سابعاً: استخدام التروبوسكاتر في المواصلات متعددة القنوات

1. التروبوسكاتر التكتيكي

في المواصلات التكتيكية، حيث يلزم إنشاء مواصلة يُعتمد عليها لمسافات طويلة، قد تكون أكبر من تلك، التي تحققها مواصلات خط الرؤية المباشر، وأنظمة هذه الاتصالات يجب أن تحقق احتياجاتنا من استمرارية المواصلة، وبسعة تحميل مختلفة للقنوات، سواء منها الهاتفية أو الرقمية أو البرقية، وتُجرى أعمال الإنشاء في أقل وقت ممكن، وفي ظروف التضاريس الصعبة. ويُجرى ذلك باستخدام مقطورة مجهزة يطلق عليها التروبو الخفيف Ultralite، وتعمل طبقًا للمواصفات العسكرية، وعناصر هذا النظام عبارة عن مقطورة بعجلتين محملة عليها الهوائيات وعربة جيب. (أُنظر صورة التروبو التكيتكي)

ويعمل هذا النظام بنظام التنوع الثنائي التردد وقدرة إرسال 100 وات لكل اتجاه، ويمكنه عمل مواصلة مستقرة لمسافة 150كم، وبمعدل معلومات 512 ك بت/ث، وعند استعمال التنوع الرباعي(ثنائي التردد / ثنائي الفراغ)، ويمكن أن تصل هذه المسافة إلى 200 كم، وبمعدل إرسال المعلومات الرقمية 512ك بت/ ث، وعند الكلام عن التروبوسكاتر يتخيل معظم الناس التروبو الإستراتيجي، الذي يستخدم هوائيات كبيرة جداً يصل قطرها إلى 120 قدماً، وقدرة الإرسال 50 ك وات، ويحقق مسافة 750 كم بهذه المواصفات، ولكن التروبو التكتيكي يستخدم قدرة منخفضة، وهوائيات صغيرة، وأجهزة تشفير لسرية المحادثات، والعمل بترددات من 4.4 إلى 5 جيجا هرتز.

أ. ميزات مواصلات التروبوسكاتر التكتيكية

(1) صغر حجم الهوائي الطبقي، ثماني أقدام.

(2) يُستخدم جهازا إرسال بقدرة 100 وات، ومكبر مصمت، أو استخدام مكبر قدرة TWT.

(3) مولد كهربائي بخزان الوقود اللازم له.

(4) حرية حركة كبيرة.

(5) سرعة الإنشاء, نظراً لتوافر المعدات داخل العربة.

(6) سهولة التشغيل والضبط، حيث يمكن إنشاء، وتشغيل المحطة بواسطة شخصين في مدة 30 دقيقة.

(7) القدرة المنخفضة، ولا تحتاج إلى أكثر من مولد 2.5 ك وات.

ب. التطبيقات العسكرية

الأمثلة الآتية تمثل بعض التطبيقات العسكرية التروبو التكتيكي:

(1) سرعة الإنشاء بين وحدات عسكرية بينها هيئات صعبة، أو عوائق صعبة في المسار.

(2) إقامة مواصلة آمنة، نتيجة استخدام أجهزة تشفير الحيز الكامل.

(3) إقامة مواصلات عبر البلد وخلال الحقول والأشجار العالية.

(4) تُستخدم في استعادة الاتصالات، عندما تحدث أعطال حرجة في الدوائر الرئيسية للاتصال.

(5) يمكن توصيله بتروبو إستراتيجي.

(6) يحمل معه غالبًا أجهزة خط الرؤية المباشر، والأجهزة اللاسلكية ذات التردد العالي HF، حيث تكون هناك إمكانية المناورة بين قنوات التروبو، وقنوات خط الرؤيا المباشر وقنوات HF.

ج. مدى الإرسال

التروبوسكاتر التكتيكي، باستخدام طبقة التروبو، التي تبعد عن مستوى الأرض بحوالي 10كم، بعمل مواصلات لعدة مئات من الكيلو مترات، على الرغم من أن نظريات التروبو غير مفهومة للآن. ويعتمد هذا المدى على زاوية إقلاع الشعاع الخارج من الهوائي.

وعادة تكون مسافة الاتصال حوالي 150 كم، بمعدل إرسال 512 ك بت /ت، وبقدرة إرسال 100 وات، و يكون معدل الخطأ في النبضات قليلاً؛ نتيجة استخدام تنوع الاستقبال بأنواعه، وموديم modem معدل زحزحة الوجه الرباعي QPSK، وجهاز استقبال الكشف المسبق للإشارة.

ونظرًا لأهمية زاوية الإقلاع، يُراعى العمل بزاوية إقلاع صغيرة، فعندما تكون صفرًا درجة يصل مدى الاتصال 120 كم وبحيز512 ك بت/ث، بينما عند – 2.5 درجة يصل إلى 150 كم، وعند استخدام التنوع الرباعي يصل المدى إلى 200كم.

وتُوزع الأجهزة داخل مركبة مجهزة لمعدات التروبو. (أُنظر شكل توزيع المعدات داخل عربة)، وكذا معدات مواصلات التردد العالي، والتردد العالي جداً، وأجهزة التشفير، وتصل مسافة الاتصال بهذه العربة إلى 100 أو 200 ميل باستخدام مكبر 100 وات، وباستخدام التنوع الثنائي، وبمعدل معلومات من 512 ك بت\ث إلى 8448 ك بت/ث، وهوائي طبقي 8 أقدام، والوقت اللازم لإنشاء الاتجاه 20 دقيقة.

د. وصف الأجهزة

(1) هوائي طبقي 8 أقدام، استقطاب ثنائي، وبوصلة ميدانية لضبط مستوى مقطورة الهوائي، ولا تحتاج المقطورة إلى أوتاد تثبيت عند سرعة رياح 25 ميلاً / ساعة، ولكن هوائيات هذه الأنظمة تتحمل حتى سرعة رياح 120 ميل/ساعة، وكسب الهوائي حوالي 39 ديسبل.

(2) مولد يعمل بالديزل، وبمعدل استهلاك للوقود 0.5 جالون في الساعة عند العمل بقدرة كاملة لمحطة التروبو، وهو كافٍ لتشغيل المحطة لمدة 30 ساعة من دون إعادة تزويد.

(3) أجهزة تحميل المتعدد بأنواعها، وأجهزة الشفرة، وأجهزة الراديو توجد داخل كبائن خاصة بها، وكل شرائح الأجهزة يمكن التعامل معها والوصول إليها بسهولة.

(4) ويعمل جهاز الراديو في الحيز الترددي من 4.4 ـ 5 جيجا هرتز وبمسافات بين قنوات الراديو 500 كيلو هرتز.

(5) لوحة مناورة بالقنوات، للمناورة بالقنوات المختلفة لعدد30 قناة، ويمكن توصيل تليفون ميداني بعيد عن المحطة لمسافة تصل إلى 3000 قدم. وتستخدم أجهزة التحميل للقنوات تعديل فرقي دلتا CVSD.

(6) تعمل القنوات بمعدل 16 ك بت / ث، أو32 ك بت/ث، وبمعدل خرج عمومي 256 أو512 ك بت /ث لعدد 30 قناة.

(7) يمكن تكثيف هذه القنوات باستخدام مازج معدل دلتا فرقي 2ميجا بت/ث، فيزداد عدد القنوات إلى 120 قناة، بمعدل 16 ك بت / ث للقناة، أو 60 قناة بمعدل 32ك بت/ ث.

ويوضح الشكل الخارجي للتروبو التكتيكي (أُنظر شكل تروبو تكتيكي ينشأ بفردين)، حيث يراوح زمن إنشاء الهوائي للأنظمة المختلفة للتروبو التكتيكي بين نصف ساعة و ست ساعات، وقوة تحمل لسرعة رياح حتى 90 ميل في الثانية، ويصل عدد قنوات المشتركين إلى 240 قناة بمعدل معلومات 16 ك بت / ث ، أو 120 قناة بمعدل 32 ك بت / ث.

2. التروبو الإستراتيجي

أ. تخضع محطات التروبو الإستراتيجي للمواصفات الآتية:

(1) أن يكون مصمماً طبقاً للمواصفات العسكرية.

(2) أن تتم اختبارات القبول طبقًا للمواصفات العسكرية.

(3) أن يكون جميع مواصفاتها قياسية.

(4) أن يكون جميع المكونات الداخلية للأجهزة عبارة عن شرائح يسهل تغيرها.

(5) أن تكون ذات اعتمادية كبيرة وتعمل في الحيز العسكري من 4.4 جيجا هرتز إلى 5 جيجا هرتز.

(6) تعمل أجهزة التحميل بنظام التعديل الكمي النبضي.

(7) اختيار الترددات لأجهزة الإرسال والاستقبال بواسطة مفاتيح.

(8) تستخدم التنوع الفراغي ـ تجميع الكشف المسبق للإشارة.

(9) تردد مصدر التغذية60\50 هرتز (يمكن العمل بالتردد 400 هرتز).

(10) وزن خفيف للهوائيات ـ تحميل كابينة الأجهزة يتم بسهولة، وكذا مقطورة الهوائيات تُجر بسهولة.

(11) أن تكون مجهزة بأجهزة اختبارات داخلية متكاملة، وأجهزة مراقبة لمتابعة الأعطال والإعلان عن حدوثها صوتياً.

(12) أن تتم إجراءات أعمال الصيانة بها ببساطة.

(13) تُزود الكابينة بأجهزة تكييف؛ نظراً لاستخدام مكبرات للإرسال ذات قدرة عالية.

ب. إمكانيات محطة التروبو:

تُجهز الكابينة بأجهزة راديو مفردة أو مزدوجة، وتجهز بأجهزة تحميل القنوات الهاتفية، والتليغرافية، وتغطي احتياجات المواصلات العسكرية للمواصلات اللاسلكية متعددة القنوات باستخدام التروبوسكاتر، من دون الحاجة إلى إقامة محطات إعادة الإذاعة، ويخرج من الكابينة كابل المشتركين، ذو مواصفات عسكرية، من خلال لوحة مناورة بالقنوات داخل الكابينة.

وتوجد معها مقطورة هوائيات مجهزة بهوائيين، وبصاريي هوائي، ومغذٍّ ثنائي الاستقطاب، ويوجد بالكابينة جهاز موديم للمعلومات الرقمية. وتحتاج هذه الأجهزة إلى قاعدة عريضة من الخبرة ودرجة عالية من هندسة تصميم مثل هذه المعدات.

وهناك محطات تروبو إستراتيجية توفر من 12 ـ24 قناة هاتفية، تستخدم التعديل الكمي النبضي بمواصلات التروبوسكاتر لمسافة تصل إلى100 ميل. (أُنظر صورة التروبو الإستراتيجي). وتستقبل حيز الفيديو مباشرة من أجهزة التحميل الرقمي من خلال كوابل الاتصال، وفي الوقت نفسه تعمل على نظام التنوع الفراغي وبتعديل ترددي وبأسلوب متطور باستخدام مجمع الحيز البندي بنظام الكشف التالي post-detection ، في حالة تشويه الإشارة نتيجة تعدد المسارات، وتستخدم مكبرات قدرة مُصمَتة (عدا حالة استخدام الصمامات 1 ك وات).

ويوجد بها مولد ترددات لـ 6001 قناة وقناة راديو في الحيز الترددي من 4400 إلى 5000 ميجا هرتز بمسافة بين كل قناة وأخرى 0.1 ميجا هرتز، تُغير الترددات بسهولة بواسطة مفاتيح، ثم يُضبط مرشح الإرسال على التردد المطلوب.

وعند استخدام مكبر 1 ك وات يتم، كذلك، عمل توليف للتردد في المكبر بواسطة مفتاح. وتتم أعمال الاختبار داخل كابينة جهاز الإرسال، التي تسمح بعمل اختبار محلي بعمل إرجاع لإشارة الخرج إلى إشارة الدخل من خلال جهازي الإرسال والاستقبال، وهذا يتيح الاختبار الجيد لمحطة التروبو قبل إنشاء الاتجاه.

وتعمل المحطة من خلال تيار تغذية المدينة، وتردد من 50/60هرتز تيار متغير، ويمكن العمل على تيار 110 أو220 فولت وجه واحد، أومن منبع تغذية120/208 ثلاثة أوجه.

ج. المواصفات الفنية لمحطة تروبو

(1) يعمل الجهاز بنظام التعديل الترددي في الحيز الترددي من 4400ـ5000 ميجا هرتز، وبقدرة خرج للموجة المستمرة CW واحد كيلو وات.

(2) يستخدم النظام ثلاث كبائن:

(أ) كابينة للإرسال.

(ب) كابينة لمكبر القدرة.

(ج) كابينة لجهاز الاستقبال.

وداخل محطة الإرسال توجد قناة الخدمة، وكذا أجهزة الاختبار الخاصة بعمل المحطة، ويستخدم جهاز الإرسال لتحقيق اتصال لمسافة 100 ميل، وباستخدام أجهزة التحميل النبضي الرقمي 12/24 قناة، ويوجد مولدا ترددات متشابهة في كلٍ من جهاز الإرسال، وجهاز الاستقبال، وتوفر عدد 6001 قناة وقناة راديو. ومعدل استهلاك المحطة كاملة حوالي 6 كيلووات.

د. خصائص جهاز الإرسال (أُنظر صورة جهاز إرسال تروبو ITT)

(1) المدى الترددي من 4.4 إلى 5 جيجاهرتز.

(2) أقل قدرة خرج 150 مللي وات.

(3) المذبذب المحلى للتردد من 4.55 إلى 4.85 جيجاهرتز.

(4) معاوقة الدخل 50 أوم للحيز البندي للإرسال.

(5) يستخدم التعديل الترددي.

(6) دخل الحيز الترددي ( أجهزة التحميل + قناة الخدمة).

(7) متطلبات التغذية 3 أمبير، 115 فولت متغير± 5%، وجه مفرد من 47.5 إلى 63 هرتز.

هـ. خصائص جهاز الاستقبال (أُنظر صورة جهاز استقبال تروبو ITT)

(1) المدى الترددي من 4.4 إلى 5 ميجا.

(2) دخل الموجات المنعكسة VSWR أقصاها1.5.

(3) الضوضاء NF 5.5 ديسبل.

(4) التردد البيني 70 ميجا هرتز.

(5) نظام التنوع، الكشف المسبق للمزج Predetection near- optimum radio combining.

(6) الخرج 50 أوم ± 10%، ويحتوي الخرج على القنوات المعدلة تعديلاً كمياً نبضياً، إضافة إلى قناة الخدمة.

(7) متطلبات التغذية 2.3 أمبير، 115 فولت ± 5%، وجه مفرد، 47.5 إلى 63 هرتز.

و. خصائص مكبر القدرة (أُنظر صورة وحدة مكبر قدرة تروبو)

(1) المدى الترددي من 4.4 الى 5 ميجا هرتز.

(2) قدرة الخرج 1 ك وات.

(3) كسب القدرة 45 ديسبل لحيز 9 ميجا هرتز.

(4) الإشعاعات غير المرغوبة 80 ديسبل تحت مستوى الموجة الحاملة.

(5) دخل المكبر من 30 إلى 50 مللي وات.

(6) التغذية 230 فولت متغير 10%، وجه واحد، 50 إلى 60 هرتز.

(7) قدرة الخرج يمكن ضبطها من 100 وات، حتى 1 كيلووات.