مبعثر التروبوسفير

مبعثر التروبوسفير (المعروف أيضا باسم troposcatter ) هو وسيلة للتواصل مع راديو الميكروويف الإشارات لمسافات كبيرة - في كثير من الأحيان تصل إلى 300 كيلومتر (190 ميل)، وكذلك اعتمادا على التضاريس والمناخ العوامل. تستخدم طريقة الانتشار هذه ظاهرة الانتثار التروبوسفيري ، حيث تنتشر الموجات الراديوية بترددات UHF و SHF عشوائيًا أثناء مرورها عبر الطبقات العليا من طبقة التروبوسفير. تُرسل الإشارات الراديوية في حزمة ضيقة موجهة مباشرة فوق الأفق في اتجاه محطة الاستقبال. عندما تمر الإشارات عبر طبقة التروبوسفير ، تنتشر بعض الطاقة عائدة نحو الأرض ، مما يسمح لمحطة الاستقبال بالتقاط الإشارة. [1]

يمكن لنظام الانتثار التروبوسفيري أن يقطع مسافات كبيرة بينما يتطلب نظام مرحل الموجات الصغرية (أدناه) محطات ترحيل متعددة بسبب خط الرؤية الخاص به .
خليج Boswell ، موقع Alaska White Alice ، هوائي مبعثر تروبوسفير ومغذي.
نظام مبعثر المحيط الهادئ

عادة ، تنتقل الإشارات في نطاق تردد الميكروويف في خطوط مستقيمة ، وبالتالي فهي تقتصر على تطبيقات خط البصر ، حيث يمكن لجهاز الإرسال "رؤية" جهاز الاستقبال. مسافات الاتصال محدودة بالأفق البصري بحوالي 30-40 ميلاً (48-64 كم). يسمح Troposcatter بالاتصال بالموجات الدقيقة خارج الأفق. تم تطويره في الخمسينيات من القرن الماضي واستخدم في الاتصالات العسكرية حتى حلت محلها أقمار الاتصالات إلى حد كبير في السبعينيات.

نظرًا لأن طبقة التروبوسفير مضطربة وتحتوي على نسبة عالية من الرطوبة ، فإن الإشارات الراديوية المبعثرة في التروبوسفير تنكسر وبالتالي لا يتم جمع سوى نسبة ضئيلة من الطاقة الراديوية بواسطة الهوائيات المستقبلة. ترددات الإرسال حول 2 GHz هي الأنسب لأنظمة الانتثار التروبوسفير لأن الطول الموجي للإشارة عند هذا التردد يتفاعل بشكل جيد مع المناطق الرطبة المضطربة في التروبوسفير ، مما يحسن الإشارة إلى نسب الضوضاء .

ملخص

تاريخيا، مكاسب عالية طبق أو لوحة الهوائيات هناك حاجة لأنظمة مبعثر التروبوسفير حيث الخسائر انتشار عالية جدا. يتوفر فقط حوالي تريليون (1 × 10 −12 ) من قدرة الإرسال في جهاز الاستقبال. تم إنشاء المسارات على مسافات تزيد عن 1000 كم. تطلبوا هوائيات تتراوح من 9 أمتار إلى 36 مترًا ومكبرات صوت تتراوح من 1 كيلو واط إلى 50 كيلو واط. كانت هذه أنظمة تماثلية قادرة على نقل عدد قليل من القنوات الصوتية.

تطورت أنظمة الانتثار التروبوسفيري على مر السنين. مع سواتل الاتصالات المستخدمة لوصلات الاتصال لمسافات طويلة ، يتم استخدام أنظمة الانتثار التروبوسفيري الحالية عبر مسافات أقصر من الأنظمة السابقة ، وتستخدم هوائيات ومكبرات صوت أصغر ، ولديها قدرات عرض نطاق أعلى بكثير. تتراوح المسافات النموذجية بين 50 كم و 250 كم ، على الرغم من أنه يمكن تحقيق مسافات أكبر حسب المناخ والتضاريس ومعدل البيانات المطلوب. تتراوح أحجام الهوائي النموذجي من 1.2 مترًا إلى 12 مترًا بينما تتراوح أحجام مكبر الصوت النموذجي من 10 واط إلى 2 كيلو واط. يمكن تحقيق معدلات البيانات التي تزيد عن 20 ميجابت / ثانية باستخدام تقنية اليوم.

يعد الانتثار التروبوسفيري طريقة آمنة إلى حد ما للتكاثر حيث أن محاذاة الطبق أمر بالغ الأهمية ، مما يجعل من الصعب للغاية اعتراض الإشارات ، خاصة إذا تم نقلها عبر المياه المفتوحة ، مما يجعلها جذابة للغاية للمستخدمين العسكريين. تميل الأنظمة العسكرية إلى أن تكون تروبو "رفيع الخط" - وهذا ما يسمى لأنه تم نقل قناة "معلومات" ذات عرض نطاق ضيق فقط على النظام التروبو ؛ بشكل عام ما يصل إلى 32 قناة تماثلية (عرض نطاق ترددي 4 كيلو هرتز). الأنظمة العسكرية الحديثة هي "نطاق عريض" لأنها تشغل 4-16 ميجابت / ثانية قنوات البيانات الرقمية.

تتطلب أنظمة الانتثار التروبوسفيري المدنية ، مثل شبكة اتصالات نفط بحر الشمال البريطانية للاتصالات البريطانية (BT) ، قنوات "معلومات" ذات سعة أعلى مما كانت متوفرة باستخدام إشارات الراديو عالية التردد - من 3 إلى 30 ميجاهرتز) ، قبل توفر تكنولوجيا الأقمار الصناعية. كانت أنظمة BT ، المتمركزة في Scousburgh في جزر شيتلاند ، و Mormond Hill في Aberdeenshire و Row Brow بالقرب من سكاربورو ، قادرة على إرسال واستقبال 156 قناة تماثلية (عرض نطاق ترددي 4 كيلو هرتز) من البيانات والاتصال الهاتفي من / إلى منصات إنتاج نفط بحر الشمال ، باستخدام تعدد إرسال بتقسيم التردد (FDMX) لدمج القنوات.

نظرًا لطبيعة الاضطراب في طبقة التروبوسفير ، تم استخدام مسارات انتشار رباعية التنوع لضمان موثوقية الخدمة بنسبة 99.98 ٪ ، بما يعادل حوالي 3 دقائق من التعطل بسبب انقطاع الانتشار شهريًا. احتاجت أنظمة تنوع الفضاء والاستقطاب الرباعي إلى هوائيين طبقين منفصلين (متباعدان عدة أمتار) وقرني تغذية مختلفين الاستقطاب - أحدهما يستخدم الاستقطاب العمودي والآخر يستخدم الاستقطاب الأفقي. هذا يضمن فتح مسار إشارة واحد على الأقل في أي وقت. تم إعادة تجميع الإشارات من المسارات الأربعة المختلفة في المستقبل حيث قام مصحح الطور بإزالة اختلافات الطور لكل إشارة. كانت اختلافات الطور ناتجة عن أطوال المسير المختلفة لكل إشارة من المرسل إلى المستقبل. بمجرد تصحيح المرحلة ، يمكن دمج الإشارات الأربع بشكل إضافي.

Atmosphere layers-en.svg

شبكات اتصالات التروبوسفير

وصلة تروبوسفاتر بين الهند واتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية UHF على طابع 1982 للهند

تم استخدام ظاهرة الانتثار التروبوسفيري لبناء روابط اتصالات مدنية وعسكرية في عدد من أجزاء العالم ، بما في ذلك:

إيس عالية
الناتو comms.link العسكرية في جميع أنحاء أوروبا من الحدود النرويجية والاتحاد السوفيتي إلى الحدود التركية والاتحاد السوفيتي.
BT (الاتصالات البريطانية)
المملكة المتحدة - شتلاند إلى مورموند هيل
ألمانيا
Torfhaus-Berlin ، Clenze-Berlin في أوقات الحرب الباردة
اتصالات البرتغال
البرتغال - سيرا دي نوغيرا ​​إلى Artzamendi
CNT (شركة الاتصالات الكندية)
Tsiigehtchic إلى Galena Hill ، مدينة كينو
نهر هاي - ميناء الراديوم - ليدي فرانكلين بوينت
كوبا - فلوريدا
Guanabo إلى مدينة فلوريدا
شركة AT&T

مكاتب المشروع [1]

بيتسبورو (مقاطعة تشاتام) ، نورث كارولاينا [2] - باكنغهام ، فيرجينيا [3] - شارلوتسفيل ، فيرجينيا - ليسبورغ ، فيرجينيا - هاجرستاون ، دكتوراه في الطب
أبراج تكساس - رادارات الدفاع الجوي.
برج تكساس 2
جورج بانك ، في المياه العميقة 56 قدمًا (17 مترًا) ، 110 أميال (180 كم) شرق كيب كود 41 ° 44'N 67 ° 47'W / 41.733 ° شمالًا 67.783 ° غربًا / 41.733 ؛ -67.783 ، مرتبط بشمال ترورو ، ماساتشوستس .
برج تكساس 3
نانتوكيت شولز ، في 80 قدمًا (24 مترًا) من المياه ، 100 ميل (160 كيلومترًا) جنوب شرق رود آيلاند 40 ° 45'N 69 ° 19'W / 40.75 ° شمالًا 69.317 درجة غربًا / 40.75 ؛ -69.317 ، مرتبط بمونتوك AFB ، لونغ آيلاند ، نيويورك .
برج تكساس 4
شول غير مسمى (بشكل غير رسمي: قديم مهزوز) ، في 185 قدمًا (56 مترًا) من المياه ، 84 ميلاً (135 كيلومترًا) جنوب شرق مدينة نيويورك 39 ° 48'N 72 ° 40'W (مدمر ، مع 28 قتيلًا ، خلال عاصفة في 15 كانون الثاني (يناير) 1961) ، مرتبطة بمحطة Highlands ، NJ mainland.
برج تكساس 1
Cashes Ledge (Lat. 42 ° 53'N. ، Long. 68 ° 57'W. ، 36 قدمًا) ، 100 ميل شرق نيو هامبشاير ، غير مبنية .
برج تكساس 5
بنك براون (خط العرض 42 ° 47'N. ، الطول 65 ° 37'W. ، 84 قدمًا) ، 75 ميلاً جنوب نوفا سكوشا ، غير مبني .
خط وسط كندا
سلسلة من خمس محطات (070، 060، 050، 415، 410) في أونتاريو و كيبيك حول انخفاض خليج هدسون .
خط Pinetree ، Pole Vault
سلسلة من أربع عشرة محطة توفر الاتصالات لمحطات الرادار الساحلية الشرقية لخط Pinetree الأمريكي / الكندي ، الذي يمتد من N-31 Frobisher Bay ، جزيرة Baffin إلى سانت جونز ونيوفاوندلاند ولابرادور .
تدريب أليس الأبيض / خط الندى / تدريب DEW ( حقبة الحرب الباردة )
شبكة اتصالات عسكرية ومدنية سابقة تضم ثمانين محطة تمتد على الساحل الغربي من بورت هاردي ، جزيرة فانكوفر شمالًا إلى جزيرة بارتر (بار) ، غربًا إلى شيميا ، ألاسكا (SYA) في جزر ألوشيان (على بعد بضع مئات من الأميال من الاتحاد السوفيتي) Union ) والشرق عبر القطب الشمالي لكندا إلى جرينلاند . لاحظ أنه لم تكن كل المحطات عبارة عن انتثار تروبوسفيري ، ولكن العديد منها كانت كذلك. كما تضمنت مرفقًا تدريبًا لشبكة الانتشار التروبيني لخط White Alice / DEW الواقعة بين Pecatonica ، إلينوي إلى Streator ، إلينوي .
خط الندى ( حقبة ما بعد الحرب الباردة )
توفر العديد من شبكات التشتت التروبيني اتصالات لسلسلة رادار الدفاع الجوي الواسعة في أقصى شمال كندا والولايات المتحدة.
نارس
تمتد شبكة الدفاع الجوي التابعة لحلف الناتو من سلاح الجو الملكي البريطاني Fylingdales ، عبر Mormond Hill ، المملكة المتحدة ، Sornfelli ( جزر Faroe ) ، Höfn ، أيسلندا إلى Keflavik DYE-5 ، Rockville .
ET-A ، USAREUR
شبكة للجيش الأمريكي من سلاح الجو الملكي البريطاني Fylingdales إلى شبكة في ألمانيا ومحطة واحدة في فرنسا ( Maison Fort ).
486 لتر ، ميدكوم
شبكة بحرية أمريكية تغطي الساحل الأوروبي للبحر الأبيض المتوسط من سان بابلو ، إسبانيا في الغرب إلى قاعدة إنجرليك الجوية ، تركيا في الشرق ، ومقرها في خليج رينجستيد في دورست ، إنجلترا .
سلاح الجو الملكي

الاتصالات مع القوات البريطانية في ألمانيا ، من Swingate في Kent إلى Lammersdorf في ألمانيا .

القضبان
وحلف وارسو شبكة tropo مبعثر تمتد من قرب فريق Rostok في DDR (الألماني Demokratisches REPUBLIK)، تشيكوسلوفاكيا ، المجر ، بولندا ، روسيا البيضاء اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، أوكرانيا السوفياتي، رومانيا و بلغاريا .
قطع
شبكة سوفييتية تمتد عبر الاتحاد السوفياتي .
الهند - اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية
قسم واحد من سرينيغار ، كشمير ، الهند إلى دانغارا ، طاجيكستان ، اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية.
سلاح الجو الهندي
جزء من شبكة دفاع جوي تغطي القواعد الجوية الرئيسية ومنشآت الرادار ومواقع الصواريخ في شمال ووسط الهند. يتم الآن إلغاء الشبكة لاستبدالها بأنظمة اتصالات أكثر حداثة تعتمد على الألياف الضوئية. [2]
بيس روبي ، سبلاوت ، بيس نت
شبكة دفاع جوي أقامتها الولايات المتحدة في إيران قبل الثورة. قامت Spellout ببناء شبكة رادار واتصالات في شمال إيران. قامت بيس روبي ببناء شبكة دفاع جوي أخرى في الجنوب ودمجت شبكة السلام الشبكتين.
البحرين - الإمارات
نظام tropo مبعثر يربط المنامة ، البحرين إلى دبي ، الإمارات العربية المتحدة .
رافو
نظام اتصالات مبعثر يوفر اتصالات عسكرية إلى SOAF السابقة - سلاح الجو السلطاني العماني (الآن RAFO - سلاح الجو الملكي العماني ) ، عبر سلطنة عمان .
القوات الجوية الملكية السعودية
A القوات الجوية الملكية السعودية شبكة tropo مبعثر ربط القواعد الجوية الرئيسية والمراكز السكانية في المملكة العربية السعودية .
اليمن
وهناك نظام واحد يربط بين صنعاء مع صعدة .
عودة بورش و IWCS
شبكتين التي تديرها الولايات المتحدة ربط قواعد عسكرية في تايلاند و فيتنام الجنوبية .
فيل - تاي - أوكي
نظام يربط الفلبين مع تايوان .
الشبكة الكاريبية للكابلات واللاسلكي

تم إنشاء رابط تروبوسفاتر بواسطة شركة Cable & Wireless في عام 1960 لربط بربادوس ببورت أوف سبين ، ترينيداد. تم تمديد الشبكة جنوبا إلى جورج تاون ، غيانا في عام 1965. [3] [4]

شبكات Troposcatter اليابانية
شبكتان تربطان الجزر اليابانية من الشمال إلى الجنوب.

أنظمة اتصالات تروبوسكتر التكتيكية

نظام اتصالات متنقل للانتثار التروبوسفيرى البيلاروسي "Horizon"

بالإضافة إلى الشبكات الدائمة المفصلة أعلاه ، كان هناك العديد من أنظمة النقل التكتيكي التي أنتجتها عدة دول: - [5]

أنظمة تروبوسكتر السوفيتية / الروسية
MNIRTI R-423-1 Brig-1 / R-423-2A Brig-2A / R-423-1KF
MNIRTI R-444 Eshelon / R-444-7،5 Eshelon D
MNIRTI R-420 Atlet-D
نيرتي R-417 باجيت / R-417S باجيت اس
NPP Radiosvyaz R-412 A / B / F / S TORF
MNIRTI R-410 / R-410-5،5 / R-410-7،5 أتليت / الباتروس
MNIRTI R-408 / R-408M ​​Baklan
جمهورية الصين الشعبية (PRoC) ، جيش التحرير الشعبي (PLA) أنظمة Troposcatter
نظام اتصالات تروبوسكتر CETC TS-504
CETC TS-510 / GS-510 نظام اتصالات تروبوسكتر
أنظمة التروبوسكتر الغربية
AN / TRC-97 نظام اتصالات تروبوسكتر
محطة راديو الموجات الدقيقة AN / TRC-170 مبعثر التروبوسفير [6]
AN / GRC-201 نظام اتصالات تروبوسكتر
نظام ميكروويف مبعثر تروبو TRC-170 التابع للجيش الأمريكي

يستخدم الجيش والقوات الجوية الأمريكية أنظمة التشتت التروبوسفير التكتيكي التي طورتها شركة Raytheon للاتصالات طويلة المدى. تأتي الأنظمة في شكلين ، "التروبو الثقيل" الأصلي ، وتكوين "التروبو الخفيف" الأحدث. توفر الأنظمة أربع قنوات مجموعة متعددة الإرسال وتشفير جذع و 16 أو 32 امتدادًا للهاتف التناظري المحلي. يستخدم سلاح مشاة البحرية الأمريكي أيضًا نفس الجهاز ، وإن كان إصدارًا أقدم.

أنظر أيضا

مراجع

روابط خارجية