
36
Значения нромежуточных частот радионриемной станции 4 и промежуточных приемопередающих станций 5 задают с учетом известных ограничений (см., например, Радиоприемные устройства. Под ред. В.И. Сифорова. - М.: Советское радио, 1974, с. 240).
Значения рабочих частот f,f,-,fb  определяемые формулой
(34), остаются неизменными в течение интервала времени сброса с подвижного объекта 2 первой группы промежуточных приемопередающих станций 5.
В момент времени  в результате движения ленты 12
конвейера 11 ближайший к отверстию 18 несущий элемент 13 занимает положение, при котором происходит отрыв соответствующей промежуточной приемопередающей станции 5 от данного несущего элемента 13 и начинается ее падение. В этом состоит сброс первой промежуточной приемопередающей станции 5 с подвижного объекта 2. (До сброса с подвижного объекта 2 следующей промежуточной приемопередающей станции 5 данная промежуточная приемопередающая станция 5 является одновременно последней сброшенной с подвижного объекта 2 промежуточной приемопередающей станцией 5.)
При этом контакты геркона 58 данной промежуточной приемопередающей станции 5 размыкаются. Контакты электромагнитного реле 57 принимают нормально замкнутое состояние. На приемопередающий блок 38 поступает напряжение питания. Происходит включение промежуточной приемопередающей станции 5.
Одновременно блок 6 управления вырабатывает управляющий сигнал, по которому частота колебаний, формируемых управляемым генератором 28, принимает в соответствии с формулой (30) значение
f ь  Лп при котором рабочие частоты радиосигналов, принимаемых
37А
Спустя некоторый интервал времени, определяемый, в частности, массой промежуточной приемопередающей станции 5 и аэродинамическими характеристиками ее конструкции, раскрывается парашют 15, прикрепленный к данной промежуточной приемопередающей станции 5 стропами 14, что вызывает уменьшение скорости ее падения.
Радиопередающая станция 3 передает на заданной рабочей частоте /
радиосигнал. При этом работа блоков радиопередающей станции 3 протекает аналогично описанному выше.
Вторая приемная антенна 40 первой (одновременно являющейся последней) сброшенной с подвижного объекта 2 промежуточной приемопередающей станции 5 принимает радиосигнал, переданный радиопередающей станцией 3. Сигнал с выхода второй приемной антенны 40 поступает на вход третьего полосового фильтра 41, обеспечивающего избирательность по зеркальному каналу. Сигнал с выхода третьего полосового фильтра 41 поступает на вход второго малошумящего усилителя 42, сигнал с выхода которого поступает на первый вход третьего преобразователя 43 частоты. На второй его вход поступают
колебания частоты (/«+/«n n i вырабатываемые вторым гетеродином
44. Сигнал промежуточной частоты /„„ с выхода третьего
преобразователя 43 частоты поступает на вход второго усилителя 45 промежуточной частоты, сигнал с выхода которого поступает на входы четвертых полосовых фильтров 47. На основании формул (32), (33) частота настройки четвертого полосового фильтра 47 q -го второго канала
46обработки «-Й промежуточной приемопередающей станции 5 равна fn  /лп + 4/(  о  Полосы пропускания четвертых полосовых фильтров
im lit
аналогового коммутатора 50 и на входы соответствующих вторых измерителей 48 мощности. В каждом втором канале 46 обработки сигнал с выхода второго измерителя 48 мощности поступает на вход второго аналого-цифрового преобразователя 49, который вырабатывает двоичный код, соответствующий значению мощности радиосигнала, принимаемого на соответствующей заданной рабочей частоте. Второй микроконтроллер 51 считывает двоичные коды с выходов всех вторых аналого-цифровых преобразователей 49 и определяет по ним заданную рабочую частоту принимаемого радиосигнала максимальной мощности. (В данном случае заданной рабочей частотой принимаемого радиосигнала максимальной мощности является заданная рабочая частота / радиосигнала,
передаваемого с неподвижного объекта 1.) Затем второй микроконтроллер 51 формирует на управляющих входах второго аналогового коммутатора 50 управляющие сигналы, по которым второй аналоговый коммутатор 50 подключает выход четвертого полосового фильтра 47, соответствующего заданной рабочей частоте принимаемого радиосигнала максимальной мощности, к входу второго демодулятора 52. Двоичная последовательность импульсов, соответствующая передаваемому сообщению, поступает с выхода второго демодулятора 52 на первый вход четвертого преобразователя 53 частоты. На второй его вход поступают колебания частоты /„ , вырабатываемые третьем гетеродином 54.
Амплитудно-манипулированный сигнал с выхода четвертого преобразователя 53 частоты поступает на вход второго усилителя 55 мощности, сигнал с выхода которого поступает на вход второй передающей антенны 56. Вторая передающая антенна 56 передает на заданной рабочей частоте /„ соответствующий радиосигнал.
Радиоприемная станция 4 принимает радиосигналы, переданные с последней (одновременно являющейся первой) сброшенной с подвижного объекта 2 промежуточной приемопередающей станции 5. При этом работа
блоков радиоприемной станции 4 протекает аналогично описанному выше, причем значение частоты колебаний, вырабатываемых
управляемым генератором 28, равно Д +Лп значение рабочей
частоты /, радиосигналов, принимаемых на подвижном объекте 2, задают по формуле (34).
С момента времени  первого удаления подвижного объекта 2 от
неподвижного объекта 1 на расстояние d, в результате равномерного движения ленты 12 конвейера 11 со скоростью С/, с подвижного объекта 2 происходит сброс промежуточных приемопередающих станций 5 с интервалом по дальности, равным, как следует из формулы (36),  .
При этом в момент времени t сброса очередной п -и промежуточной
приемопередающей станции 5 блок 6 управления вырабатывает управляющий сигнал, по которому частота колебаний, формируемых управляемым генератором 28, принимает значение в соответствии с формулой (30).
Спустя некоторый интервал времени, определяемый, в частности, массой и-и промежуточной приемопередающей станции 5 и аэродинамическими характеристиками ее конструкции, раскрывается парашют 15, прикрепленный к данной промежуточной приемопередающей станции 5 стропами 14, что вызывает уменьщение скорости ее падения.
Включение сброшенных промежуточных приемопередающих станций 5 в результате размыкания контактов герконов 58 происходит аналогично описанному выще.
Рассмотрим передачу радиосигналов с неподвижного объекта 1 на подвижный объект 2 в случае, когда с подвижного объекта 2 сброщено Утах групп ( J} промежуточных приемопередающих станций 5, общее количество которых равно п (.Q «max  )inm ш
40
Радиопередающая станция 3 передает на заданной рабочей частоте /
радиосигнал. При этом работа блоков радиопередающей станции 3 протекает аналогично описанному выше.
Принимают переданные с неподвижного объекта 1 радиосигналы на каждой из группы первых {n  ,2,,..,Q} сброшенных с подвижного
объекта 2 промежуточных приемопередающих станций 5 и передают их. При этом работа блоков промежуточных приемопередающих станций 5 данной группы (у  1) протекает аналогично описанному выше, причем частоты колебаний, вырабатываемых вторыми гетеродинами 44, равны
(/л+Лп п 12 б  частоты колебаний, вырабатываемых третьими
, i
гетеродинами 54, равны /„ ,, ,; заданная рабочая частота
радиосигналов, принимаемых на промежуточных приемопередающих станциях 5 данной (7  1) группы и передаваемых с них, равна
соответственно /„ „.,,2,...,е f а и л ,2.....д.
Принимают переданные с каждой из группы первых (и  1,2,..,,)
сброшенных с подвижного объекта 2 промежуточных приемопередаюших станций 5 радиосигналы на каждой из группы других (n  Q + l,Q + 2,...,2Q) промежуточных приемопередающих станций 5, сброшенных с подвижного объекта 2 в течение интервала времени
tij t  следующего за интервалом времени t
сброса с подвижного объекта 2 группы первых (n  l,2,...,Q}
промежуточных приемопередающих станций 5, и передают их. При этом работа блоков промежуточных приемопередающих станций 5 данной группы (у  2) протекает аналогично описанному выше, причем частоты колебаний, вырабатываемых вторыми гетеродинами 44, равны
ш.
41
И-l,z,...,y
(/«+/nnj6+1(2+2 22 частоты колебаний, вырабатываемых третьими
гетеродинами 54, равны fn -п п -,   заданные рабочие частоты
радиосигналов, принимаемых на промежуточных приемопередающих станциях 5 данной (7  2) группы и передаваемых с них, равны
соответственно f f „ и /„I „ ,,,  „.
,е+2,...,2е  i« e+i,e+2,...,2e
Аналогичным образом осупдествляют прием и передачу радиосигналов с помощью других (у  3,4,...,7,) групп сброшенных с
подвижного объекта 2 промежуточных приемопередающих станций 5 по направлению передачи радиосигналов от сброшенных промежуточных приемопередающих станций 5 в течение более ранних интервалов времени Г„ / ,чп , А   о  сброшенным в течение более поздних
«(у-1)е+1
интервалов времени п „ o+i b л|„(+i)o- Р  работа блоков промежуточных приемопередающих станций 5 у-и группы («  )
протекает аналогично описанному выше, причем частоты колебаний, вырабатываемыхвторымигетеродинами44,равны
(/+/„„)„ fO-i)e+iO-i)e+2,...je, .частотыколебаний,
V «,  -1о--1)е+1,(у-1)е+2,...,«™,
вырабатываемыхтретьимигетеродинами54,равны
/п О-1)е+1,(7-1)е+2,.. je, у Утах; заданные рабочие частоты радиосигналов,
l(7-l)e+l,(y-l)e+2,...,«max.
Принимаемых на промежуточных приемопередающих станциях 5 данной (У-и) группы и передаваемых с них, равны соответственно
/л„ fa-i)e+i,(y-i)e+2,...je,  --и
(7-1)е+1,(у-1)е+2,.-,Яшах.
/«„J(-i)e+i(7-i)e+2,...ja, .
Л-y+l,...,jy
«(у-2)е+9
Радиоприемная станция 4 принимает радиосигналы, переданные с каждой из группы последних (n  ()Q + l,(j, + 2,...,n,}
сброшенных с подвижного объекта 2 промежуточных приемопередающих станций 5. При этом работа блоков радиоприемной станции 4 протекает аналогично описанному выше, причем значение частоты колебаний,
вырабатываемых управляемым генератором 28, равно /, +Лп5
значения рабочих частот радиосигналов, принимаемых на подвижном объекте 2, равны f  /„ n()Q+q.
При сбросе с подвижного объекта 2 первой промежуточной приемопередаюпцей станции 5 у-и группы блок 6 управления
вырабатывает управляющий сигнал, по которому частота колебаний, формируемых управляемым генератором 28, принимает в соответствии с
формулой (30) новое значение /, +Лп которое сохраняется до
сброса первой промежуточной приемопередающей станции 5 (7 + 1)-й группы; рабочие частоты радиосигналов, принимаемых на подвижном
объекте 2, принимают значения, равные f  /„
Дальности действия радиопередающей станции 3 и промежуточных приемопередающих станций 5 теоретически могут иметь очень малые заданные значения, В связи с этим даже при больших расстояниях между неподвижным объектом 1 и подвижным объектом 2 объем геометрического пространства, занимаемого системой радиосвязи, может быть незначительным.
В качестве примера ниже приведены значения параметров, удовлетворяющие применяемым в описании формулам.
N  0;Q  2- J  5;
Ш1Щ
43
п(Утах-1)е+
R  250 M; h,  0.1 M; Л  200 м; Р.  lO Вт; P,  4 Вт;
йшш Ай „ Л„ „ 250м;
.25м;
F,  2 м/с; f/,  0.0034 м/с;
вид модуляции - амплитудная манипуляция; скорость передачи информации 512 бит/с; /, 100.2 МГц;
fbu  fnn  10.0 МГц при всех и;
А/  0.2 МГц;
значения частот f приема радиоприемной станции 4 при сбросе очередных п промежуточных приемопередающих станций 5 с подвижного объекта 2, а также значения частот /„ и /„ передачи и
приема промежуточных приемопередающих станций 5 сведены в таблицу. Таким образом, осуществление радиосвязи между подвижным объектом и неподвижным объектом, находящимся в начальном пункте марщрута движения подвижного объекта, с помощью сбрасываемых с подвижного объекта маломощных промежуточных приемопередающих станций, оснащенных ненаправленными антеннами, позволяет улучшить массогабаритные показатели приемопередающих станций неподвижного и подвижного объектов, увеличить помехоустойчивость различных радиоэлектронных средств, размещенных на неподвижном и подвижном объектах, повысить электромагнитную безопасность людей, находящихся на неподвижном и подвижном объектах, сократить объем геометрического пространства, занимаемого данной системой радиосвязи, а, следовательно, повысить эффективность системы в условиях одновременной эксплуатации нескольких систем радиосвязи.
hm
44