Подсистема контроля и управления

 

Подсистема контроля и управления НРЭС предназначена для обеспечения решения всех задач ТИ, в том числе включения/выключения оборудования НРЭС, его настройки, контроля работоспособности и ИН. Она может создаваться в виде обособленной совокупности устройств или совмещаться с ОУ. Данная система часто представляется пультами управления (ПУ), встроенными в передающую и приемную подсистемы.

Обобщенная функциональная схема

Двухсторонней связной РТС

 

Односторонние связные РТС описываются схемой, приведенной на рис.4.1. К современным односторонним связным РТС относится ряд устройств системы МПС, а также каналы автоматической передачи информации АРБ в системах NAVTEX и КОСПАС-SARSAT, где АРБ выступают в качестве автоматической передающей подсистемы.

Особенности двухсторонней связной РТС описывает функциональная схема, приведенная на рис.4.2, представляющая собой два параллельных встречно направленных связных канала (см.рис.4.1).

 

В таких системах передающая и приемная подсистемы у каждого абонента связи объединены в устройство, называемое радиостанцией (РДС) или радиоустановкой (РДУ), при этом данные подсистемы представлены в следующем виде:

– А_ПРД и А_ПРМ — в виде одной совмещенной (приемо-передающей) антенны (А_ПП);

– подсистема контроля и управления РТС — в виде ПУ, встроенного в РДС или РДУ.

Двухсторонние связные РТС бывают симплексными, обеспечивающими поочередную передачу информации между абонентами, или дуплексными, осуществляющими одновременную двухстороннюю связь между ними.

Симплексные связные РТС ведут обмен на одной РЧ попеременно в режимах ПЕРЕДАЧА или ПРИЕМ. В дуплексных связных РТС обеспечивается одновременная двухсторонняя связь за счет применения двух встречных радиолиний с разными РЧ. К современным двухсторонним связным РТС относятся радиостанции и ряд других устройств, входящих в систему МПС.

 

Линия трансляции

 

В НРЭС-ПИ применяются линии трансляции в виде физической линии (провод, кабель, оптическое волокно) или радиолинии, образуемой прямой радиоволной между А_ПРД и А_ПРМ или переотраженной внешним объектом между ними.

В радиолинии применяются РЧ радиоволны, характеризуемые величиной длины волны (λ), т. е. расстоянием, проходимым радиоволной в течение ее периода (табл. 4.1).

 

Радиоволны

 

Радиоволны представляют собой совокупность электрического и магнитного полей и описываются уравнениями Максвелла — ученого, впервые обосновавшего гипотезу о том, что переменное электрическое поле возбуждает в окружающем пространстве переменное магнитное поле и наоборот.

Основные свойства радиоволн:

– в однородном пространстве радиоволны распространяются прямолинейно; скорость их распространения в вакууме равна с=300000 км/с;

– распространение радиоволны в проводящей среде (земле, воде, ионизированном газе) сопровождается поглощением ее энергии — превращением в тепло;

– при приходе нескольких радиоволн в одну точку пространства приходит их сложение — интерференция;

– при встрече с препятствиями радиоволна способна его огибать, что называется дифракцией, уменьшаемой с уменьшением длины волны.

Вблизи земной поверхности радиоволны распространяются иначе, чем в свободном пространстве, так как воздушная среда является неоднородной. Верхняя область атмосферы, содержащая свободные носители электрических зарядов, возникающие за счет влияния солнца, называется ионосферой. Электрические свойства ионосферы характеризуются концентрацией свободных зарядов — числом ионов и электронов в единице объема (1 м³). Концентрация зарядов зависит от времени года (летом больше, чем зимой) и времени суток (днем больше, чем ночью). При возрастании солнечной активности и космического излучения возникают резкие изменения ионизации — магнитные бури.

Концентрация ионов и электронов в ионосфере на разных высотах различна. Можно выделить несколько слоев с повышенной концентрацией ионов (рис. 4.3):

– нижний слой D на высоте 60–90 км с концентрацией до 10⁹/м³; этот слой образуется в дневное время, а ночью исчезает;

–   слой Е на высоте 120–150 км с концентрацией до 10¹¹ / м³ днем и до 10¹⁰/м³ ночью;

–   слой F на высоте 180–400 км с концентрацией до 10¹² / м³ днем и до 10¹¹ / м³ ночью.

При распространении радиоволн могут образовываться три вида таких радиоволн:

– поверхностные (распространяющиеся вдоль поверхности Земли);

– ионосферные (отраженные от ионосферы) или пространственные;

– земные (отраженные от водной поверхности Земли).

 

При распространении поверхностных радиоволн происходит потеря их энергии в слое D. При попадании в слои ионосферы радиоволны отражаются от них или преломляются (это зависит от степени ионизации ионосферы, РЧ и угла падения радиоволны). Максимальная РЧ радиоволны, которая может отразиться от ионизированного слоя при вертикальном падении на него, называется критической частотой (F_КР).

Атмосферные осадки, особенно сильный дождь, двояко влияют на пространственные радиоволны:

– проходя через них радиоволна затухает;

– от осадков радиоволна отражается в разных направлениях (рассеивается).

Свойства радиоволн прежде всего зависят от величины РЧ или длины волны λ. Связь между частотой и длиной волны определяется соотношением F _Гц·λ_М = С = 3∙10⁸_м/с (табл.4.1).

Радиоволны практически всех РЧ относительно хорошо отражаются водной поверхностью и хуже отражаются грунтом, особенно сухим.  

Сверхдлинные радиоволны (СДВ) могут проникать в землю и воду, что используется в системах связи с подводными лодками на глубинах до 30 м. Потери СДВ в воде тем меньше, чем меньше ее РЧ. В связи с большими габаритами и стоимостью СДВ оборудования связь в этом диапазоне в МПС не используется.

 

Таблица 4.1.