Файл: Хмельницкий Е.А. Разнесённый приём и оценка его эффективности.pdf

На рис. 7 дана область значений (заштрихованная), вклю­ чающая 50% всех отсчётов. Остальные отсчёты расположены таким образом, что 25% из них располагаются выше и 25% ниже заштрихованной области.

Рис. 7. Вероятность уменьшения уровня сиг­ нала ниже порогового значения

На рис. 7 пунктирными линиями даны результаты расчёта. Расчёт произведён из предположения, что уровень сигнала из­ менялся по закону Рэлея и из условия, что вероятность спада­ ния уровня сигнала ниже заданного значения при сдвоенном

приёме 7% и при строенном приёме Р$ связаны с вероятностями

для одинарного приёма Р\ соотношениями:

Р2 = Р* и Р3 = Р*.

Кривые зависимости Р% и от заданного уровня будем на­ зывать кривыми идеального сдвоенного и идеального строен­ ного приёма. Целесообразность такого определения будет пока­

ние которого уровень сигнала падает ниже заданного значения, и относительно среднего числа замираний уровня сигнала в единицу времени:

а) изменения процента времени, в течение которого уровень сигнала падает ниже заданного значения, близки к закону Рэлея;

б) приём на разнесённые антенны значительно уменьшает процент времени, в течение которого уровень сигнала лежит ниже допустимого значения, и значительно уменьшает среднее число замираний в единицу времени.

Аналогичные результаты были получены в других эксперимен­

тах [4] на различных трассах при использовании других частот. Направление разноса антенн. Для выяснения

целесообразности разноса антенн вдоль направления распрост­ ранения радиоволн или перпендикулярно этому направлению был проведён эксперимент [3] с различным расположением ан­ тенн. Определялась вероятность уменьшения уровня сигнала

20

ниже заданного значения на трассе' протяжённостью около 1500 км (рабочая частота 11,66 Мгц).

Результаты эксперимента представлены графически на рис. 9. На этом графике для каждого расположения антенн заштрихо­

вана область, включающая 50%’ экспериментальных отсчётов. Остальные отсчёты расположились таким образом, что 25% из них находятся выше и 25% ниже заштрихованной области. На рис. 9 для сравнения даны результаты измерений при одинар­

ном приёме. В случае одинарного приёма применён тот же ме­ тод нанесения на график экспериментальных отсчётов, который используется для разнесённого приёма.

Из результата этого эксперимента можно сделать вывод, что

расположение антенн относительно направления распростране-

ния радиоволн существенно не влияет на вероятность спадания уровня сигнала ниже заданного значения. Этот вывод подтвер­ дился в других экспериметах [8], поэтому при расположении ан­

тенн можно выбирать произвольное направление разноса. Од­

Рис. 10. Влияние величины разноса двух антенн на эф­ фективность приёма при различном пороговом уровне

чены кривые изменения процента времени, в течение которого

уровень сигнала находится ниже заданного значения, в зависи­ мости от величины разноса [3]. Измерения проводились на трас­ се протяжённостью около 1500 км на рабочей частоте 11,66 Мгц. Результаты измерений приведены на рис. 10. Кривые на этом

рисунке соответствуют различным пороговым уровням, иначе говоря, допустимые уровни выбраны в 1,8; 3,2; 5,7 раза меньше среднего значения.

Из этих измерений следует, что резкое уменьшение глубины замираний наступает после разноса антенн на 60—100 м, а даль-

22

нейшсе увеличение разноса антенн влияет незначительно. Основ­ ной вывод заключается в том, что небольшие величины разно­ са антенн (около 100 м) достаточно эффективны, однако в реаль­ ных условиях следует стремиться к осуществлению разноса, по крайней мере, на величину порядка 300 м.

Строенный приём. Для оценки эффективности приё­ ма на три разнесённые антенны в отношении уменьшения про-

Рис. 11. Эффективность приёма на три разнесён­ ные антенны

цента времени, в течение которого уровень сигнала опускается

ниже допустимого значения, был поставлен специальный экс­ перимент [3]. При этом процент времени определялся при оди­ нарном и строенном приёме на линии связи протяжённостью около 1500 км, при рабочей частоте 11,66 Мгц. Результаты из­ мерений приведены на рис. И. На том же рисунке для сравне-

23

даёт существенное уменьшение глубины замираний по сравне­ нию с одинарным и сдвоенным приёмом.

Поляризационный и пространственный раз­ нос. Для оценки эффективности поляризационного разноса в сравнении с пространственным произведён ряд экспериментов. В одном из них определяется процент времени, в течение кото­ рого уровень сигнала лежит ниже заданного значения, и опреде­ ляется среднее число замираний в одну минуту при работе на антеннах, разнесённых в пространстве, и на антеннах, прини­ мающих сигналы с различной поляризацией. Один из экспери­

ментов [3] проводился на трассе протяжённостью около 1500 км на частоте 11,66 Мгц. Он показал, что поляризационный разнос

даёт такое же улучшение, какое получается при пространствен­ ном разносе в 200—300 м.

В другом эксперименте [4], проведённом с такой же целью,

определялся коэффициент корреляции между уровнями сигна­

лов на антеннах, имеющих либо поляризационный, либо прост­ ранственный разнос. Определение этих коэффициентов произво­ дилось на нескольких магистралях.

Величина коэффициента корреляции между изменениями уровней на выходе антенн с пространственным или поляриза­ ционным разносом зависит от протяжённости магистрали, гео­ графического положения трассы, рабочей частоты, расстояния между антеннами и других причин. Для конкретной трассы и рабочей частоты в различные дни получаются несколько разли­ чающиеся коэффициенты корреляции, поэтому можно говорить только о средней величине коэффициента корреляции.

В табл. 1 даны результаты измерений средних коэффициен­ тов корреляции. Из неё видно, что максимальная величина взаи­ мосвязи получена на трассе малой протяжённости. (На трассе

Таблица 1

Коэффициент корреляции между изменениями уровней сигналов при разнесённом приёме

(измерения производились в период май-сентябрь 1956 г.)

24

2250 км при пространственном разносе в 300 м коэффициент корреляции оказался равным 0,45.)

Эксперимент позволяет сделать вывод, что коэффициент кор­ реляции при поляризационном и пространственном разносе иногда различается, однако повышение устойчивости от исполь­ зования того или иного способа разнесения будет примерно оди­ наковым.

Следует иметь в виду, что поляризационный разнос в на­ стоящее время выполняется только на простейших антеннах (диполях). Сложные направленные антенны, к которым прихо­ дится обычно прибегать на магистральных связях, способные принимать вертикально поляризованное поле, не разработаны.

При разработке таких антенн возникают принципиальные труд­ ности, поэтому возможности использования поляризационного

разноса пока ограничены.

Следует также учитывать, что вертикально ориентирован­ ные провода антенн сильнее подвержены влиянию местных источ­

ников помех.

Частотный разнос. Для оценки эффективности раз­ несённого приёма при одновременной передаче сигналов в двух каналах, работающих на различных средних частотах, был по­ ставлен эксперимент [6] по определению времени, в течение ко­ торого уровень сигнала меньше допустимого значения. Этот эксперимент проводился на трассах различной протяжённости (800; 1500; 4000 км) и на различных частотах (7 -4- 20 М.гц). Эффективность проверялась в параллельных каналах, которые

различались по частоте на величины в 510; 1190; 1700 гц. На рис. 12 приведены результаты эксперимента на магистрали про­

тяжённостью в 1500 км на частоте около 7 Мгц.

Этот эксперимент позволяет сделать вывод, что разнесён­ ный приём, в котором используется одновременная передача сигналов в двух каналах, работающих на различных средних частотах, может оказаться очень эффективным в отношении уменьшения глубины замираний уровня сигнала. Однако этот способ разнесённого приёма не получил широкого распростра­ нения, поскольку он требует дополнительного канала связи.

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ АППАРАТУРЫ

ДЛЯ РАЗНЕСЁННОГО ПРИЁМА

1. Элементы устройства автовыбора сигналов

При приёме на разнесённые антенны, поляризационном или частотном разносах аппаратура всегда содержит такой элемент,

который сравнивает амплитуды принимаемых сигналов. Этот элемент питает управляющие устройства, которые подключают

26