Шевченко В. А., Максименко Ю. Л., Мазниченко Ю. А, МІКРЮКОВ А. С. В / ч А0375 а / я 103, м. Київ, 01015, Україна тел.290-41-73

Анотація – Показано, що наближені значення робочих частот далеких КВ радіоліній можуть вибиратися за прогнозами найменших застосовних частот.

I. Вступ

Радіозв’язок на великі відстані може здійснюватися або через штучні супутники Землі (ШСЗ) у діапазоні СВЧ, або відбитими від іоносфери радіохвилями в КВ діапазоні [1]. Ця можливість КВ радіозв’язку визначає її провідне місце в порівнянні з дротовими, радіорелейними і тропосферними лініями зв’язку. Такий зв’язок потрібна підрозділам МНС, зайнятих ліквідацією наслідків катастроф та стихійних лих, а також науковим експедиціям, які перебувають на кораблях або на віддалених від своєї держави материках.

Вартість одного каналокілометра зв’язку іоносферними хвилями значно нижче вартості зв’язку через ШСЗ. Тому часто реалізується комбіноване використання супутникового зв’язку та КВ ліній зв’язку, причому більшу частину часу використовується КВ радіозв’язок і тільки в спеціальні моменти – дорога супутниковий зв’язок [2].

Недоліком дальньої КВ радіозв’язку є обмежена місткість діапазону робочих частот. При організації КВ радіоліній зазвичай використовують місячні прогнози діапазонів робочих частот, розробкою яких займаються інститути іоносфери-но-хвильової служби. Без таких прогнозів вибір робочих частот дуже утруднений, особливо для нових трас великої протяжності. У зазначених умовах наближені значення робочих частот для радіозв’язку з адаптацією по частоті можуть бути визначені з використанням прогнозів найменших застосовних частот.

II. Основна частина

Відомо [1], що верхня межа діапазону робочих частот – максимально застосовна частота (МПЧ) і нижня межа – найменша застосовувана частота (НПЧ) залежать від довжини траси та стану іоносфери. НПЧ також залежить від параметрів радіоапаратури і вимог до якості каналу зв’язку. Показано, що найбільш жорсткі умови дальньої КВ радіозв’язку мають місце влітку особливо в роки максимуму сонячної активності, коли велике поглинання іоносферної хвилі. Зі збільшенням довжини траси МПЧ і НПЧ синхронно зміщуються в область більш високих частот, а при зменшенні довжини траси – в низькочастотну область КВ діапазону. Останнє дозволяє визначати наближені значення робочих частот далеких адаптованих радіоліній тільки по величинам НПЧ.

НПЧ можуть бути розраховані по Прогнозам НПЧ, розробленим ІЗМІРАНом. «Прогноз найменших застосовних частот для років низької та середньої сонячної активності» [3] складений для років, коли число сонячних плям – число Вольфа Wcp = 50. Він може застосовуватися і в роки, коли відміну W від Wcp становить не більше 30 одиниць. У роки високої сонячної активності повинен використовуватися «Прогноз найменших застосовних частот для років високої сонячної активності» [4]. Ці Прогнози відрізняються за змістом. Прогноз [3] містить дві частини, розраховані для великої (перша) і малої (друга) потужностей передавача, для різних режимів роботи. Прогноз [4] складений для різних технічних характеристик радіоліній. Число Вольфа можна знайти в Інтернеті. Оскільки 2004 рік характеризується високою сонячною активністю, то для розрахунку НПЧ КВ радіоліній в цьому році потрібно користуватися Прогнозом [4].

Для визначення графіка добового ходу НПЧ з цього Прогнозу потрібно знати довжину траси, сезон року, географічну широту середини траси і технічний чинник. У технічному факторі враховуються такі технічні характеристики радіолінії: потужність передавача, коефіцієнти підсилення і спрямованої дії передавальної і приймальні антен, смуга пропускання приймача і коефіцієнт захисту.

Залежності НПЧ від часу доби і року, від величини технічного чинника, а також можливість використання запропонованого методу для вибору робочих частот дальньої КВ радіозв’язку перевірені на прикладі розрахунку радіолінії Київ-Ліберія, довжина траси якої складає 6200 км.

Розрахунок виконаний для двох варіантів використовуваної апаратури: 1-й – потужність передавача Рпер =

1 кВт, коефіцієнти підсилення (G) і спрямованої дії (D) передавальної і приймальні антен рівні

6 дБ; 2-й – Рпер = 5 кВт, G = 20 дБ, D = 20 дБ при однаковому коефіцієнті захисту, взимку і влітку.

Рис. 1. Добовий хід НПЧ при Рпер = 1 кВт.

Fig. 1. LAF daily variation when Pf=1 kW

Отримано, що в першому варіанті взимку НПЧ протягом доби змінюється від 9 МГц до 21 МГц, а влітку – від 14 МГц до 25 МГц (рис.1).

У другому варіанті взимку в нічні години НПЧ змінюється від 1,5 МГц до 12 МГц, а влітку – від 4 МГц до 16 МГц (рис.2).

Еремл (укр)

Рис. 2. Добовий хід НПЧ при Рпер = 5 кВт.

Fig. 2. LAF daily variation when Pf=5 kW

Результати розрахунку показують, що збільшення потужності передавача та використання антен підвищеної спрямованості призводить до зменшення НПЧ і до розширення діапазону робочих частот радіолінії, т. к. в обох варіантах МПЧ повинні бути однаковими. Днем взимку цього трасі була стійка адаптована радіозв’язок навіть при Рпер =

1 кВт на частотах, значення яких були вибрані на основі розрахованих НПЧ за першим варіантом. Це підтверджує, що в умовах відсутності прогнозів діапазону робочих частот можливе визначення їх наближених значень за прогнозом НПЧ.

III. Висновок

Прогнози МПЧ і НПЧ розробляються для спокійної іоносфери, а їх коригування при іоносферних збуреннях виконується з використанням оперативних даних стану іоносфери або півдобових прогнозів. Тому вибір робочих частот для дальньої КВ радіозв’язку повинен здійснюватися з використанням річних, місячних і півдобових прогнозів поширення радіохвиль.

Розробку таких прогнозів в Україну можуть виконувати Українські наукові організації: Український радіотехнічний інститут і автоматична іоносферних станція «Димер».

IV. Список літератури

[1] Dolukhanov М. P. Distribution of radiowaves. – М.: Svyaz,

1972. – 336 p.

[2]  Danilkin N. P., Sivokonev G. N. Optimal ionospheric radioprognosis.// Elektrosvyaz. – 2004, № 3.

[3] Least applicable frequencies prognosis for years with low and average solar activity. – М.: Nauka, 1968. – 106 p.

III.  Conclusion

MAF and LAF prognosis have been developping for calm atmosphere, in case of atmosphere disturbance their adjustment has been executing with help of operational data concerning atmosphere state or with application of semi-diurnal prognosis concerning distribution of radio waves.

[4] Least applicable frequencies prognosis for years with high solar activity. – М.: Nauka, 1968. – 114 p.

FREQUENCY SELECTION FOR HF LONG- HAUL RADIOCOMMUNICATION IN EMERGENCY SITUATIONS

Shevchenko V. O., Maksimenko Y. L., Maznichenko Y. A., MikryukovA. S.

Military unit A0375 office box 103, Kyiv, 01015, Ukraine tel. 290-41-73

Abstract – it is shown that approximate values of operating HF long-haul HF radio frequencies can be chosen with use of prognosis of least applicable frequencies.

I.   Introduction

Combined use of satellite communications and HF radiocommunication is realized very often, where HF radio is applied mostly and only in special cases expensive satellite communication is used [2]. The deficiency in HF radio is that it has limited capacity of operating frequencies. Approximate values of operating radio frequencies with frequency adaptation can be determined with use of prognosis of least applicable frequencies.

II.   Main part

It is known that upper border of operating frequency range

–   maximum available frequency (MAF) and the lower border – least available frequency (LAF) depend on the length of propagation path and state of ionosphere. LAF is also dependent on radio equipment parameters and requirements to communication channels quality. LAF can be calculated with help of LAF Prognosis that was developed by IZMIRAN. «Least applicable frequencies prognosis for years with low and average solar activity» [3] was created for years when number of sun spots – Volf value Wav=50. In years when solar activity is high «Least applicable frequencies prognosis for years with high solar activity» must be used [4].

LAF dependencies upon time (whether day or night, either year with high solar activity or not) and magnitude of technical factor, possibility to apply proposed method during frequency selection process for HF radio have been examined using example of calculation Kyiv-Liberiya radio line where propagation path length equals 6200 km. Caculation has been executed for two variants of used equipment. First variant – transmitter power Pf=1kW, coefficients of amplification (G) and directional operation (D) of receiving and transmitting antennas equal 6dB, second variant – Ps=5 kW, G = 20dB, D=20dB with the same coefficient of protection, in summer and winter. It was obtained that during day and night LAF value was shifted from 9MHz to 21 MHz in winter, from 14MHz to 25MHz in summer (fig. 1). During night LAF value was shifted from 1,5MHz to 12MHz in winter, from 4MHz to 16MHz in summer (fig. 2).

Calculation results show that increasing of transmitter power and application of antennas with advanced directivity leads to decreasing of LAF and broadening of radio line operating frequency range since MAF must be the same in both variants. During the day in winter stable adapted radiocommunication has been observed (even if Pf=1 kW) on frequencies, values of which were chosen on basis of calculated LAF according to first variant. It confirms that in case of absence of frequency range prognosis it is possible to determine their approximate values using LAF prognosis.

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології»