Файл: Белосток В.С. Распространение радиоволн (учебное пособие).pdf

ности антенн возможно ближе к горизонту. Другими словами, следует использовать для рассеяния объем Q. лежащий на ми­ нимальной высоте h посредине трассы, но еще видимой из точки передачи А и точки приема В.

О полосе частот, пропускаемых тропосферными линиями связи

Характерной особенностью связи за счет рассеяния на неодно­ родностях тропосферы является невозможность передачи широ­ кой полосы частот без искажения.

Основным фактором, ограничивающим полосу частот, являет­ ся многолучёвость.

Пусть передается некоторый сигнал, который представляется спектром частот

Jf -г- V 1р.и

1

I X

где / — несущая частота сигнала; Ft ■— модулирующие частоты.

86

Таким образом, для каждой частоты передаваемого спектра сигнала имеется своя разность фаз двух лучей. Это приводит к тому, что в один и тот же момент времени напряженности поля

и, налагая условие (6.5), получаем:

Fn M<& 1.

Таким образом, максимальная ширина полосы, которая может быть передана без искажения, определяется наибольшим време­ нем запаздывания At луча АСВ относительно луча ADB.

разность хода интерферирующих волн и шире полоса частот, ко­ торую можно передать без искажений. Поэтому для передачи широкой полосы частот обычно применяют остронаправленные антенны.

В приведенной ниже таблице даны результаты расчета вре­ мени запаздывания и полосы пропускания для пяти линий связи, протяженность которых заключена между 200 и 600 км.

Как видно из таблицы 6.1, чем больше расстояние, тем мень­ шую полосу частот можно передать без искажений.

Б7

При применении антенн с высокой направленностью макси­ мальная разность хода лучей резко уменьшается, что приводит к увеличению полосы пропускаемых частот.

Эксперименты показывают, что реальная полоса пропускаемых частот на расстояниях порядка 300 км составляет 5—6 Мгц.

Использование тропосферного распространения УКВ позво­ ляет создать радиорелейные линии связи с интервалами до 600 км. В обычных радиорелейных линиях связи средний участок, в прелелах которого антенны смежных станций находятся в зоне пря­ мой видимости, равен 40—50 км. Однако тропосферные линии требуют применения мощных передатчиков (до нескольких де­ сятков киловатт), больших антенн с весьма высокой направлен­ ностью (с к.н.д. порядка 10 000) и чувствительных приемников с усилением на высокой частоте. Из-за этого стоимость промежуточ­ ных ретрансляционных пунктов оказывается довольно высокой. Кроме того, полоса частот, а следовательно, количество переда­ ваемых сообщений по тропосферным линиям значительно мень­ ше, чем по обычным. Поэтому тропосферные линии связи не могут полностью заменить радиорелейные линии с распростране­ нием ультракоротких волн вдоль поверхности земли. Их целесо­ образно применять при обеспечении связи через большие водные преграды, а также в труднодоступных арктических и горных районах.

Линии связи, использующие рассеяние в тропосфере, отлича­ ются большой степенью надежности, помехоустойчивостью, скрыт­

при этом более целесообразным считается применение метровых волн.

ДАЛЬНЕЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ УКВ ЗА СЧЕТ РАССЕЯНИЯ В ИОНОСФЕРЕ

Хотя ультракороткие волны обычно не отражаются от регу­ лярных ионосферных слоев, однако дальнее распространение их возможно вследствие отражений от некоторых ионосферных образований.

Установлено, что ионосферные волны на УКВ могут возник­ нуть за счет:

—рассеяния радиоволн на неоднородностях ионосферы;

—отражения радиоволн от ионизированных следов метеоров пли «искусственной ионосферы».

Рассмотрим характерные особенности перечисленных видов распространения.

Рассеяние метровых волн на неоднородностях ионосферы

С развитием техники УКВ стал наблюдаться сверхдальний прием метровых волн.

88

Исследования показали, что при применении специальной аппаратуры метровые волны могут быть уверенно приняты на расстояниях свыше 1000 км.

Возможность дальнего регулярного распространения метро­ вых волн объясняется наличием в слое D ионосферы местных неоднородностей, имеющих повышенную или пониженную диэлек­ трическую проницаемость.

На этих неоднородностях, расположенных на высоте 75—95 км (в области слоя D), происходит рассеяние радиоволн, аналогич­ ное тропосферному рассеянию. Неоднородности ионосферы созда ются флуктуациями электронной концентрации, которые, как по­ лагают, вызываются турбулентным движением воздушных масс.

Полагают также, что неоднородности диэлектрической прони­ цаемости ионосферы в области слоя D вызываются воздействием непрерывно вторгающихся в атмосферу микрометеоров (косми­ ческой пыли).

На рис. 6.8 изображена схема линии связи, использующей ионосферное рассеяние. Здесь рассеивающий объем Q находится в пределах прямой видимости одновременно из пунктов располо­

Ямакс^-2' 4’1* ^75Ю3 —2200 км.

Риг. 6.8. Схема линии связи, использующей ионосферное рассеяние ,

Как и в случае тропосферного рассеяния, основная часть энергии волны, падающей на рассеивающую область, продол­ жает двигаться в первоначальном направлении и только незначи­ тельная ее часть рассеивается в сторону к поверхности земли. Этим объясняется малая величина полей на небольших расстоя­ ниях, когда угол рассеяния 0р принимает большое значение.

89-