CC BY
21
УДК 621.396.946:623.61
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-3-269-271
ПЛАНИРОВАНИЕ СЕТЕЙ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ ВМФ В САНТИМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗОНАЛЬНОГО РЕСУРСА
В.В. Шешенёв
В статье рассматриваются возможности использования многолучевых антенных комплексов спутников ретрансляторов для зонального планирования сети спутниковой связи в интересах ВМФ.
Ключевые слова: сеть спутниковой связи, рациональная точка прицеливания, зональный ресурс сети, энергетический ресурс сети.
На сегодняшний день надводные корабли Военно-Морского Флота (ВМФ) РФ оснащены станциями спутниковой связи дециметрового диапазона. Корабельные станции обеспечивают дуплексную связь со скоростью 1,2 кбит/с с береговыми станциями спутниковой связи сантиметрового диапазона. Преимуществом такой радиолинии будет наличие режима псевдослучайной перестройки рабочей частоты (ППРЧ) на участке от станции до бортового ретрансляционного комплекса (БРТК) спутника связи, обеспечивающего прохождение сигнала на указанном участке в сантиметровом диапазоне в условиях радиоэлектронной борьбы (РЭБ) [1]. Очевидные недостатки - малая пропускная способность канала связи и низкая помехозащищенность ответного узкополосного канала на участке от станции до, БРТК в дециметровом диапазоне.
Приведённые недостатки могут быть устранены с помощью оснащения надводных кораблей станциями сантиметрового диапазона. Для этой возможности потребовалось задать разработку специальной станции с малогабаритным антенным постом сантиметрового диапазона, допускающим его размещение на кораблях [1]. Энергетические характеристики станции спутниковой связи существенно зависят от размеров ее антенны [2]. Поэтому уменьшение размеров антенного поста приведет к снижению эксплуатационных характеристик станции и радиолинии в целом.
Обеспечение подвижных объектов ВМФ, которые могут выполнять свои задачи в любых районах мирового океана, с целью повышения уровня защищенности и устойчивости канала к средствам РЭБ, осуществляется в сантиметровом диапазоне несущей, с использованием узконаправленных или многолучевых антенн (МЛА), которые гарантируют малые размеры зон ГУС, позволяют обеспечить приемлемую помехоустойчивость и высокую скорость передачи данных, обладают высоким угловым разрешением, могут обеспечивать высокую скрытность передачи при малых габаритах антенн надводных кораблей и подводных лодок [1; 2]. Все это вызывает необходимость управлять точкой прицеливания бортовой зональной антенны спутника связи.
Небольшие размеры зон ГУС управляемых зональных бортовых антенн космических аппаратов (КА) перспективной Единой ВССС ВС РФ на геостационарной (ГСО) и высокоэллиптических (ВЭО) орбитах значительно усложняют решение задачи планирования спутниковой связи ВМФ. Существующие средства автоматизированного управления спутниковой связью ВМФ не предназначены для решения задач планирования спутниковой связи ВМФ в сантиметровом диапазоне.
По зоне обслуживания спутниковые сети связи классифицируются как глобальные, региональные и зоновые на рисунке.
Глобальная зона покрытия - это участок поверхности земного сфероида, на территории которого угол места СР больше или равен заданному минимальному значению. Очевидно, что конфигурация глобальной зоны определяется орбитальным ресурсом - т.е. зависит от положения на заданной орбите СР в данный момент времени. Важно отметить, что для обеспечения ГУС в глобальной зоне следует увеличить телесный угол главного лепестка ДН передающей антенны БРТК. Для целей ВМФ это неприемлемо по следующим причинам:
1. Глобальная зона ГУС не обеспечивает пространственной селективности сигнала (сигнал в направлении «вниз» могут принимать все приемники, расположенные в глобальной зоне).
Известия ТулГУ. Технические науки. 2022. Вып. 3
2. Увеличение телесного угла главного лепестка ДН передающей антенны БРТК (при заданной мощности БРТК) приводит к уменьшению коэффициента усиления передающей антенны 2], и, как следствие, к снижению групповой скорости передачи ствола БРТК Уд. Из (1) следует, что эти параметры связаны обратно-пропорционально относительно порога демодулятора приемного тракта ЗС а2а0р:
а^0Р ^ Уд^Н„.Те] (1)
Региональная зона покрытия - участок поверхности, определяемый зоной ГУС спутника-ретранслятора, определяется глобальной зоной покрытия СР и конфигурацией ДН антенны БРТК. Недостатки региональной зоны с точки зрения интересов ВМФ те же, что и у глобальной зоны.
Необходимость учета специфики ВМФ приводит к отказу от принципа планирования зонального ресурса, предусматривающего жесткую связь между точкой наведения зональной антенны КА и местоположением ЗС. В результате применения этого принципа в подсистеме управления Единой ВССС ВС РФ циркулировала бы информация о точном местоположении всех ЗС, включая координаты надводных кораблей и подводных лодок ВМФ. Это недопустимо для ВМФ. Необходим другой принцип управления бортовыми зональными антеннами диапазона СМВ в Единой ВССС ВС РФ.
Система военной связи должна обеспечивать устойчивое функционирование направлений связи в условиях воздействия и после воздействия на её элементы различных видов оружия противника, опасных факторов техногенного и природного характера и помех всех видов
[3].
Для этого необходимо решить задачу состоящую в разработке методики нахождения рациональной точки прицеливания управляемой (перенацеливаемой) бортовой антенны спутника связи. Эта задача решается путем последовательного выполнения следующих подзадач:
1) задачи разработки математической модели линии «ЗС - КА» и «КА - ЗС» с учетом зон ГУС для корабельных станций,
2) задачи разработки программы для ЭВМ, реализующей предложенную математическую модель,
3) разработка методики планирования сети спутниковой связи с кораблями ВМФ с учетом управления бортовой антенной КА,
4) задачи реализации методики планирования сети спутниковой связи с кораблями ВМФ в системе управления ЕССС с учетом управления бортовой антенной КА.
Из теории антенн следует, что плотность потока мощности излучения в заданном направлении в пространстве пропорциональна коэффициенту усиления передающей антенны и ее нормированной ДН по мощности [4]. Следовательно, уменьшая ширину луча антенны (од-
новременно повышая ее коэффициент усиления), можно достигнуть выигрыша в передаче энергии в заданном направлении. Этим объясняется высокая помехоустойчивость трактов с узконаправленными и многолучевыми антеннами.
Список литературы
1. Кукаркин А.В., Кудрин С.В. Энергетические основы спутниковой связи Военно-Морского Флота. СПб.: НИЦ ТТ ВМФ и Р НИИ ОСИС ВМФ ВУнЦ ВМФ «Военно-морская академия», 2019. 304 с.
2. Михайлов Р.Л. Описательные модели систем спутниковой связи как космического эшелона телекоммуникационных систем специального назначения. Монография. СПб.: Наукоемкие технологии, 2019. 150 с.
3. Геопространственные технологии. Избирательная кооперация // Новый оборонный заказ (стратегии), 2021. №1 (66). [Электронный ресурс] URL: https://dfnc.ru/arhiv-zhumalov/2021-1-66/geoprostranstvennye-tehnologii-izbiratelnaya-kooperatsiya/ (дата обращения: 10.02.2022).
4. Лобкова Л.М. Распространение радиоволн над морской поверхностью. М.: Радио и связь, 1991. 256 с.
Шешенёв Владислав Владимирович, адъюнкт, vladsheshenev@mail.ru, Россия, Санкт-Петербург, Военный Учебно-научный центр Военно-Морского Флота Военно-Морская Академия имени адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова
PLANNING OF SATELLITE COMMUNICATION NETWORKS OF THE NAVY IN THE CENTIMETER FREQUENCY RANGE USING A ZONE RESOURCE
V.V. Sheshenev
The article considers the possibilities of using multibeam antenna complexes of relay satellites for area planning of a satellite communication network in the interests of the Navy.
Key words: satellite communication network, rational aiming point, zonal network resource, network energy resource.
Sheshenyov Vladislav Vladimirovich, adjunct, vladsheshenev@mail.ru, Russia, St. Petersburg, Military Educational and Scientific Center of the Navy Naval Academy named after Admiral of the Fleet of the Soviet Union N.G. Kuznetsov
УДК 004.942
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-3-271-280
МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБЩЕЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАРШРУТОВ И ПОТЕРЬ РАБОЧЕГО ВРЕМЕНИ
С.Н. Гончаренко
Проведено моделирование показателей общей эффективности оборудования. В основу моделей положен разработанный автором подход, обеспечивающий прозрачность результатов функционирования технологических маршрутов, позволяющий реализовать процедуры мониторинга хода выполнения производственной программы предприятия, а также контролировать эффективность и результативность работ по техническому обслуживанию, ремонту оборудования и планированию действий по повышению эффективности и возможному объединению мощностей.
Ключевые слова: общая эффективность оборудования, расчетные потери времени, технический лимит, потери мощности, календарный фонд времени, коэффициент технической готовности, потери качества.
Общая эффективность оборудования (ОЭО) отображает эффективность процесса производства-продажи продукции и предназначена для контроля и снижения потерь в деятельности бизнес-единицы, подпадающей под определение «узкое место», позволяет повысить
271
