Результат интеллектуальной деятельности: АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ КОРАБЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС СВЯЗИ

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к технике автоматизированных корабельных комплексов связи, и может быть использовано для организации связи на надводных кораблях в тактическом звене управления.

Из предшествующего уровня техники известны корабельные комплексы связи. Так например, известен корабельный унифицированный комплекс связи, содержащий в своем составе пять модулей, соединенных между собой посредством разнесенной по кораблю внутрикорабельной транспортной сети в виде четырех подсетей. Описание этого комплекса приведено в патенте РФ №2520371, Кл. Н04В 13/00, опубл. 27.06.2014 г., бюл. №18, фиг. 1.

Известен также корабельный комплекс связи. Патент РФ №2562256, Кл. Н04В 13/00, опубл. 10.09.2015 г. бюл. №9. Комплекс содержит пять модулей, соединенных между собой посредством разнесенной по кораблю внутрикомплексной транспортной сети в виде четырех подсетей, дополнительно ко второму и четвертому модулям подключено устройство беспроводного широкополосного доступа для организации сети тактического взаимодействия в диапазоне частот 5725-6425 МГц с другими объектами, оснащенными аналогичными устройствами, представляющими собой функционально законченное изделие, состоящее из базовой станции стандарта IEEE 802.16-2004, а в качестве устройств взаимодействия и обмена информацией используют многофункциональные абонентские терминалы, каждый из которых состоит из многофункционального устройства и адаптера радиоинтерфейса стандарта IEEE 802.16-2004 и обеспечивает ГР-телефонию, видеотелефонную связь, обмен электронной корреспонденцией, документированной (телеграфной и факсимильной) информацией между абонентами ККС, работающими как на стационарных, так и на подвижных объектах.

Наиболее близким по техническому уровню является АКС Патент РФ №2608562, Кл. Н04В 1/00, опубл. 23.01.2017 г. Бюл. №3 Автоматизированный корабельный комплекс связи, содержит в своем составе антенно-фидерную подсистему (АФП), включающую первую, вторую и третью приемные, первую, вторую и третью передающие антенны различных диапазонов, а также первую и вторую антенну УКВ-диапазона, первый и второй антенные коммутаторы, первое и второе антенные согласующие устройства, каналообразующие средства, включающие первое и второе радиопередающие, первое, второе, третье и четвертое радиоприемные устройства KB-диапазона, радиоприемное устройство СВ-диапазона, первую, вторую и третью радиостанцию УКВ-диапазона, аппаратуру управления, оконечную аппаратуру, включающую первое и второе автоматизированные рабочие места (АРМ) оператора, и первую и вторую шифровальную аппаратуру связи (ШАС), локальную информационно вычислительную сеть (ЛИВС) Ethernet, комплект из девятнадцати адаптеров, обеспечивающих сопряжение каналообразующих средств, аппаратуры управления и оконечной аппаратуры по информационным стыкам и стыкам управления с ЛИВС Ethernet, дублированная локальная информационно-вычислительная сеть Ethernet, выполняющая функцию коммутатора стыков адаптеров посредством, центр обработки данных, программное обеспечение, обеспечивающее автоматизацию работы оператора связи, подсистема электропитания, шифровальное устройство, устройство документирования, специальный коммутатор шифровальной аппаратуры связи, слуховой телеграфный аппарат ШАС и N выносных постов связи, девять распределительных блоков и четыре блока расширения адаптера.

К недостаткам как аналогов так и прототипа, может быть отнесено то, что основным средством связи в тактическом звене управления кораблями являются радиостанции УКВ-диапазона, дальность связи которых существенным образом зависит от высоты размещения антенны. Она рассчитывается по формуле км, где h₁, h₂ - высота расположения антенн в метрах (Справочник по радиоэлектронике. Т. 1. Под ред. Куликовского А.А. - М.: Энергия, 1967, стр. 264.) Даже при расположения антенн на корабле на высоте 1,5 м, дальность связи не превысит 30 км.

Целью изобретения является расширение технических возможностей средств связи автоматизированного корабельного комплекса связи в части увеличения дистанций связи в тактическом звене управления.

Выполнение поставленной задача достигается тем, что в автоматизированном корабельном комплексе связи, содержащем в своем составе антенно-фидерную подсистему (АФП), включающую первую, вторую и третью приемные, первую, вторую и третью передающие антенны различных диапазонов, а также первую и вторую антенну УКВ-диапазона, первый и второй антенные коммутаторы, первое и второе антенные согласующие устройства, каналообразующие средства, включающие первое и второе радиопередающие, первое, второе, третье и четвертое радиоприемные устройства KB-диапазона, радиоприемное устройство СВ-диапазона, первую, вторую и третью радиостанцию УКВ-диапазона, аппаратуру управления, оконечную аппаратуру, включающую первое и второе автоматизированные рабочие места (АРМ) оператора, и первую и вторую шифровальную аппаратуру связи (ШАС), локальную информационно вычислительную сеть (ЛИВС) Ethernet, комплект из девятнадцати адаптеров, обеспечивающих сопряжение каналообразующих средств, аппаратуры управления и оконечной аппаратуры по информационным стыкам и стыкам управления с ЛИВС Ethernet, дублированная локальная информационно-вычислительная сеть Ethernet, выполняющая функцию коммутатора стыков адаптеров посредством MAC адресов адаптеров, центр обработки данных, программное обеспечение, обеспечивающее автоматизацию работы оператора связи, подсистема электропитания, шифровальное устройство, устройство документирования, специальный коммутатор шифровальной аппаратуры связи, слуховой телеграфный аппарат ШАС и N выносных постов связи, девять распределительных блоков и четыре блока расширения адаптера, при этом в автоматизированный корабельный комплекс связи дополнительно введены антенна тропосферной радиостанции, корабельная антенная установка (КАУ) системы спутниковой связи, тропосферная радиостанция, один распределительный блок, один блок расширения, один блок адаптера, при этом вход антенны тропосферной станции соединен с выходом тропосферной радиостанции, вход-выход корабельной антенной установки соединен с первым входом-выходом распределительного блока, а второй вход-выход распределительного блока соединен со входом-выходом тропосферной станции, третий вход-выход распределительного блока соединен с входом-выходом блока адаптера ТС, четвертый вход-выход блока распределения соединен со входом-выходом блока расширения, второй вход-выход блока расширения соединен со вторым входом-выходом блока адаптера ТС, третий вход-выход которого соединен с одной локальной информационно-вычислительной сетью (ЛИВС) Etherneth, а четвертый вход-выход блока адаптера ТС соединен с другой дублированной ЛИВС.

Достигаемым техническим результатом использования тропосферных станций на кораблях является расширение технических возможностей средств связи автоматизированного корабельного комплекса связи (АКС) в части увеличения дистанций связи в тактическом звене управления в эскадре с ≤30 км, при использовании УКВ радиостанций до ≈200 км.

На Фиг. 1 представлена схема предлагаемого корабельного комплекса связи, содержащая следующие основные элементы:

- антенно-фидерная подсистема (АФП) - 1;

- каналообразующая подсистема (КОП) - 2;

- автоматизированная интеллектуально-управляющая подсистема (АИУП) - 3;

- подсистема обработки, распределения и защиты информации (ПОРЗИ) - 4;

- подсистема электропитания (ПЭП) - 5.

АФП состоит из следующих основных элементов:

- приемо-передающих антенн УКВ-диапазона К-698-1 - 30;

- приемо-передающей антенны тропосферной радиостанции - 38;

- корабельной антенной установки (КАУ) - 39;

- приемных антенн СВ/КВ-диапазона К-660 - 22;

- передающих антенн KB-диапазона К-667-001 - 10;

- передающих антенн KB-диапазона К-662 - 17;

- широкополосных согласующих устройств (ШСУ) - 11;

- коммутатора приемных антенн КПАШ 6×6 - 18;

- коммутатора передающих антенн КПА 4×4 - 12.

КОП состоит из следующих основных элементов:

- радиопередающие устройства (РПДУ) KB-диапазона Р-646 - 13;

- радиоприемные устройства (РПУ) KB-диапазона Р-680-1 - 19;

- радиоприемные устройства Р-774 К1-ИА KB-диапазона - 25;

- радиоприемные устройства Р-682-1 СВ-диапазона - 28;

- радиостанции З-620 УКВ-диапазона - 31;

- радиостанции Р-625 УКВ-диапазона - 32;

- тропосферная радиостанция - 40.

АИУП состоит из следующих основных элементов:

- автоматизированных рабочих мест дежурного по связи (АРМ ДС) - 34;

- автоматизированное рабочее место оператора (АРМ О) - 29;

- центр обработки данных (ЦОД) - 35;

- блок расширения - 7;

- блок адаптера телефонной сети (ТС) - 8;

- распределительный блок Б12-174 - 6;

- распределительный блок Б12-175 - 16;

- распределительный блок Б12-176 - 23;

- распределительный блок Б12-171 -26;

- распределительный блок Б12-173 - 33;

- коммутатор Etherneth - 9;

- коммутатор шифровальной аппаратуры связи (ШАС) - 20.

ПОРЗИ состоит из следующих элементов:

- шифровальная аппаратура ТЛФ ШАС - 24;

- шифровальное устройство ТЛГ ШАС - 14;

- слуховой телеграфный аппарат ШАС - 22;

- устройство документирования УД-М421 - 15;

- выносной пульт связи ВПС-М - 21.

ПЭП состоит из следующих элементов:

- распределительных коробок электропитания 220 В - 36;

- источников бесперебойного питания (ИБЭП КЕДР 22Щ-00) - 37.

Приемо-передающие антенны 30 предназначены для приема и передачи электромагнитного излучения УКВ-диапазона.

Приемные антенны предназначены для электромагнитного излучения в диапазонах волн KB, СВ.

Передающие антенны 10, 17 предназначены для электромагнитного излучения KB-диапазона.

ШСУ 11 предназначено для согласования передающей антенны с РПДУ.

Коммутатор приемных антенн 18 осуществляет коммутацию РПУ на приемную антенну.

Коммутатор приемных антенн 12 осуществляет коммутацию РПДУ НА передающую антенну.

РПДУ 13 осуществляют радиопередачу в KB-диапазоне.

РПУ 19 и 25 осуществляют прием в KB-диапазоне.

РПУ 28 осуществляют прием в СВ-диапазоне.

Радиостанции УКВ-диапазона 31 и 32 обеспечивают обмен ТЛФ информацией по каналам ближней ультракоротковолновой связи.

Корабельная антенная установка КАУ 39 обеспечивает постоянство азимутального угла на корреспондента (корабля с аналогичной тропосферной станцией, находящегося на связи в тропосферном канале связи) диаграммы и угла места зоны переизлучений в тропосфере при качке корабля и изменении его курса. (Н.Ю. Воробьев и др. Корабельная антенная установка системы спутниковой связи: математическая модель, алгоритмы управления, вариант построения. «Журнал электроники» №10, 2015.)

Радиостанция тропосферной связи 40 обеспечивает обмен ТЛФ информацией по каналам ближней связи на рабочих частотах станций.

АРМ ДС 34 обеспечивает автоматизированную коммутацию оконечной аппаратуры (выносных постов связи - ВПС, аппаратуры ШАС), находящейся в различных помещениях корабля, на каналообразующую аппаратуру, в соответствие с поставленной задачей:

- формирование и управление трактами связи;

- управление и контроль технического состояния аппаратуры связи и коммутации;

- ввод, хранение и использование справочной информации по организации и состоянию связи;

- слуховой контроль трактов связи.

АРМ ДС 34 имеет два уровня доступа к информации, хранящейся в базе данных:

- нижний - «Доступ дежурного по связи»;

- верхний - «Доступ командира боевой части».

Верхний уровень доступа, в отличии от нижнего, позволяет создавать новые тракты и корректировать информацию о радиосетях.

АРМ 29 предназначен для обмена телеграфной (ТЛГ) информацией в открытом сегменте. Сообщения вводятся с клавиатуры АРМ О.

Блок адаптера ТС 8 необходим для подключения аппаратуры старого парка и обеспечивает преобразование аналоговых сигналов в цифровые.

Блок расширения 7 подключается к блоку адаптера ТС 8 для увеличения количества обрабатываемых провод команд.

Распределительные блоки 6, 16, 23, 26, 33 предназначены для обеспечения коммутации адаптеров ТС 3 с аппаратурой старого парка.

Коммутатор ШАС 20 предназначен для обеспечения коммутации выносных пультов связи ВПС-М на каналообразующую аппаратуру.

Шифровальное устройство ТЛФ ШАС 24 предназначено для кодирования и декодирования ТЛФ переговоров при встречной работе с такой же аппаратурой.

Шифровальное устройство ТЛГ ШАС 14 и слуховой телеграфный аппарат ШАС 27 предназначены для кодирования и декодирования ТЛГ информации при встречной работе с такой же аппаратурой.

Устройство документирования 15 предназначено для документирования принимаемой и передаваемой информации, обработанной шифровальным устройством ТЛГ ШАС 14.

ВПС-М 21 предназначен для обеспечения ТЛФ радиопереговоров должностных лиц корабля. ВПС-М работает в симплексном режиме связи.

Формирование тропосферного тракта связи осуществляется следующим образом:

- дежурный по связи на АРМ ДС 34 определяет для связи тропосферный тракт;

- вводит необходимые параметры связи (частота, род работы, и т.п.);

- АРМ ДС 34 передает адаптеру 8, подключенной к тропосферной станции пакет команд, содержащих информацию о параметрах настройки тропосферной станции и коммутации ее в требуемом тракте корабельного комплекса связи;

- по завершению процесса настройки и коммутации тракта тропосферной станции на АРМ ДС 34 выводится световая индикация, сообщающая о формировании тракта и возможности начала работы в этом сформированном тракте.

На Фиг. 2 условно изображены две тропосферные станции на земной (водной) поверхности, границы их диаграмм направленности в вертикальной плоскости и область переизлучений. Координаты этой области находится на высоте ≈12,5 км на середине расстояния между источниками излучения, что позволяет однозначно определить азимут и угол места области переизлучений.

Таким образом, при реализации предложенного технического решения, предусматривающего использование тропосферных станций на кораблях совместно с корабельной антенной установкой корабельной станции космической связи, дальность связи в оперативно-тактическом звене управления кораблями будет существенно увеличена.