книги из ГПНТБ / Бородич, Сергей Владимирович. Радиорелейная связь учебник для техникумов связи
.pdf
С. в; БОРОДИЧ, В. П. МИНАШИН, А. В. СОКОЛОВ
РАДИОРЕЛЕЙНАЯ СВЯЗЬ
Допущено Министерством связи Союза ССР в качестве учебника для техникумов связи
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ ПО ВОПРОСАМ СВЯЗИ И РАДИО
МОСКВА 1960
1Н*Д"ЛыП^И* СССР__ I
& 0
П Р Е Д И С Л О В И Е
Настоящий учебник составлен в соответствии с программой по курсу «Радиорелейная связь» для электротехникумов связи, утверждённой Управлением учебными заведениями Министер ства связи СССР.
Курс «Радиорелейная связь» является новым, лишь недавно введённым в электротехникумах связи, а данная книга — пер вым учебником по этому курсу. При составлении учебника авто ры. использовали свой опыт разработки отечественной аппара туры радиорелейной связи, а также методический опыт, полу-' ченный ими при чтении лекций на курсах повышения квалифи кации работников связи.
В учебнике излагаются основные принципы радиорелейной связи, вопросы построения всего комплекса устройств, образую щих радиорелейную линию, основы расчёта радиорелейных ли ний, а также электрические характеристики каналов связи и методы их измерений.
Основное внимание уделяется системам радиорелейной связи с частотным уплотнением и частотной модуляцией как наиболее перспективным и получившим широкое практическое примене ние. Системы с временным уплотнением и импульсной модуля
цией рассматриваются кратко в объёме, необходимом для озна комления учащихся только с принципами их действия и основ ными особенностями построения аппаратуры.
Авторы стремились обобщить в данной книге обширный -51а-
о о |
( ' |
териал по теории и технике радиорелейной |
связи, содержащейся |
в ряде статей советских и зарубежных aiBTopoB, изложив его в сжатой, но, по возможности, доходчивой форме без применения сложных методов математического анализа. Вследствие этого некоторые теоретические вопросы рассмотрены в книге лишь с качественной стороны, а ряд расчётных формул приведён без вывода.
3
Читатели, имеющие достаточную математическую подготовку и желающие более подробно ознакомиться с рассматриваемыми вопросами, могут воспользоваться литературой, списки которой приведены в конце книги.
Материал книги был распределён между авторами следую щим образом’'.
Введение и главы 1, 2, 7, 8 написаны С. В. Бородичем; §§ 3.1, 3.2, 3.8, 3.9, 3.10, 3.11 главы 3, глава 4 — В. П. Минаши-
ным; глава 5 — С. В. Бородичем и В. П. Минашиным; §§ 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.12 главы 3, главы 6 и 9 и приложение — А. В. Соколовым; общая редакция книги — С. В. Бородича.
Все замечания и пожелания по данной книге авторы просят направлять в Связьиздат (Москва-центр, Чистопрудный буль
вар, 2).
Авторы
В В Е Д Е Н И Е
Радиорелейная связь на ультракоротких волнах является ещё очень молодой отраслью техники электрической связи. Освоение диапазона ультракоротких волн началось в двадцатых годах текущего столетия опытами, поставленными в ряде стран, по установлению связи на укв и изучению распространения этих волн.
Больших успехов в изучении распространения укв добились советские учёные Б. А. Введенский, А. Г. Аренберг и другие. Ими были экспериментально установлены и теоретически обос нованы первые количественные соотношения теории распростра нения укв.
В тридцатых годах во многих странах началось практическое применение укв для связи и создание первых опытных линий.
ВСССР в 1932—1934 гг. была разработана приёмно-пере дающая аппаратура, работающая на метровых волнах, и соз даны опытные линии связи Москва—Кашира и Москва—Но гинск.
ВАнглии в 1932 г. была построена линия связи между пунк
тами Кардифф и Вестон (21 км), работавшая на волне около 5 л*
иобеспечивавшая связь по одному телефонному каналу.
В1934 г. появились первые многоканальные укв линии связно в Англии — линия через Северный канал (62,5 км) на 6 теле фонных каналов, работавшая на волнах 4-ь 5 л, и в Италии — линия Милан—Кампо-дель-Фиори (50 км) на 7 телефонных ка налов, работавшая на волнах около 85 см.
Аналогичные линии были построены в 1936 г. в Японии через
пролив Цугару (61 км) на |
6 телефонных каналов и в 1937 г. |
|
в Англии |
между Ирландией |
и Шотландией (Белфаст—Стран- |
рир — 56 |
км) на 9 телефонных каналов. |
|
Все эти линии не были ещё радиорелейными, поскольку они обеспечивали прямую связь между двумя пунктами без ретранс ляции сигнала.
Первая радиорелейная линия связи была построена в 1935 г. между Нью-Йорком и Филадельфией (США). Она имела про тяжённость 146 км и состояла из двух оконечных и двух про межуточных станций, работавших на волнах длиной около 3 м. Связь обеспечивалась по 5 телеграфным и 2 фототелеграфным каналам.
5
Характерной особенностью первых укв многоканальных ли ний связи являлось применение способа частотного уплотнения
иамплитудной модуляции несущих колебаний.
Вконце тридцатых годов начались работы по созданию ши рокополосных линий для передачи телевизионных сигналов. Первая опытная линия для этой цели была построена в конце
1939 г. в США между пунктами Хоппаж и Риверхед 150 км) с одной ретрансляцией. Линия работала на волнах длиной около
70 см и обеспечивала |
видеоканал-с шириной полосы около |
||
3,5 Мгц. В аппаратуре была |
применена частотная модуляция. |
||
В годы второй мировой |
войны радиорелейная связь приме |
||
нялась в армиях Германии и США. |
В Германии было разрабо |
||
тано несколько типов |
передвижной |
радиорелейной аппаратуры |
|
с частотным уплотнением и частотной модуляцией, работавшей
на |
дециметровых волнах. Эта аппаратура обеспечивала связь |
на войсковых линиях с числом телефонных каналов до 9. |
|
во |
Быстрое развитие техники сверхвысоких частот, начавшееся |
время второй мировой войны в сзязи с широким примене |
|
нием радиолокации создало необходимые условия для техниче ского совершенствования и развития радиорелейной связи. Если до этого времени радиорелейные линии применялись только там, где прокладка проводных линий была не экономичной, и если сами радиорелейные линии были ещё технически не совершен ными и не могли конкурировать по своим показателям с провод ными линиями, то уже примерно с 1945 г. сначала в США и несколько позже во Франции и Англии началась разработка более совершенных типов радиорелейной аппаратуры, а затем и строительство многоканальных радиорелейных линий, успешно конкурирующих с воздушными линиями связи.
Были освоены диапазоны дециметровых и сантиметровых волн и новые виды широкополосной модуляции.
На базе развития импульсной техники в радиолокации были разработаны новые методы и м п у л ь с н о й м о д у л я ц и и и способ вре менного уплотнения радиорелейных линий. Применение импульс ной модуляции для радиорелейной связи, как казалось в то вре мя, сулило большие преимущества, и некоторое время развитие радиорелейной связи шло по этому пути.
Однако вскоре выяснилось, что с помощью временного уплот нения можно получить лишь сравнительно небольшое число ка налов, вследствие чего радиорелейные линии с временным уплот нением по пропускной способности значительно уступали ка бельным линиям с частотным уплотнением.
В то же время, благодаря успехам техники сверхвысоких час тот, созданию новых ламп, остронаправленных антенн, совер шенствованию техники частотной модуляции, удалось создать радиорелейные линии с частотным уплотнением и частотной мо дуляцией, не уступающие по всем показателям даже наиболее совершенным коаксиальным кабельным линиям.
6
Первой такой линией явилась так называемая трансконти нентальная радиорелейная линия ТД-2 Нью-Йорк—Сан-Фран циско протяжённостью около 4700 км, пущенная в эксплуатацию в конце 1951 г. На этой линии установлено 6 высокочастотных стволов (т. е. 6 параллельных линий, использующих общие ан тенны), по каждому из которых можно передавать телевизион ные сигналы или несколько сот телефонных разговоров. Боль шинство промежуточных станций автоматизировано и работает без обслуживающего персонала.
Несколько позже аналогичная и даже ещё более совершен ная аппаратура для радиорелейных линий была разработана во Франции, Англци и Японии.
Область применения радиорелейных линий расширилась, благодаря их преимуществам перед кабельными линиями. В на стоящее время радиорелейные линии применяются для между городной телефонной связи, обмена телевизионными програм мами, а также для производственной и служебной связи различ ного вида, дистанционного автоматического управления на же лезнодорожном транспорте, газопроводах, нефтепроводах и т. д.
Впоследние годы начались исследования нового вида радио релейной связи, использующего дальнее тропосферное распро странение ультракоротких волн.
ВСССР применение радиорелейной связи началось после окончания Великой Отечественной войны. Создано уже несколь ко типов отечественной радиорелейной аппаратуры и ведётся разработка более совершенной аппаратуры для магистральных линий с большой пропускной способностью. Ведётся строитель ство новых многоканальных и телевизионных радиорелейных ли ний. В соответствии с Контрольными цифрами развития народ ного хозяйства СССР, принятыми XXI съездом КПСС, общая протяжённость этих линий должна возрасти в 1959—1965 гг. примерно, в 8,4 раза.
Очевидно, что благодаря существенным преимуществам ра диорелейных линий перед другими видами связи следует ожи дать в ближайшие годы ещё более широкого развития радиоре
лейной связи в нашей стране. Такое развитие невозможно без подготовки специалистов в области радиорелейной связи. Этой цели и должен служить курс «Радиорелейная связь».
Основная задача курса заключается в изучении принципов радиорелейной связи, устройства аппаратуры, основ расчёта, проектирования и технической эксплуатации радиорелейных линий.
В отличие от других специальных курсов содержание курса «Радиорелейная связь довольно многообразно, что определяет ся многообразием различных устройств, входящих в состав ра диорелейной линии: передатчики, приёмники, антенны и фидеры, аппаратура уплотнения, устройства автоматики, электропитания, служебной связи, контрольно-измерительная аппаратура. В со
держание курса входят также вопросы распространения ультра коротких волн и ряд теоретических вопросов,, составляющих основы расчёта и проектирования радиорелейных линий. Кроме того, в курсе изучаются основные электрические характеристики каналов радиорелейной линии, существующие на них нормы и методы измерений этих характеристик и основных параметров аппаратуры. Изложение курса основывается на знании учащи мися общетехнических (математика) и специальных (радио техника, приёмные устройства, передающие устройства, электро вакуумные приборы) дисциплин.
Вданной книге материал расположен в следующем порядке.
Вглаве 1 даются общие понятия о принципе радиорелейной связи, построении радиорелейных линий, их преимуществах и недостатках и области применения. Эта глава вводит читателя
вкруг излагаемых в книге вопросов.
Вглаве 2 рассматриваются способы уплотнения радиорелей ных линий и устройство аппаратуры уплотнения. Хотя аппара тура уплотнения может и не относиться к оборудованию собст венно радиорелейной линии, тем не менее способ уплотнения оп ределяет устройство радиоаппаратуры и для правильного пони мания работы линии, а также требований, предъявляемых к ра диоаппаратуре, необходимо знать способы уплотнения и Прин ципы построения аппаратуры уплотнения.
Главы 3 и 4 посвящены высокочастотному оборудованию ра
диорелейных линий, т. е. приёмно-передающей радиоаппаратуре
иантенно-фидерным устройствам.
Вглаве 5 рассматриваются особенности распространения ультракоротких волн, расчёт и выбор трасс радиорелейных ли ний.
Вглаве 6 описываются системы служебной связи, электро питание и устройства автоматического резервирования, т. е. всё вспомогательное оборудование радиорелейных линий.
Вглаве 7 даются понятия об основных электрических харак теристиках каналов связи и приводятся международные реко мендации на эти характеристики. Знание этих характеристик и норм необходимо для правильного проектирования и эксплуа тации линий.
Глава 8 посвящена некоторым вопросам теории радиорелей
ных линий с частотным уплотнением. В ней даются основы рас чёта всех видов шумов в каналах и выбора основных парамет ров аппаратуры.
В главе 9 описываются методы профилактических и эксплуа тационных измерений характеристик каналов и основных пара метров аппаратуры.