Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Распространение метеорного рассеяния, используемое SNOTEL

Метеор взрыв связи ( MBC ), называемая также метеор рассеяние связи , [1] является радиостанция режим распространения , который эксплуатирует ионизированные следы метеоров во время входа в атмосфере для установления пути кратких сообщений между радиостанциями до 2250 километров (1400 миль) друг от друга .

Как это работает [ править ]

Когда Земля движется по своей орбитальной траектории, миллионы частиц, известных как метеоры, ежедневно попадают в атмосферу Земли, небольшая часть которых обладает свойствами, полезными для связи точка-точка. [2] Когда эти метеоры начинают гореть, они создают след ионизированных частиц в слое E атмосферы, который может сохраняться до нескольких секунд. Следы ионизации могут быть очень плотными и поэтому использоваться для отражения радиоволн . Частоты, которые может отражать любой конкретный ионный след, определяются интенсивностью ионизации, создаваемой метеором, часто функцией начального размера частицы, и обычно составляют от 30 МГц до 50 МГц. [3]

Расстояние, на котором может быть установлена ​​связь, определяется высотой, на которой создается ионизация, местоположением над поверхностью Земли, куда падает метеор, углом входа в атмосферу и относительным местоположением станций, пытающихся для установления связи. Поскольку эти ионизационные следы существуют только от долей секунды до нескольких секунд, они создают лишь короткие окна возможностей для связи. [ необходима цитата ]

Развитие [ править ]

О самом раннем прямом наблюдении взаимодействия между метеорами и распространением радиоволн сообщил в 1929 году Хантаро Нагаока из Японии. В 1931 году Гринлиф Пикард заметил, что во время сильных метеорных дождей происходят всплески распространения на большие расстояния. В то же время исследователь Bell Labs А.М. Скеллетт изучал способы улучшения распространения радиоволн в ночное время и предположил, что странности, которые наблюдали многие исследователи, были вызваны метеоритами. В следующем году Шафер и Гудолл отметили, что атмосфера была нарушена во время метеорного потока Леонид в том году , что побудило Скеллетта постулировать, что механизмом является отражение или рассеяние электронов.в метеорных следах. В 1944 году, исследуя радиолокационную систему, которая была «направлена ​​вверх» для обнаружения падающих на Лондон ракет Фау-2 , Джеймс Стэнли Хей подтвердил, что следы метеоров на самом деле отражают радиосигналы.

В 1946 году Федеральная комиссия по связи США (FCC) обнаружила прямую корреляцию между усилением УКВ радиосигналов и отдельными метеорами. Исследования, проведенные в начале 1950-х годов Национальным бюро стандартов и Стэнфордским исследовательским институтом, имели ограниченный успех в фактическом использовании этого в качестве среды. [ необходима цитата ]

Первые серьезные попытки использовать эту технику были предприняты Советом по оборонным исследованиям Канады в начале 1950-х годов. [ необходима цитата ] Их проект "JANET" отправил пакеты данных, предварительно записанных на магнитную ленту, с их радиолокационной исследовательской станции в Принс-Альберте, Саскачеван, в Торонто на расстояние, превышающее 2 000 км. Чтобы получить пакет данных, сигнал «несущей» на 90 МГц отслеживался на предмет внезапного увеличения мощности сигнала, сигнализирующего о метеоре, который вызвал пакет данных. Система использовалась в оперативном , начиная с 1952 года, и при условии , полезные связи , пока радар проект не был остановлен около 1960 года [ править ]

Военное использование [ править ]

Одним из первых крупных внедрений были «КОМЕТА» ( метеорной радиосвязь ), используется для дальней связи с НАТО «s Верховного штаба ОВС НАТО в Европе штаба - квартире. COMET начала работать в 1965 году, ее станции расположены в Нидерландах, Франции, Италии, Западной Германии, Великобритании и Норвегии. [ необходима цитата ] COMET поддерживает среднюю пропускную способность от 115 до 310 бит в секунду, в зависимости от времени года. [ необходима цитата ]

Связь со вспышками метеоров исчезла из интереса с увеличением использования систем спутниковой связи, начиная с конца 1960-х годов. В конце 1970-х стало ясно, что спутники не так универсально полезны, как первоначально предполагалось, особенно в высоких широтах или там, где безопасность сигнала была проблемой. По этим причинам в 1970-х годах ВВС США установили систему MBC Air Command на Аляске, хотя публично не известно, работает ли эта система до сих пор. [ необходима цитата ]

Более недавним исследованием является Advanced Meteor Burst Communications System (AMBCS), испытательный стенд, созданный SAIC при финансировании DARPA . Используя фазоуправляемые антенны, направленные в нужную область неба для любого заданного времени суток, направления, в котором Земля движется «вперед», AMBCS смогла значительно улучшить скорость передачи данных, в среднем до 4 килобит в секунду (кбит / с. ). Хотя спутники могут иметь номинальную пропускную способность примерно в 14 раз больше, [ необходима цитата ] они намного дороже в эксплуатации.

Дополнительный прирост пропускной способности теоретически возможен за счет использования рулевого управления в реальном времени. Основная концепция заключается в использовании сигналов обратного рассеяния для определения точного местоположения ионного следа и направления антенны на это место или, в некоторых случаях, на несколько следов одновременно. Это улучшает коэффициент усиления, что позволяет значительно повысить скорость передачи данных. На сегодняшний день [ когда? ] этот подход, насколько известно, экспериментально не опробовался. [ необходима цитата ]

Научное использование [ править ]

Министерство сельского хозяйства США (USDA) использует метеров широко в своей SNOTEL системе. Более 800 станций измерения содержания воды в снеге на западе США оснащены радиопередатчиками, которые используют связь с метеоритами для отправки результатов измерений в центр обработки данных . Данные о высоте снежного покрова, собранные этой системой, можно посмотреть в Интернете. [4]

На Аляске аналогичная система используется в Аляскинской системе связи при всплесках метеоров (AMBCS), собирающей данные для Национальной метеорологической службы с автоматических метеостанций, а также случайные данные от других правительственных агентств США.

Использование радиолюбителей [ править ]

Большинство сообщений, связанных с рассеянием метеоров, осуществляется между радиостанциями, которые используют точный график периодов передачи и приема. Поскольку наличие метеорного следа в подходящем месте между двумя станциями невозможно предсказать, станции, пытающиеся установить связь с метеоритным рассеянием, должны многократно передавать одну и ту же информацию до тех пор, пока не будет получено подтверждение приема от другой станции. Установленные протоколы используются для регулирования потока информации между станциями. Хотя один метеор может создать ионный след, который поддерживает несколько этапов протокола связи, часто для полного обмена информацией требуется несколько метеоров и длительный период времени.

Любая форма режима связи может использоваться для связи с рассеянием метеоров. Однополосная передача звука была популярна среди радиолюбителей в Северной Америке, которые пытались установить связь с другими станциями во время метеорных дождей, не планируя заранее расписание с другой станцией. Использование кода Морзе было более популярным в Европе, где радиолюбители использовали модифицированные магнитофоны , а позже и компьютерные программы., чтобы отправлять сообщения со скоростью до 800 слов в минуту. Станции, принимающие эти пакеты информации, записывают сигнал и воспроизводят его на более медленной скорости, чтобы скопировать содержимое передачи. С 2000 года несколько цифровых режимов, реализованных с помощью компьютерных программ , по популярности заменили голосовую связь и связь с кодом Морзе. Самый популярный режим для радиолюбителей - MSK144, реализованный в программном обеспечении WSJT-X .

Ссылки [ править ]

  1. ^ Weitzen, JA Сообщение о рассеянии метеоров: новое понимание. В сообщениях о выбросах метеора. Wiley, New York, 1993, 9–58.
  2. ^ Фудука; Махмуд; Мукумото (июнь 2000 г.). «Разработка системы MBC с использованием программного модема». Операции IEICE по коммуникациям . E8 # -B (6): 1269. CiteSeerX  10.1.1.29.7934 .
  3. ^ « МСЭ - Метеор Выброс сети связи системы в архив 2014-09-06 в Wayback Machine »
  4. ^ Информационный бюллетень сети сбора данных SNOTEL

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Майор Джон П. Джернович-старший, Морская пехота США (1990 год). «Связь со вспышкой метеора: дополнительное средство связи на большие расстояния» . Проверено 16 июля 2017 .
  • «Система связи Аляски». Популярные сообщения . CQ Communications: 17 сентября 1987 г. ISSN  0733-3315 .
  • Heacock, Phillip K .; Прайс, Фрэнк Д. (сентябрь 1984 г.). «Как ВВС США обсуждают связь между звездами и метеором и поддерживает RADAR на Аляске». Популярные сообщения : 44–49. ISSN  0733-3315 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Связь со вспышками метеоров: дополнительное средство связи на больших расстояниях
  • Технология MeteorComm Meteor Burst
  • Учебное пособие по обмену данными Meteor Burst
  • Слушайте живое эхо метеорита на Livemeteors.com
  • Базы данных рассеяния метеоров
  • Самодельный метеоритный разброс
  • Радиообнаружение метеоров, обновляемое каждую минуту , в обсерватории и планетарии Локьер .