Материал: Современные технологии передачи и обработки данных. Никитин Л.Н
устройства формирования однополосного сигнала. Приемник должен иметь устройство восстановления несущей частоты с высокой точностью.
Однополосная модуляция с двумя независимыми боковыми полосами и частично подавленной несущей (А3А). В этом случае вокруг остатка несущего колебания передаются две независимые боковые полосы: нижняя (НБП) и верхняя (ВБП). Остаток несущей (пилотсигнал) является опорным, для обоих каналов. По сравнению с амплитудной модуляцией однополосная модуляция с двумя независимыми боковыми полосами занимает полосу для каждого канала в два раза уже, что позволяет получить энергетический выигрыш по мощности примерно 9 дБ. Кроме того, при этом виде работы селективные замирания сказываются меньше. Для приема таких сигналов требуется устройство выделения пилот-сигнала, который в дальнейшем используется либо как восстановленная несущая, либо в качестве опорного колебания для автоматической подстройки частоты гетеродина и автоматической регулировки усиления приемника.
Однополосная модуляция с двумя независимыми боковыми полосами и полностью подавленной несущей (А3В). Этот вид работы требует автономного восстановления несущей на приемной стороне с точностью от 3 до 100 Гц, в зависимости от конкретных требований. При использовании возбудителей (гетеродинов) с диапазоннокварцевой стабилизацией частоты требования поддержания такой стабильности выполнимы, что позволяет обойтись без системы автоподстройки. Борьба с замираниями может осуществляться автоматической регулировкой усиления канала связи. Однополосная модуляция с полным подавлением несущей используется для передачи обычных телефонных разговоров или для передачи данных с постоянной скоростью.
31
3.СИСТЕМЫ УЛЬТРАКОРОТКОВОЛНОВОЙ РАДИОСВЯЗИ
3.1.Общие сведения
Бурное развитие теории и техники сверхвысоких и ряда других наук позволило создать принципиально новые системы дальней радиосвязи, обеспечивающие многоканальную связь с труднодоступными районами и с подвижными объектами. Для работы этих систем используется диапазон УКВ (30МГц 30ГГц), где относительно легко реализуется высокая помехоустойчивость и большая пропускная способность канала связи. Однако прямолинейный характер распространения ультракоротких волн требует применения промежуточных ретрансляционных или так называемых релейных станций, позволяющих наращивать необходимую длину линии радиосвязи. Поэтому практически все современные системы УКВ радиосвязи относятся к классу радиорелейных. Исключением служат лишь некоторые маломощные радиостанции УКВ диапазона, обеспечивающие оперативную (низовую) связь.
Системы УКВ радиосвязи разделяются на два вида:
-системы, использующие для связи прямую волну;
-системы, использующие для связи волны, рассеянные от неоднородностей тропосферы или ионосферы, а также волны отраженные от каких-либо предметов.
Системы первого вида требуют наличия прямой (квазиоптической) видимости между антеннами двух станций или ретрансляторов. В этих системах используются активные ретрансляторы на Земле и в Космосе (на искусственных спутниках Земли, космических кораблях и т.п.).
В системах второго вида используются волны, рассеяные неоднородностями тропосферы и ионосферы, от следов сгоревших метеоритов, от металлизированной поверхности спутников Земли и др.
В соответствии с изложенным выше все средства УКВ радиосвязи можно подразделить на радиостанции прямой видимости, радиорелейные линии связи прямой видимости, тропосферные линии связи, ионосферные линии связи и спутниковые линии связи.
32
На интервалах радиостанций прямой видимости и радиорелейных линий связи (рис. 3.1) должна соблюдаться квазиоптическая видимость антенн соседних станций. Для увеличения интервала антенны могут устанавливаться на специальные опоры или на возвышенных местах. Протяженность интервала в этом случае обычно не превышает нескольких десятков километров.
В тропосферных линиях связи (рис. 3.2) в качестве рассеивающих участков радиоволн используются слои тропосферы, расположенные от нескольких сотен метров до десятков километров над Землей и «видимые» одновременно из точек расположения двух соседних станций. Протяженность интервала между станциями при этом составляет несколько сотен километров.
Рис. 3.1
В ионосферных линиях связи используются слои рассеивания радиоволн на высотах порядка 70—100 км, поэтому интервал между соседними станциями здесь возрастает до полутора-двух тысяч километров.
Рис. 3.2
Спутниковые линии связи (рис. 3.3) в зависимости от высоты полета спутника могут обеспечить дальность связи, измеряемую многими тысячами километров.
33
Рис. 3.3
Системы УКВ радиосвязи обладают рядом характерных достоинств. К ним относятся: высокое качество связи, относительная дешевизна каналокилометра связи по сравнению с проводными системами связи, возможность связи в труднодоступных районах и т. п. Но не следует думать, что системы дальней УКВ радиосвязи будут вытеснять кабельные линии связи. Напротив, они будут дополнять последние, образуя с ними гибкий комплекс разветвленной сети связи внутри нашей страны и с зарубежными странами.
Однако для сопряжения систем дальней УКВ радиосвязи с системами дальней проводной связи необходимо решить ряд проблем.
Основной проблемой техники дальней связи является обеспечение необходимого числа каналов на заданную дальность при требуемом качестве связи, оцениваемом отношением сигнал/помеха на выходе телефонного канала.
Эта проблема выдвигает перед системами дальней связи следующие требования:
-основным каналом должен быть дуплексный канал ТЧ с полосой 0,3—3,4 кГц;
-требуемое число каналов связи должна обеспечивать типовая каналообразующая аппаратура путем наращивания каналов ТЧ;
-электрические характеристики каналообразующей аппаратуры должны быть унифицированы, что позволит решить вопрос
34
сопряжения любых каналов связи, а следовательно, строить линии связи большой протяженности;
-величина остаточного затухания должна быть стабильной, что необходимо для осуществления вторичного уплотнения и исключения самовозбуждения канала ТЧ связи;
-надежность системы связи должна быть высокой.
В настоящее время эти требования учитываются при создании систем связи различного назначения.
3.2. Системы тропосферной связи
Построению систем тропосферной связи уделяется большое внимание в России и за рубежом. Общая протяженность тропосферных линий связи в настоящее время составляет сотни тысяч километров.
Первая система тропосферной связи для передачи телевизионных программ из Ленинграда в Петрозаводск на расстояние 300 км была построена в 1963 году под руководством М. П. Долуханова, Г. А. Зейтленка, А. М. Захарова и др.
В системах тропосферной связи используется явление дальнего распространения ультракоротких волн, суть которого состоит в следующем.
Известно, что причиной преломления (рефракции) УКВ является неоднородность молекулярной структуры тропосферы, простирающейся до высот 12—15 км от поверхности Земли. Показатель преломления воздуха зависит от давления, температуры и влажности, которые на разных высотах имеют различное значение.
Нормальному (среднему) состоянию тропосферы свойственно уменьшение показателя преломления с высотой. В этих условиях траектория распространения радиоволн теряет свою прямолинейность, приобретает выпуклость, обращенную вверх, т. е. огибает земную поверхность. Эта нормальная рефракция эквивалентна некоторому уменьшению выпуклости земного шара, благодаря чему становится возможным прием УКВ за линией горизонта. Однако дальность связи за счет нормальной рефракции по сравнению с дальностью прямой видимости возрастает незначительно. Вследствие
35