В Санкт-Петербурге разработали инновационное устройство радиосвязи

14 ноября 2019

Специалисты Высшей школы прикладной физики и космических технологий Института физики, нанотехнологий и телекоммуникаций СПбПУ разработали устройство связи, которое работает, когда все другие способы связи отказывают. Мобильный комплекс использует метеорную радиосвязь и уже находится в стадии тестирования: он позволяет стабильно передавать голосовые и текстовые сообщения даже в суровых условиях Арктики.

Как это устроено

По мере того как Земля движется по своему орбитальному пути, миллионы частиц, известных как метеоры, ежедневно попадают в атмосферу Земли. Часть из них обладают свойствами, которые могут быть полезны для установки радиосвязи. Когда эти метеоры начинают гореть, они образуют след ионизированных частиц, который может сохраняться до нескольких секунд. Следы ионизации могут быть очень плотными и, таким образом, использоваться для отражения радиоволн. Частоты, которые могут отражаться каким-либо конкретным ионным следом, определяются интенсивностью ионизации, создаваемой метеором и обычно находятся в диапазоне от 30 до 50 МГц.

Расстояние, на котором может быть установлена связь, определяется высотой, на которой создается ионизация. Кроме того, местоположением над поверхностью Земли, где падает метеор, углом входа в атмосферу и относительным местоположением станций, которые пытаются установить связь. Поскольку эти ионизационные трассы существуют непродолжительный отрезок времени, от долей секунды до нескольких секунд, они создают только короткие возможности для общения. Тем не менее метеорная связь является самым надежным способом связи на арктических территориях, поскольку ионосферное возмущение и другие природные явления, например, северное сияние, вызывают радиопомехи в эфире, что негативно влияет на работу оборудования радиосвязи. В близко расположенных к магнитным полюсам нашей планеты областях неисправность связи усугубляется. Ввиду этого единственной альтернативой является метеорная радиосвязь, способная обеспечить канал связи в любых широтах Земли.

Прорыв

Инновационная разработка молодых петербургских ученых найдет свое применение в различных экспедициях и выступать в качестве резервного канала связи благодаря своим параметрам. В сравнении с громоздким оборудованием ноу-хау имеет габариты обычного ноутбука.

В состав мобильного комплекса метеорной связи входит компактная приемная станция с параметрами 30x30x10, модем, специальный софт, а также усилители. Для автономных объектов, расположенных в Арктике, и экспедиций петербургская инновация может стать каналом экстренной связи: оборудование может передать текстовую и голосовую информацию за исключением видеосигнала.

Возможности базовой станции метеорной радиосвязи позволяют при максимальной мощности всего лишь в один кВт передавать сигнал на большие расстояния до 2 000 км. При этом зона обслуживания одной вышки составит 4 000 км. Минимальное количество таких станций способно покрыть абсолютно всю Россию. Установка от пяти до восьми вышек может сделать метеорную радиосвязь надежным и дешевым способом коммуникации.

Данный тип радиосвязи может быть применен не только при освоении Арктики. Она применима для систем раннего предупреждения о природных катастрофах, для отслеживания уровня морских волн и многих других автоматических сетях. Ученые СПбПУ в скором времени проведут масштабное тестирование оборудования для метеорной связи. В 2020 году после проведенных испытаний разработка будет готова к использованию и серийному выпуску.