Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Оптимальная рабочая частота (ОРЧ) обычно берется приблизительно на 15аз ниже максимально применимой. В данном примере оптимальной будет частота около 8,4 МГц. Зная же угол, падения б, ~можно определить требуемые углы возвышения 6 главных лепестков диаграмм~и ~направленности передающей и пркни~мающей антенн и выбрать типы антевн. В нашем примере треугольник АВВ оказался равнобедренным, и углы ~подъема диаграмм напра~вленпости антенн должен быть по 45'. Конечна,,подобное упрощенное построение, не учитывающее кривизны земной поверхности, допустимо для трасс относительно ~небольшой кротяженпости (сотни километров).
Выбрав раба сую частоту (т. е. длину рабочей волны) и типы антенн, не- обходимо далее определить мощность радиопередатчика (точпее, ~мощность излучения передающей антенны). Выполняется такой расчет на оонове метода, разработа~вного А. Н. Казанцевым. Сказанное нами о выборе частоты, направленности и мощности откосилось к какому-то ~часу суток е кзкое-то время года. Но .в течение суток критическая частота изменяется; вместе с ией изменяются значения макскмалкно применимой, а следователыно, и оптимальной часготы.
Для примера на рис. 7.18,б изображено изменение оптимальной рабочей частоты (ОРЧ) в течение осенних суток для трассы ~длиной около 1500 кы. Заштрихованная площадь дает указания о выборе д~невлой ДРЧ (более высокой) и ночной НРЧ (более низкой) рабочих частот, по возможности приближающихся к оптимальным. Тзковы самые элементарные предстаеления об организации КВ связи с коносферными волнами.
В дополнение к расчетным методам оп~ределения рабочих частот,пля заданных трасс — методам, основанным на материалах вцртикальвого зокдирования ионосферы, применяется также метод практических измесений. Непосредственные измерения основаны на эффекте в аз е р а т н онаклонного от~ражения пространственных волн п~ри их падении на земную, поверхность. Неровности, хотя бы и малые, дают рассеянные отражения (рис. 7.19).
Ес- Рис. 7.19. Принцип возвратно-наклонного зондирования ли в пункте А передачи уста~навили также |приемник и если этот приеынкн обнаруживает волны, онраженные от земной поееркностл в пункте В, то можно утверждать, 'что имеется прохождение и прямых оипналов по трассе АВ. Тот фавст, что ~рассеянное онражение происходит именно в нужном пункте В, устава~вливается по сггсчеву времени прохожаения прямого и отраженного сигналов.
Возвратно.навслоиное зовдцроваиие,радяограсс практикуется довольно широко с применением опекиального оборудования. 141 7.6. РАСПРОСТРАНЕНИЕ УЛЬТРАКОРОТКИХ ВОЛН Рис. 7.20. Ра диорелейная линия с прямой видимостью между антеннами 142 На УКВ достигаются большие возможности в техвнке радиосвязи и радиовещания. Телевидение, Радиолокация, ближняя радионавигация осуществимы только на .УКВ благодаря широкой полосе пропуакания радиолиннй и высокой направленности антенн.
В течение десятилетий применение УКВ огранвчивалось требава~ивом прямой (геометрической) видимости между антеннами передающей и приеинойстанций, которое вытекает из прямолинейности распространения основного потока энергии этих волн, Действительно, дифраютия вокруг больших преград почти несвойственна УКВ, а,потому они практически не огибают выпуклость земной поверхности. В ионосфере же ве может быть достигнута та~кап степень ионизации, которая была бы достаточной для нормального отражения УКВ (исключение может быть в годы высокой солнечной акпнвностн для нижней части метоового диапазона — примерно 7 — !О и).
Именно поэтому УК~В первоначально применялись для ближних наземных связей, для местного радиовещания и телевизионного вещания и для связей самолетов в воздухе. Но наука нашла пути к разрешению противоречия между потребностью в широкой полосе пронускания и ограниченной дальностью првмой видимости. Была разработвна,р адно,рел е йл а я се я з ь, для которой характерно размещецие вдоль ряда промежуточных (ретрансляционных) станций на интервалах прямой видимости между соседними антенна~ми (рис. 7.20).
Промежуточная станпия радиорелейной линии, прннвмая сигналы, приходящие с одного направления, автоматически переизлучает (ретранслирует) нх в другом направлении ва ~иной волне; таким образом, сигнал «по цепочке» передается от первой оконечной станции ко второй. Одвовфеменно по той же линии передаются сигналы от второй оконечной станции к первой. Больше того, одно и то же антенное устройство может служить н для передачи, и для приема скгналон а одном напРавленин, если эти сигналы имеют, вапрвмер,,разную поляризацию (горизонтальную и вертикальную). Именно поэтому на каждой башне (мачте) на рис. 7.20 мы видим лишь по две (а не по четыре) параболические а~нтенны — для обмена с двумя соседними станциями.
Радиорелейные линии уплотняются десятками н даже сотнями каналов, т. е. при телефонной связи, могут одновременно .разговаривать большое количество абонентов. На мрупных линиях имеется до тысячи ~и более каналов. Широкие полосы пропуокания аппаратуры УКВ позволяют передавать по радиорелейным линиям не только телефонные сообщения,|но и телевизионные прогчаммы между, разными городамн и разными странами.
Если УКВ распространяются в прн. земном слое воздуха, по они могут испытывать поглощение, ослабляющее напряженность ноля по сравнению с полем при распуоспранении в безвоздушном пространстве. Причиной поглощения энергии радиоволн могут явиться капли воды в виде дождя или тумана. Правда, практически заметным это поглощение становится только на волнах короче 3 слп Физически процесс поглощения в каплях воды можно представить кан,результат наведения ~в ~них токов смещения, плогность,которых пропорциональна частоте.
Кроме того, граница дождевой полосы или облака как среды с иныни парамепрами (для воды проницаемость е, 80) создает отражение и рассеяние очень коротмих волн. Линия связи на волне 2 см во,вреия атмосферных осадков ста|нонится неустойчивой. На волнах миллиметрового диапазона наблюдается значительное поглощение в молекулах водяных паров и затем в молекулах кислорода. Учитывая эти свойства, для радиопередачи вдоль земной поверхности используют волны не короче 3 см.
Напри. мер, телевизионные передачи ведутся на метровых, а в последнее время на децк. метровых волнах. Радиорелейные линии работают преимущественно на волнах 3 †'10 ом, а также на дециметровых волнах. Связь же между полвижныии неземными объектами (автомобильный я железнодорожный транспорт) осуществляется в основном на ~волнах метрового диапазона. Требование прямой (геометрической) видимости между антея~нами корреспондирующих радиостанций УКВ заставляет располагать антенны,по возможности выше.
В стационарных сооружениях для подъема антенн УКВ служат специальные опары — либо башни, либо мачты. Если представить земную поверхность идеально шарообразной н гладкой (рис. 7.2!) и принять высоту Антенны важнейших радиорелейных линий размещаются на башнях высотой да 100 и. Еще выше поднимаются антенны телевизионных передатчиков, задача которых — обслужить па возможности широко окружающую местность.
Всем известно, что высота Останкинской телевизионной башни составляет 525 м (самое высокое здание в мире). Связь на УКВ при наличии прямой пядниости между антеннами характери- зуется возиожностью однолреиенното воздействия на приемник не только прямой волны, но и волны, отражаемой ат земной поверхности. На,рис. 7.22,п па- а! Рис. 7 2! Предельное расстояние прямой видимости между антеннами подъема одной антенны й, (в метрах), а другой йт (в метрах), та предельное расстояние прямой видимости Н (в километрах) вычнслится так: И= 3,57 ()/йт+ ~/Гэ).
(7.10) Так, если абе антенны поднять на высоту йт=й»=25 м, то расстояние прямой видимости будет не более =35,7 ки. Но энергия,'получаемая принимающей антенной ат передающей, распространяется ~в некоторой зоне, которая охватывает штриховую ~прямую, показанную на,рис. 7.21 (в физике эта зона называется первой зоной Френеля). Значит, желательно, чтобы ~между верхней точкой препрады н прямой линией, соединяющей антенны, был «просвет» хотя бы в несколько метров. Рис.
7.22. Взаимодействие прямой и от- раженной волн в пункте приема: и — геометрическое построение лучей; б — зависимость результирующего по- ля ат высоты передающей антенны казаны передающая антенна на высоте д~ и .приемная антенна на высоте йа. Луч прямой волны соединяет антенны А, и Ат. Луч отраженной волны легко построить, соединив <зеркальное отражение» передающей антенны А'1 прямой линней с приемной антенной А» Это дает точку отражения на земной поверхности, в которой углы падения и отражения Ь равны между собой. Длина непрямого луча г, меньше дли.
ны отражаемого луча гт. Поэтому в точку Ат волны по этим двум путям приходят, вообще говоря, в разных фазах. Разность фаз зависит от разности хода (гз — г,) и от длины волны. При заданной длине волны разность хода изменяется с изменением высот антенн и 143 Расстояния между иямн. Если любую из этих трех, величин изменять плавно, то сдвиг фаз будет перяодичаскл меняться от 0 до 180', вновь ло нуля и т.
д. Следовательно, напряженность поля Ез~палучит периодические изменения, как показа~но для ~прнмера на рис. 7.22,б. Это свойство, опнрытое Б. В. Введенсккм, означает практически следующее: есля линия ~радиосвязи выполнена правильно и отдельно взятый луч г, обеспечивает по,расчету уверенную связь, а фактически связь опсутствует или оказывается неуверенной, то небольшим изменением одной из указанных ~велнчии (йн Ьз, г( или Л),можно достигнуть хорошего, результата. Эффект интерференции прямого и о"праженного лучей может наблюдаться и при таком, расстоянии Ы, которое не допускает,пренебрежения выпуклостью Земли. С другой стороны, при отражении может поглощаться кли рассенваться значительная часть энергии луча гз, поэтому даже при сдвиге фаз в !80' результирующее,пале не будет .равно нулю.
На зтам замаячим краткие сведения о «приземпам» распространении УКВ при усланни прямой видимости между корреспондирующими антеннами. На МВ, которые способны более успешно огибать неболыние при рады на земной поверхности, чем ДВ, можно поддерживать связь и в отсутствие прямой видимости. Такая связь, называемая часто «низовой» связью, широко распространена и среди радиолюбителей, в частности для спортивной «охоты на лис». Дальности ~ивневой заяви на МВ обычно исчисляются километрами, реже — немногнми десятками километров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
