Файл: Ягодин, В. П. Техника буквопечатающей радиосвязи.pdf

r£(5—7) ма нужно тщательно проверить регулировку телеграфного аппарата, а также режим работы пере­ дающего и приемного устройств радиолинии.

Проверка радиолинии в рабочих условиях. Радио­ прием на той или иной стороне радиолинии может про­ ходить с большими искажениями, хотя помехи приему сравнительно невелики. Чаще всего причина искажений в таких случаях — постоянные и переменные временные преобладания. Появление преобладаний может быть вызвано различными причинами: ненормальной работой манипуляционных устройств (нарушением регулировки р>еле, несимметрией линейных источников питания, пло­ хим качеством работы соединительных манипуляцион­ ных линий), неточной настройкой приемного устройства и, наконец, многолучевым характером распространения радиоволн (замирания, эхо).

Для выявления причин ненормальной работы связи в таких случаях осуществляется комплексная проверка радиолинии телеграфными «точками» в рабочих усло­ виях. Такая проверка охватывает тракт передачи одного

в радиолинии манипулирует свой передатчик точками непосредственно с телеграфного аппарата или от спе­ циального генератора точек, который иногда преду­ сматривается в передающем и приемном устройствах. Для имитации точек иногда на манипуляционный вход передатчика можно подавать небольшое напряжение пе­ ременного тока с частотой 50 гц (это соответствует ско­ рости телеграфирования 100 бод). Корреспонденты на­ блюдают прохождение точек на выходе своего приемно­ го устройства по измерительным приборам, контроли­ рующим ток приема, непосредственно в приемнике и в телеграфном аппарате. В случае работы током двух на­ правлений при отсутствии преобладаний в радиолинии стрелки указанных приборов должны находиться на нуле (в середине шкалы). Беспорядочные броски стрелок в гу или иную сторону могут быть вызваны действием по­ мех. Небольшое преобладание до Э?(2—3) ма устраняет­ ся регулировкой симметрии плеч в триггере выходного устройства приемника.

210

Если же преобладания значительные, следует прове­ сти проверку точками каждой стороны радиолинии «на себя». При этом та сторона радиолинии, где прием идет с большими искажениями, перестраивает передатчик на частоту приема. При малом расстоянии между передат­ чиком и приемником возможность появления преобла­ даний из-за условий распространения радиоволн исклю­ чается. Если в этих условиях преобладания остаются та­ кими же значительными, как при приеме сигнала точек корреспондента, нужно проверить свое приемное устрой­ ство. При этом в первую очередь следует обратить вни­ мание на точность настройки приемника и установки видов работы, исправность и регулировку реле и других манипуляционных устройств, симметрию источников ли­ нейного питания. При этой проверке важно оцепить, на­ сколько точно настроен-приемник на частоту передатчи­ ка (отклонение частоты передатчика корреспондента от середины полосы пропускания выходных фильтров при­ емника). Когда эта расстройка, значительная, напряже­ ние сигнала на выходе указанных фильтров уменьшает­ ся. Это приводит к искажениям принимаемых сигналов даже при отсутствии помех радиоприему. Возможно, что такая проверка «на себя» одной стороны радиолинии покажет исправность и правильную настройку приемни­ ка. Тогда причину искаженного приема сигналов кор­ респондента следует искать в его передающем устрой­ стве. Корреспондент в этом случае должен перестроить приемник на частоту своего передатчика, более тщатель­ но проверить аппаратуру своей стороны и, выявив неис­ правности, принять меры к их устранению.

Для оценки правильности настройки приемника и прохождения связи большое значение имеет слуховой контроль буквопечатающей радиопередачи. Он позволяет проверить,. правильно ли установлены частоты манипуля­ ции передатчика и приемника (выявить обратную рабо­ ту), оценить приблизительно характер и уровень помех приему. Какая из частот манипуляции' в тот или иной момент излучается передатчиком, можно определить по звуковому сигналу на слуховом выходе [93]. При одно­ канальной ЧТ звуковой сигнал появляется при частоте нажатия /н, а при частоте отжатая /0 его нет. При ДЧТ излучаемую частоту можно определить по сигналам и паузам на канальных слуховых выходах,

211

5.Повышение уровня полезного сигнала

впункте приема

Устойчивость работы буквопечатающей радиолинии и надежность связи определяется целесообразным выбо­ ром для конкретных условий связи радиопередающих и радиоприемных средств и режима их работы, а также организацией работы линии связи в целом. Иными сло­ вами, устойчивость работы радиолинии и надежность связи зависят от того, в кйкой мере характеристики ис­ пользуемых радиопередающих и радиоприемных средств соответствуют условиям распространения волн на задан­ ной трассе радиолинии. К таким характеристикам отно­ сятся: диапазон рабочих частот и возможность смены их в процессе раб.оты, излучаемая мощность, ориентировка на корреспондента и диаграммы направленности пере­ дающих и приемных антенн, вид радиоприема (одинар­ ный или сдвоенный), скорость телеграфирования и ширина передаваемой полосы частот.

Надежность связи определяется в конечном итоге удовлетворительным с точки зрения допустимых иска­ жений радиоприемом сигналов, который зависит от от­

входе приемника. На коротковолновых радиолиниях это отношение подвержено непрерывным изменениям за счет независимых изменений уровней сигнала и помех, а так­ же замираний. Поэтому для обеспечения устойчивости буквопечатающей радиосвязи всегда необходимо созда­ вать на входе приемника значительный запас полезного сигнала и возможно большее превышение его над поме­ хами. По нормам МККР для эффективного противодей-

ис

ствия замираниям отношение - j f на коротковолновых

линиях должно быть даже в наиболее благоприятных

случаях не менее 10 (20 дб), что соответствует отноше­ но

нию мощностей сигнала и помех - ^ = 1 0 0 .

^ П

В практике для повышения уровня полезного сигна­

ла и отношения ^ г кроме общих специальных мер' по-

U п

вышения помехоустойчивости радиоприема стремятся применять оптимальные рабочие частоты, эффективные

212

антенны, ретрансляцию сигнала на протяженных трас­ сах, разнесенные прием и передачу и др.

Выбор рабочих частот. Коротковолновая радиосвязь (в диапазоне 3—30 Мгц) на большие расстояния проис­ ходит пространственными волнами, которые достигают пункта приема, отражаясь от ионосферы и земной по­ верхности. При относительно небольшой мощности пе­ редатчика пространственные волны могут распростра­ няться на расстояния в сотни и тысячи километров.

Устойчивость радиосвязи пространственными волна­ ми зависит от рационального выбора рабочих частот в соответствии с постоянно меняющимся состоянием ионо­ сферы [17, 82, 97]. Диапазон применимых для линии ра­ диосвязи частот ограничивают два условия: волна дол­ жна отражаться от слоя ионосферы и поглощение ее в слоях не должно быть слишком большим. Первое усло­ вие определяет верхнюю границу рабочего диапазона — предельную частоту по отражению fmo, т. е. наиболь­ шую частоту волны, которая при наклонном падении отражается от ионосферы и может быть принята в за ­ данной точке приема. Ее называют также максимальной применимой частотой (МПЧ). Второе условие ограни­ чивает диапазон применимых частот снизу: чем ниже рабочая частота, тем сильнее поглощение волны в ионо­ сфере. Наименьшая применимая частота (НПЧ) — ча­ стота радиоволны, на которой при заданной мощности передатчика и при данной степени поглощения еще мо­ жет быть создан в точке приема достаточный уровень полезного сигнала (надежность работы минимально до­ пустимая). Поэтому радиосвязь пространственными вол­ нами возможна лишь на частотах, меньших МПЧ и больших НПЧ.

Диапазон применимых для связи частот определяется состоянием ионосферы и протяженностью трассы. МПЧ и НПЧ в зависимости от состояния ионосферы изменя­ ются в течение суток, от времени года и периода 11-лет- него цикла солнечной активности. Они повышаются в дневное время и понижаются в ночное, увеличиваются в годы максимума и уменьшаются в годы минимума солнечной активности. МПЧ и НПЧ также претерпевают внезапные изменения при ионосферно-магнитных возму­ щениях. В ночное время зимой, особенно в годы мини­ мума солнечной активности, общая полоса применимых

213

частот сужается иногда до 1—2 Мгц для ближних и до 2—4 Мгц для дальних радиосвязей.

Радиосвязь пространственными волнами лучше все­ го проходит, если рабочая частота близка к оптималь­ ной, на которой в точке приема достигается наибольший уровень полезного сигнала и отношение сигнала к по­ мехам наибольшее. Оптимальную рабочую частоту (ОРЧ) обычно стремятся выбирать вблизи МПЧ, но меньше их примерно на 15%: Д>рч~0,85/МпчТакой вы­ бор ОРЧ позволяет получить в точке приема достаточно высокий уровень полезного сигнала и уменьшить ве­ роятность работы на частотах выше МПЧ, которые не будут отражаться при внезапном падении критических частот вследствие нерегулярных процессов в ионосфере. Выбор рабочей частоты больше оптимальной на 15— 20% ведет к резкому ухудшению (даже к прекращению) радиосвязи. Выбор же рабочей частоты значительно меньше оптимальной приведет к большому снижению уровня сигнала в точке приема за счет возрастания по­ глощения волн в нижних слоях ионосферы, и поэтому для обеспечения нужной дальности связи потребуется увеличение мощности передатчика.

Чтобы правильно выбрать рабочую частоту с учетом состояния ионосферы (сезона года, времени суток, гео­ графического района, цикла активности Солнца) и про­ тяженности линии связи, нужно знать предельную ча­ стоту по отражению. Ее можно определить по радио­ прогнозам или по критической частоте и высоте отраже­ ния, измеренным с помощью ионосферной станции.

В долгосрочных и .краткосрочных прогнозах распро­ странения радиоволн, которые для практического ис­ пользования выпускает ИЗМИР АН * регулярно на год, сезон и каждый месяц, приводятся диапазоны рабочих частот, рекомендуемых для невозмущенного состояния ионосферы. При этом учитываются протяженность линии связи (примерно от 500 до 6000 км) и её географиче­ ский район. Постоянное практическое пользование ра­ диопрогнозами при выборе рабочих частот способствует в значительной степени повышению устойчивости радио­ связи. Но прогнозы составляют заранее и они не учиты­

214

вают возможные' отклонения состояния ионосферы, ко­ торые могут произойти в данный момент времени; они дают лишь приближенные значения МПЧ и НПЧ, тре­ бующие уточнения для конкретных условий радиосвязи.

спокойной ионосфере и 40% при ее-магнитных возмуще­ ниях. Поэтому нужно систематически контролировать со­ стояние ионосферы и вносить уточнения МПЧ и выбран­ ных по ней ОРЧ по возможности через несколько часов.

На линиях связи протяженностью около 3500 км рас­ пространение радиоволн определяется одним отраже­ нием от ионосферы в середине трассы. На более протя­ женных линиях распространение волн происходит в бо­ лее сложных условиях при отражении от ионосферы в нескольких точках, причем может быть с разной сте­ пенью ионизаций (два—четыре скачка). В этом случае определяют предельную частоту по отражению для каждой точки отражения и из всех полученных значений /пчо в качестве МПЧ выбирают наименьшее.

Можно ли осуществить связь на той или иной вы­ бранной частоте в данный момент на конкретной трассе? Ответ на этот вопрос дают сведения о текущем состоя­ нии • ионосферы, получаемые путем, зондирования ионо­ сферы. Различают вертикальное и возвратно-наклонное зондирование ионосферы [82, 85].

Для вертикального зондирования ионосферы исполь­ зуются 'ионосферные станции. Передатчик посылает в ионосферу короткие радиоимпульсы (длительностью примерно 100 мксек) при больших углах возвышения Д луча радиоволн (близких к 90°); радиоприемник прини­ мает излучаемый сигнал, приходящий поверхностной волной, и отраженный от ионосферы (рис. 62, а). При­ нимаемые сигналы наблюдаются визуально на экране электронно-лучевого индикатора. Измерение по шкале на экране промежутка времени между моментом излу­ чения зондирующего импульса и моментом приема от­ раженного сигнала позволяет определить высоту отра­ жения волны в слое ионосферы. Эти данные определяют условия отражения от ионосферы при вертикальном па­ дении волн. Но по ним рассчитывают максимальные применимые (МПЧ) и оптимальные рабочие (ОРЧ) ча­ стоты и для условий распространения наклонных лучей

215

на реальных линиях связи, соответствующие текущему состоянию ионосферы.

Для уточнения выбора оптимальных рабочих частот возрастающее применение особенно на стационарных радиосредствах получает возвратно-наклонное зондиро­ вание ионосферы [17, 85, 86]. Зондированием с помощью передающих и приемных устройств линии радиосвязи (с их направленными антеннами) можно определить макси­ мальные применимые частоты на трассах протяженностью до 3000—3500 км (связь в пределах одного скачка). На трассах большой протяженности (7000—8000 км), где происходит многоскачковое распространение волн, зон­ дирование возможно специальными передающими сред­ ствами с большой мощностью излучения в импульсе и антеннами с большим усилением.

При возвратно-наклонном зондировании передатчик, манипулируемый импульсами сравнительно небольшой длительности, излучает радиоволны наклонно к отра­ жающему слою ионосферы (рис. 62, е). Волны, падаю­ щие на отражающий слой под углами возвышения А, меньшими критического, отражаются от ионосферы, об­ лучают земную поверхность на некотором удалении от передающего устройства и создают «освещенную зону»— зону приема. Часть электромагнитной энергии волн рас­ сеивается земной поверхностью в обратном направлении и может быть зарегистрирована в месте передачи. На экране электронно-лучевого индикатора, включенного на выходе приемника, наблюдаются излучаемый сигнал зондирующего передатчика (поверхностная волна) и об­ ратные рассеянные отражения с разных расстояний. Время запаздывания отраженных сигналов и их протя­ женность по градуированной шкале на экране ин­ дикатора позволяют судить о расстоянии до участ­ ка освещенной зоны и ее размерах в радиальном на­ правлении. Зондирование осуществляют на несколь­ ких частотах, предварительно выбранных по радиопрог­

нозу.

Прием обратных отражений дает возможность опре­ делить оптимальные рабочие частоты для разных рас­ стояний, зоны наиболее интенсивного облучения узко­ полосными антеннами и необходимые углы возвыше­ ния А для облучения заданной зоны. Эти данные харак­ теризуют условия распространения радиоволн на трассе.

217