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

Для устойчивого приема корреспондент должен нахо­ диться несколько дальше наблюдаемой ближней грани­ цы освещенной зоны; приближение к этой границе вы­ зывает ослабление принимаемого сигнала и появление t замираний.

Возвратно-наклонное зондирование ионосферы в от­ личие от вертикального непосредственно позволяет опре­ делить частоту, на которой будут наилучшпе условия прохождения волн на заданной (реальной) трассе и в данный отрезок времени. В условиях невозмущеиной ионосферы удовлетворительные результаты зондирова­ ния на трассах до 3000—3500 км в большинстве случаев получаются уже при мощности передатчиков около 10 кет в импульсе при использовании антенн со сравни­ тельно небольшими направленными свойствами. Дли­ тельность излучаемых импульсов обычно 200—ЗООжксек, а частота их следования (50; 25 или 12,5 импульсов в секунду) определяется предельной дальностью зондиро­ вания и соответствует частоте питающей электросети или меньше ее [85].

Радиосвязь отраженной волной будет неустойчивой, если для круглосуточной работы назначается только одна рабочая частота. В большинстве случаев она ока­ зывается пригодной лишь для связи днем, а ночью бы­ вает за пределами МПЧ или, наоборот, пригодна толь­ ко для связи ночью, а в дневное время попадает в об­ ласть сильного поглощения. Поэтому на трассах сред­ ней протяженности для круглосуточной связи необходи­ мо применять дневную и ночную рабочие частоты. В дневное время требуются более высокие (12—3ОМгц), а в ночное — более низкие частоты (3—8,5 Мгц и ниже). Для линий большой протяженности, где создаются труд­ ные условия прохождения волн в утренние и вечерние часы, нужно применять еще и промежуточные рабочие

,частоты. Работа на одних и тех же частотах как днем, так и ночью возможна в некоторых случаях лишь в лет­ ний период, когда критические частоты изменяются в небольших пределах.

Уровень помех на коротких волнах, как известно, имеет случайный характер. Продолжительность действия сильных помех на той или иной заданной рабочей часто1 те во многих случаях оказывается больше времени, не­ обходимого для перевода линии радиосвязи на другую

2 1 8 '

рабочую частоту. В этих условиях целесообразнее пере­ вести радиосвязь на новую менее загруженную (запас­ ную) частоту, чем ожидать понижения уровня помех на первоначально заданной частоте. ■

В большой мере способствует устойчивости радио­ связи систематический контроль на действующих радио­ линиях загруженности выделенных частот приема, каче­ ства приема, а также уровня полезного сигнала и помех на них. Такой круглосуточный контроль позволяет свое­ временно обнаруживать ухудшение условий радиосвязи (понижение уровня полезного сигнала и возрастания по­ мех), выбирать менее загруженные новые рабочие ча­ стоты и переводить на них данную радиолинию забла­ говременно, а не после потери связи на первоначально использовавшихся частотах.

Основой использования на линиях радиосвязи частот (волн) на радиоузле служит волновое расписание, кото­ рое устанавливает оптимальные рабочие частоты с уче­ том года, сезона, времени суток, текущего состояния ионосферы, географического направления и дальности радиосвязи. Волновое расписание составляется с уче­ том радиопрогнозов и корректируется на основе опера­ тивного контроля прохождения радиосвязи, а также дан­ ных о текущем состоянии ионосферы, получаемых с по­ мощью ионосферных станций и станций возвратно-на­ клонного зондирования [24].

Выбор передающих и приемных антенн. Для надеж­ ной радиосвязи на заданные расстояния важно правиль­ но выбрать антенны для передачи и приема н сориенти­ ровать их на корреспондента [17, 97]. Особенно это от­ носится к связи с помощью подвижных радиостанций, в которых, излучаемая мощность и пределы ее изменения ограничены по сравнению со стационарными средства­ ми; поэтому рациональный выбор рабочих частот и ан­ тенн может оказаться решающим средством установле­ ния радиосвязи в трудных условиях. Передающая антен­ на должна излучать электромагнитную энергию радио­ передатчика под таким углом возвышения, чтобы в пункте приема корреспондента был наибольший уровень полезного сигнала. Приемная антенна в свою очередь должна создавать на входе радиоприемника не только высокий уровень полезного сигнала, но и достаточно большое превышение его над уровнем помех. •

219

Каждая антенна обладает более или менее выражен­ ными направленными свойствами, т. е. зависимостью из­ лучаемой ею или возбуждаемой в ней электромагнитной энергии радиоволн от направления — от азимута и угла возвышения Д по отношению к горизонту. Эти свойства антенны существенно зависят от 'частоты, на которой она используется. О направленных свойствах антенны судят по диаграммам направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Первая диаграмма харак­ теризует относительную величину интенсивности излу­

чения пли приема в зависимости от направления в го­ ризонтальной плоскости (от азимута), вторая диаграм­ ма — в зависимости от угла возвышения Д (в вертикаль­ ной плоскости). Количественно направленность антен­ ны характеризуется коэффициентом направленного дей­ ствия, который показывает, во сколько раз мощность излучения ненаправленной антенны должна быть боль­ ше мощности излучения' направленной антенны, чтобы получить в точке приема (в направлении максимального излучения) такую же напряженность поля. Чем уже диаграмма направленности,- тем больше усиление ан­ тенны. Оно определяется коэффициентом усиления, по­ казывающим, во сколько раз можно уменьшить мощ­ ность, подводимую к антенне, если полуволновый вибра­ тор (эталонную антенну) заменить рассматриваемой ан- -тенной, сохраняя при этом неизменной напряженность поля в точке приема.

Антенны с большой направленностью, хотя и отли­ чаются сложностью конструкции, могут применяться не только на стационарных, но и в автомобильных радио­ станциях. Применение для передачи остронаправлен­ ных антенн, концентрирующих излучаемую мощность только в небольшой части окружающего пространства, позволяет эффективно попользовать мощность передат­ чика, создавая большой уровень полезного сигнала в точке приема, и устранить помехи другим радиосвязя-м. Применение направленных антенн для приема в значи­ тельной мере повышает уровень полезного сигнала и снижает действие внешних помех от таких источников, которые не совпадают с направлением на -принимаемую станцию. Во многих случаях направленные свойства ан­ тенн оказываются единственным средством ослабления помехи радиоприему (например, от дальних станций,

220

I

смежных по частоте). В энергетическом отношении при­ менение направленных передающих и приемных антенн равноценно значительному увеличению мощности исполь­ зуемых радиопередатчиков, которое определяется коэф­ фициентом усиления антенн. Условия связи будут опти­ мальны, если у передающей и приемной антенн макси­ мумы диаграмм направленности в горизонтальной плоскости совпадают с направлением на корреспон­ дента, а диаграммы направленности в вертикаль­ ной плоскости обэспечивают необходимый по условиям распространения волн угол возвышения луча отно­ сительно горизонта Д (рис. 62) при излучении и при­ еме.

Чтобы выбрать наиболее выгодный тип передающей и приемной антенн или оценить эффективность приме­ няемых антенн для конкретной линии радиосвязи, тре­ буется учитывать время года и суток, высоту отражения волн в ионосфере, протяженность линии связи, ее на­ правление и направленные свойства антенн для задан­ ных рабочих частот. По данным, полученным из радио­ прогнозов или от ионосферной станции (в результате зондирования ионосферы), определяется в точке отра­ жения (в середине трассы) необходимый угол возвыше­ ния Д луча наибольшего излучения энергии радиоволн. Для линий радиосвязи небольшой протяженности (при­ близительно до 300 км) основное излучение должно быть под большим углом к горизонту Д = 90—45° (в основном в зенит). С увеличением расстояния необходимый угол

и заданного направления наибольшее излучение. Прием­ ная антенна будет извлекать из окружающего-простран­ ства наибольшую, энергию сигнала, если максимум ее диаграммы направленности в вертикальной плоскости будет соответствовать нужному для заданной трассы углу возвышения Д, а в горизонтальной плоскости — на­ правлению на корреспондента. Но в пункте приема воз­ можны помехи, и для достижения наибольшего превы­ шения полезного сигнала над помехами целесообразно сравнить условия приема на антенны с разными харак-

221

теристнками; при этом выбирают ту из них, которая дает

Правильное использование антенн невозможно без знания и учета их'основных свойств и возможностей.

При использовании подвижных радиостанций очень важно правильно выбрать место для развертывания ан­ тенн и ориентировать их на корреспондентов. Антенны необходимо удалять одну от другой и от проводящих и отражающих местных предметов (воздушных линий связи и электропередачи, высоких деревьев, строений и др.). Наличие проводящих и отражающих предметов вблизи антенн, а также несоблюдение требуемой высо­ ты их подвеса существенно искажает диаграммы направ­ ленности. С целью создания возможности выбора наи­ более выгодных антенн для передачи и приема в слож­ ных условиях связи желательно развертывать все ан­ тенны основного комплекта и предусматривать комму­ тацию их на приемных пунктах и передающих станциях. Небрежное развертывание, содержание в неисправном виде, расстройка антенн и др. влечет резкое понижение излучаемого и принимаемого сигналов и, как следствие, ухудшение связи.

Ретрансляция. На линиях коротковолновой радио­ связи средней и большой протяженности в случае не­ возможности прямой связи между корреспондентами

сигналы через передатчик этого пункта дальше переда­ ются корреспонденту Б на другой частоте. На каждом участке линии подбирается оптимальная рабочая часто­ та, чем достигается достаточно высокий уровень сигна­ лов в пунктах приема. Применение ретрансляции позво­ ляет обеспечить более надежную связь при значительно меньшей мощности передатчиков, чем при непосредст­ венной связи между корреспондентами А и Б, особенно когда она невозможна из-за ионосферных возмущений.

Особенно целесообразно применение ретрансляции на трассах большой протяженности, пересекающих (за­ хватывающих) область полярного поглощения или про­ легающих поперек - географических меридианов (линии

222

с большой разницей по географической долготе), где ионосфера сильно неоднородна и распространение ра­ диоволн затруднено! Например, на линиях радиосвязи, ориентированных в восточном направлении, выгодно применять южные обходы трассы как менее подвержен-

6

Рис. 63. Линия связи с ретрансляцией:

а — структурная схема; б —сопряжение элементов радиолинии ,в пункте ретрансляции^

ные магнитно-ионосферным бурям и позволяющие уменьшить длину участков трассы с разной солнечной освещенностью [17]. Объясняется это тем, что при односка'чковом распространении волн радиосвязь наиболее надежна на трассах, пролегающих вдоль меридианов и имеющих одинаковую солнечную освещенность..

223

Ретрансляция сигналов происходит автоматически (рис. 63,6). Приходящие с направления А сигналы управляют передатчиком, автоматически переизлучающим в направлении корреспондента Б. Подобным образом ретранслируются сигналы в направлении от корреспондента £ к А. Ретрансляция может быть дву­ сторонняя, когда ретранслируется передача обоих кор­ респондентов, и односторонняя, когда ретранслируется передача только одного из корреспондентов, а второй корреспондент с более мощным передающим устройст­ вом принимается первым корреспондентом непосредст­ венно без ретрансляции. Двусторонняя ретрансляция требует удвоенного комплекта аппаратуры по сравне­ нию с оконечной станцией. В пункте ретрансляции пере­ дача и прием ведутся в каждом направлении на разных рабочих частотах.

Сопряжение выходного устройства радиоприемника одного направления с входным устройством радиопере­ датчика другого осуществляется в режиме передачи по­ сылок тока двух направлений. Для проверки качества приема с каждого направления при ретрансляции на вы­ ход обоих приемников включаются контрольные теле­ графные аппараты, печатающие ретранслируемые сооб­ щения.

В пунктах ретрансляции, как правило, применяется регенерация — исправление, восстановление длительно­ сти (формы) транслируемых телеграфных посылок. Включение регенераторов — устройств, восстанавливаю­ щих форму принятых телеграфных посылок, в линию связи устраняет накапливание временных искажений в отдельных ее участках и за счет этого повышает даль­ ность и надежность связи.

Регенерация телеграфных посылок возможна двумя методами [8]. При одном из них (метод стробирования) полярность принимаемых искаженных посылок опреде­ ляется автоматически пробами в средней неискаженной части элементарной пбсылки. Соответственно знаку этой пробы выходное устройство регенератора автоматически запускается на время-длительности одной элементарной посылки и передает далее в линию положительную или отрицательную посылку неискаженной формы от мест­ ного источника тока. При другом методе (метод инте­ грирования) за каждую принимаемую посылку опреде­

224