Материал: Современные технологии передачи и обработки данных. Никитин Л.Н
несколько раз Землю в том же направлении, что и прямой луч (прямое эхо). Запаздывание эхо-сигнала может достигать 1,3 с.
Интенсивность прямого сигнала обычно на 10—40 дБ превышает уровень эхо-сигнала, однако влияние последних усиливается замираниями. В условиях замираний эхо-сигналы вызывают сильные переменные преобладания, слияние и удвоение числа элементарных посылок, а иногда и повторение целых кодограмм, что существенно снижает помехоустойчивость и достоверность приема при данной пропускной способности.
Рис. 1.4. Метод борьбы с эхо-сигналом
Экспериментально установлено, что прямое кругосветное эхо практически не возникает при использовании для связи рабочих частот вне диапазона 12—15 МГц (особенно в ночные часы летом). Возникновение обратного кругосветного эха исключается выбором рабочих частот вне диапазона 15—25 МГц (особенно в дневное время осенью, зимой и весной) и применением направленных антенн.
26
2.СИСТЕМЫ РАДИОСВЯЗИ
2.1.Особенности коротковолновой радиосвязи
Короткие волны занимают частотный диапазон от 3 до 30 МГц ( =100—10 м). Основное свойство их состоит в том, что они слабо поглощаются нижними слоями ионосферы (слоем Д, Е) и хорошо отражаются от ее верхних слоев, находящихся на высоте 300—500 км. Это свойство коротких волн позволяет получить прямую связь с любой точкой земного шара при относительно небольших мощностях передатчика. Отсюда следует и второе преимущество систем коротковолновой радиосвязи — малая стоимость канала связи по сравнению с другими системами дальней радиосвязи, требующими промежуточные ретрансляционные пункты. Достоинства коротких волн послужили основанием для их широкого использования в радиосвязи.
Однако короткие волны имеют и ряд недостатков, которые следует учитывать при проектировании систем KB радиосвязи.
Один из недостатков состоит в существенных колебаниях мощности принимаемого сигнала в зависимости от времени суток и года, активности Солнца и географического местоположения линии радиосвязи.
В числе других недостатков следует отметить многолучевое распространение радиоволн, вызывающее замирания сигналов на входе приемника, а также непостоянный уровень помех, претерпевающий суточные и сезонные изменения и зависящий от географического положения радиоприемного устройства.
К перечисленным недостаткам можно отнести еще один косвенный недостаток — большая загруженность коротковолнового диапазона действующими радиостанциями, что приводит к появлению взаимных помех между ними, а следовательно, влияет на надежность ведения связи.
Рассмотрим, какие меры следует принимать в системах KB радиосвязи для борьбы с указанными недостатками.
Для борьбы с колебаниями мощности принимаемого сигнала можно использовать запас мощности передатчика. Однако, поскольку
27
затраты на передающие устройства сильно возрастают с увеличением мощности, то общую стоимость системы KB радиосвязи можно снизить путем применения высокочувствительного приемника с автоматической регулировкой усиления. Так как условия прохождения радиоволн существенно зависят от времени суток и сезона, что влияет на уровень мощности принимаемого сигнала, то необходимо иметь значительный запас рабочих частот, варьируя которыми можно было бы поддерживать непрерывную устойчивую радиосвязь. Выбор оптимальных рабочих частот изложен в документах МККР. Для формирования же большого количества рабочих частот следует применять специальные возбудители (гетеродины) с диапазонно-кварцевой стабилизацией частоты.
Для борьбы с замираниями сигналов на входе приемника можно использовать один из способов разнесенного приема или другой метод борьбы с замираниями.
Для борьбы с изменяющимся уровнем помех можно использовать адаптивные системы радиосвязи, помехоустойчивые методы приема и обработки сигналов.
Что касается борьбы со взаимными помехами, вследствие перегруженности КВ диапазона, то здесь также следует применять ряд мер, которые были бы направлены на максимальную экономию частотного диапазона. Поэтому нужно отдавать предпочтение методам передачи, которые требуют меньшей полосы частот. Необходимо принимать меры к подавлению бесполезных и побочных излучений. Этого можно добиться путем уменьшения мощности передатчика при хорошем прохождении радиоволн, а также путем подавления на выходе передатчика гармоник и комбинационных составляющих. Кроме того, системы KB радиосвязи должны иметь высокую стабильность частоты передатчика и гетеродина приемника для более рационального использования отведенного им диапазона рабочих частот.
28
2.2. Сигналы, используемые в системах коротковолновой радиосвязи
В системах KB радиосвязи могут использоваться как дискретные, так и непрерывные сигналы. Однако, учитывая относительно небольшую частотную емкость коротковолнового диапазона, с целью наиболее рационального его использования следует применять сигналы и виды модуляции, требующие наименьшую затрату полосы частот.
Ниже рассматриваются телеграфные и телефонные сигналы, их свойства и требования к аппаратуре KB радиосвязи, в которой используются эти сигналы.
Дискретные сигналы
Амплитудное телеграфирование (AТ). Этот вид передачи до сих пор широко применяется в системах коротковолновой связи. AT, как правило, ведется кодом Морзе, при этом допускаются изменения скорости телеграфирования. Приемник сигналов AT должен иметь преобразователь, обеспечивающий перенос частоты заполнения манипулированного сигнала в область звуковых частот. Прием сигналов AT может осуществляться при значительном уровне помех.
Тональное телеграфирование. В этом случае для передачи телеграфных сигналов применяются обычные однополосные передатчики и приемники, работающие совместно с аппаратурой тонального телеграфирования. Метод тонального телеграфирования достаточно гибок в отношении числа телеграфных каналов и скорости телеграфирования, однако требует высокую стабильность частоты передатчика и гетеродина приемника, а также малый коэффициент нелинейных искажений. Этот метод является самым выгодным с точки зрения использования спектра частот и стоимости аппаратуры на один канал.
Частотное телеграфирование. Метод ЧТ отличается хорошим использованием полосы частот и мощности. Передатчик и приемник требуют специальных устройств для модуляции и демодуляции. Приемник ЧТ на входе частотного детектора имеет ограничитель, благодаря чему сигналы менее подвержены помехам при замираниях
29
ималых отношениях сигнала к шуму. Это позволило осуществить автоматический прием сигналов на регистрирующую аппаратуру. Для реализации ЧТ необходима высокая стабильность частот передатчика
игетеродина приемника.
Двойное частотное телеграфирование. При ДЧТ используются четыре значения частоты, каждая из которых соответствует определенному положению телеграфных аппаратов двух независимых корреспондентов. При этом для обоих передаваемых сообщений используется полная мощность передатчика. Однако в отличие от ЧТ этот метод требует расширения полосы частот в два раза, что ухудшает на приемном конце отношение сигнала к шуму примерно на 3 дБ. Передатчик должен иметь специальный шифратор, а приемник — дешифратор сигналов ДЧТ.
Относительное фазовое телеграфирование. Этот метод является весьма перспективным, так как он позволяет реализовать преимущества частотного телеграфирования при полосе частот сигнала практически такой же, как и при амплитудном телеграфировании. Передатчик и приемник сигналов ОФТ должны иметь специальные устройства модуляции и демодуляции сигналов. Для этого метода работы необходима высокая стабильность частоты передатчика и гетеродина приемника или автономная система автоподстройки частоты на приемной стороне.
Непрерывные сигналы
Амплитудная модуляция (А3). Этот старейший метод применяется в диапазоне KB лишь для радиовещания. Он позволяет применить простейшие передатчики и приемники, но не позволяет эффективно использовать мощность передатчика и полосу частот. Поэтому в последние годы этот вид модуляции заменяется однополосной модуляцией.
Однополосная модуляция с одной боковой полосой (А3Н). Это единственный вид управления колебаниями, при котором ширина спектра радиосигнала равна ширине спектра речевого сигнала, что позволяет весьма экономно использовать диапазон частот, отводимый для связи. Передатчик должен содержать специальные
30