Главная Бухгалтерия в кармане Учет расходов Экономия на кадровиках Налог на прибыль Как увеличить активы Основные средства
Главная ->  Схема линии радиосвязи 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38


3SD L,KM

Рнс. 3.16. Зависимости напряжения поля различных длин волн от расстояния от антенны . .

Штриховой линией показаны уровни сигнала, необходимые для телефонной связи днем и ночью

отражением от поверхности земли (б) и отражением от ионосферы (в). Волны, распространяющиеся вдоль земной поверхности, называются поверхностными. Они состоят из прямой волны, огибающей поверхность земли, и полны, отраженной от земной поверхности. Волна отраженная от ионосферы, называется пространственной.

Земля обладает свойствами полупроводящей среды, причем величина потерь энергии в земле в очень сильной степени зависит от частоты проходящей волны и сопротивления почвы электрическому току. По мере роста частоты колебаний увеличиваются потери энергии в земле, которые хорошо заметны на более коротких волнах. На рис. 3.16 показана зависи.мость напряженности поля различных длин воли от расстояния от антенны. В данном случае антенна представляет собой и1тырь высотой 10 м, излучающий мощность 1 Вт. Из графика следует, что дальность радиосвязи днем на волне 300 м примерно равна 120 км, а на волне 200 м - SO км. Ночью уровень помех увеличивается, дальность связи уменьшается, поэтому требуется большая напряженность поля.

На затухание поверхностной волны большое влияние также оказывает характер почвы. Над поверхностью моря дальность свя-

зи обычно больше, чем над сушей. При прохождении радиоволн над каменистой или песчаной пустыней напряженность поля уменьшается, а если радиоволны распространяются вдоль равнины с влажной почвой, то напряженность поля увеличивается. На степень затухания пространственных волн оказывают влияние характер местности (равнина, среднепересеченная, лесной массив, гористая), время года и ряд других факторов.

Необходимо отметить, что на распространение радиоволн оказывают влияние все слои атмосферы: тропосфера (нижний, наиболее плотный слой атмосферы, верхняя граница которой находится на высоте 10... 12 км), стратосфера (высота 60... 80 км) и ионосфера (высоты свыите 60 км). Тропосфера влияет на дальность распространения волн УКВ диапазона, стратосфера - на сверхдлинные волны, а влияние ионосферы оказывается наиболее всеобъемлющим.

Ионосфера характеризуется малой плотностью газа и большой концентрацией электронов и ионов, образованных пз нейтральных молекул под действием солнечной радиации. Ионосфера состоит из нескольких слоев - D, Е, F, расположенных на различной высоте и имеющих различную концентрацию ионов (рис. 3.17). Наибольшая плотность ионов на высоте 300... 400 км, т. е. в слое F. Зимой и ночью, когда освещенность уменьшается, плотность ионов становится меньше и максимумы плотности слоев перемещаются выше. В различных точках земного шара в один и тот же момент освещенность разная, поэтому распределение ионизированных слоев по земному шару неравномерное и нерегулярное.

Степень ионизации зависит не только от времени года и времени суток. Она связана также с периодическими изменениями активности излучения солнца, которые наблюдаются каждые 11 лет и проявляются в виде темных пятен на солнце - очагов интенсивного излучения.

90...130км / 60...80 км

Рнс. 3.17. Слои ионосферы


Слой F - JnoujJ

ттттштт^




Радиоволна, проходя через ионосферу, частично отражается, а частично поглощается, но потери энергии в ионосфере значительно меньшие, чем вдоль поверхности земли. Количество отраженной энергии зависит от частоты излучения, атмосферных, географических факторов, а также от угла, под которым радиоволна подходит к ионизированному слою.

3.6. РАСПРОСТРАНЕНИЕ СВЕРХДЛИННЫХ И ДЛИННЫХ ВОЛН

Сверхдлинные волны СДВ охватывают диапазон ?.= 10.. 100км, а длинные ДВ л=1 ... 10 км. В значениях частоты это будут соответственно диапазоны: иа сверхдлинных /=3... 30 кГц; на длинных /=30... 300 кГц. Самые благоприятные условия для распро странения СДВ и ДВ создаются поверхностной волной, так как малы потери энергии в земной поверхности.

Вода морен и океанов, а также влажная почва являются для СДВ и ДВ хорошим проводником, поэтому при /=20... 30 км возможна связь с подводными лодками на глубине несколько десятков метров. Очень важным свойством волн этпх диапазонов является способность огибать земную поверхность и всякие препятствия (дифракция), что в значительной степени облегчает условия приема, например па гористой местности, и увеличивает дальность радиосвязи (рис. 3.18).

Вместе с тем волны СДВ и ДБ распространяются также н пространственной волной, так как электропроводимость ионосферы уже в нижних слоях D и Е для них достаточно велика. При передачах в дневное время отражение в основном происходит от слоя О, а в ночное -от слоя Е. На расстояния до 300 ...400 км СДВ н ДВ распространяются только поверхностной волной, на трассах до 700... ООО км энергия радиоволн переносится как пространственной, так и поверхностЕЮн во.лной, причем доля участия

обеих волн в этом процессе приблизительно одинакова. На очень большие расстояния, вплоть до 20 000 км, ионосферные волны распространяются как бы в гигантском волноводе, стенками которого являются нижние слои ионосферы, с одной стороны, и полупроводящая земная поверхность - с другой.

Проводящие свойства земной Рнс. 3.18. Явление днфракцнп для поверхности, а также слоев D и ПОЛИ различной длины С не СТОЛЬ сильно зависят от


внешних факторов, как верхние слои ионосферы, поэтому условия распространения СДВ и ДВ достаточно стабильные, что является важным преимуществом этих волн. Второе преимущество-дальность действия, однако для связи на большие расстояния требуются очень мощные передатчики (до мегаватт) и больших размеров антенны.

Существенным недостатком СДВ и ДВ является 11евозможиость их использования для передачи сигналов с широким спектром, на-при-мер частотно-модулированных, импульсных. Постоянство напряженности поля в пункте приема в любое время суток и года определило применение СДВ и ДВ в аварийной службе, при передаче точных сигналов времени, в дальней радионавигации.

3.7. РАСПРОСТРАНЕНИЕ СРЕДНИХ ВОЛН

Средние волны СВ занимают диапазон л= 100 ...1000 м {f = = 300...ЗООО кГц). В отличие от ДВ они больше поглощаются земной поверхностью и глубже нроипкают в ионосферу. Средние волны в дневное время, отражаясь от слоя Е, дважды проходят слой D, который часто называют дневным слоем, что приводит к больши.м потеря-М энертии. В ночное время, когда сюя D нет, условия распространения СВ ионосферными лучамн улучшаются, и тогда дальность приема увеличивается.

В дневные часы СВ являются только поверхностными и дальность распространения над сушен до 500 км, а ночью на значительных расстояниях от передатчика - lo нескольких тысяч кило- метров можно принимать и пространственные волны. На СВ значительно слабее, чем на DB, проявляется свойство дифракции, что также уменьшает дальность передачи.

На средних волнах в достаточном удалении от передатчика наблюдается яплеггие замирания сигнала, называе.мое ближним федингом. Суть этого явления заключается в том, что в какой-то точке приема поверхностная и пространственная волны интерферируют с переменным сдвигом по фазе, который образуется за счет различных расстояний, проходимых пространственной и поверхностной волпамп от передатчика до прпемипка. Длина лучен ионосферной волны меняется в слое Е, поэтому разность хода пространственной и поверхностных волн тоже принпмаст различные значения, и, когда она становится равной к/2 волны, складываясь в противофазе, компенсируют друг друга. Это явление замирания особенно ощутимо в коротковолновой части диапазона СВ. На средних волнах наблюдается еще явление дальнего фединга, при котором интерферируют две пространственные волны. Для устранения вредного явления замирания применяют следующие меры: одновре.менный прием на антенны, разнесенные на большие расстояния, повышение мощности излучения и др.



Средние волны применяются для радиовещания, радионавига дни и пеленгации, для связи на небольшие расстояния.

3.8. РАСПРОСТРАНЕНИЕ КОРОТКИХ ВОЛН

На коротких волнах KB (Х=10... 100 м, /=3...30 МГц) увеличиваются потери поверхностных волн, так как растет глубина их проникновения в землю и уменьшаются потери пространственных волн. Явление дифракции проявляется еще слабее, чем на СВ. Поэтому передача энергии на KB осуществляется в основном пространственной волной, которая может обеспечить дальность передачи на 10 ...20 тыс. км при сравнительно небольшой мощности передатчика, в то время как поверхностная волна может распространяться всего лишь на несколько десятков километров. Механизм распространения пространственной волны таков, что, попеременно отражаясь то от ионосферы, то от поверхности земли (рис. 3.19), волны могут приходить из точки А в точку Б, отразившись от ионосферы один раз /. дважды 2, трижды 3 или многократно 4.

При таком распространении волн возможны более частые замирания сигнала (дальний фединг), чем на СВ, и явления радиоэха. Радиоэхо - это многократный прием сигнала в результате одноразового или многоразового отражения его от ионосферы. Потери на пути следования таких пространственных волн небольшие, поэтому вторичная волна в месте приема может оказаться достаточно интенсивной и ухудшить связь для всех видов сигналов. Попадая на неровности земной поверхности, отраженные от ионосферы волны частично рассеиваются, и возможен случай, когда часть рассеиваемой энергии возвращается обратно к персдат-

оносфера



Рис. 3.19. Распространение прост-раиственной волны в KB диапазоне 88

Рис 3.20. Зона молчания

чику (эффект Кабанова). Энергия этих волн невелика, но иногда они используются в радиолокации для наблюдения за объектами, расположенными за линией горизонта.

Большим недостатком связи на KB является также наличие зоны молчания (рис. 3.20). В зоне молчания на достаточно близком расстоянии от передатчика сигнал не прослушивается, хотя на более дальнем расстоянии осуществляется нормальный прием. Зона молчания определяется границей, за которой прекращается действие поверхностной волны, и второй границей, за которой начинается прием пространственной волны. Связь посредством про-страпственной волны может быть неустойчива во всем диапазоне, поскольку плотность ионизированного слоя меняется. Коротковолновый передатчик должен иметь несколько рабочих частот, волну выбирают по специальным графикам, которые учитывают время суток, время года, солнечную активность и расстояние между кор-респопдентами. В дневное время применяются наиболее короткие-волны диапазона (10...25 м); для ночных передач па дальние расстояния используется более длинноволновая часть диапазона (40 ...100 м).

Перечисленные особенности распространения KB, среди которых главной является обеспечение связи на больших расстояниях при незначительной мощности передатчика, а также ншрокий диапазон частот позволяют использовать KB для дальнего радиовещания, дальней радиосвязи с самолетами и морскими судами и в-загоризонтной радиолокации.

3.9. РАСПРОСТРАНЕНИЕ УЛЬТРАКОРОТКИХ ВОЛН

Диапазон УКВ подразделяется на волны следующих поддиапазонов: метровые (Я=10... 1 м, f=30... 300 МГц), дециметровые-(Я,= 10... 1 дм, /=300...3000 МГц), сантиметровые (Я=10... 1 см, f=3...30 ГГц), миллиметровые (?v=10... I мм, f=30...300 ГГц) субмиллиметровые (Я=1...0,5 мм, f=300...6000 ГГц). По своим физическим свойствам УКВ приближаются к световым волнам, от не обладают дифракцией, поэтому устойчивая радиосвязь наблюдается в пределах прямой видимости {АВ, рис. 3.21).

Увеличить дальность действия УКВ можно, располагая передающую и приемную антенны по возможности выше, т. е. увеличивая hi и /i2 (рис. 3.21). Если hi и Аг измеряются в метрах, то расстояние предельной прямой видимости в километрах вычисляется Оо формуле

AB=.3,57{Vhi+Vh2).



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

© 2024 Constanta-Kazan.ru
Тел: 8(843)265-47-53, 8(843)265-47-52, Факс: 8(843)211-02-95