3. Перешкоди радіозвязку

В даному перегляді систем звязку на перший план висувається проблема їх перешкодозахищеності. Тому доцільно зразу вказати причини, які викликають перешкоди. Зробимо це на прикладі радіозвязку, так як із всіх видів звязку він найбільш перешкодовразливий.

Перешкодами називаються посторонні електромагнітні збурення, які накладаються на сигнали, що передаються, і заважають їх правильному прийому.

По формі напруги перешкоди бувають синусоїдні, імпульсні і хаотичні.

Синусоїдні перешкоди утворюються генераторами синусоїдних сигналів, що використовуються в різних галузях народного господарства. Джерелом таких перешкод, наприклад, може бути медична апаратура, яка використовується для діатермії, індуктотермії і УВЧ-терапії, промислова апаратура для плавлення металу, сушки деревини і підігрівання прес-порошку.

Імпульсні перешкоди утворюються внаслідок електричних іскор, особливо, що утворюються при дії систем запалення двигунів внутрішнього згорання, при електрозварюванні.

Хаотичні перешкоди утворюються внаслідок підвищеної температури елементів схеми, в яких тепло викликає сильний хаотичний рух електричних зарядів, тобто вносить зміни в падінні напруги.

По виду заважаючої дії перешкоди ділять на адитивні, тобто які складаються з сигналом, і мультиплікативні, тобто які змінюють коефіцієнт передачі каналу. Останнє еквівалентне зміні множника сигналу.

По походженні (джерелах) адитивні перешкоди можна розділити на наступні групи.

Перешкоди від сусідніх радіоканалів. Причиною перешкод може бути деяке взаємне перекриття частотних спектрів, що випромінюються радіостанціями, частоти яких розміщенні в безпосередній близості одна від одної. Крім того, накладання програм (спектрів) може виникнути при перекритті спектра сприймаючої станції другою гармонікою спектра другої станції, несуча частота якої приблизно в два рази нища несучої частотоприймаючої станції. До цієї групи перешкод відноситься так звана дзеркальна перешкода, яка властива виключно супергетеродинним радіоприймачам. Заважаючу дію в цьому випадку може створити станція, несуча частота якої вища частоти приймаючого сигналу приблизно на значення подвоєної проміжної частоти радіоприймача. Тільки супергетеродинним приймачам властива також перешкода від передавача, несуча частота якого співпадає з проміжною частотою приймача.

Існують наступні основні способи боротьби з перешкодами від сусідніх радіоканалів: розсування несучих частот передавачів не менше ніж на дві півполоси спектрів, які випромінюються передавачами; здійснювана на

км

Іоносфера (до 450 км)

80

Мезосфера

40

Шар О3

Стратосфера

12

Тропосфера t,С

-100 0 100 200

Рисунок 1.2 – Структура і температура земної атмосфери

передавальній стороні фільтрація всіх складових спектра, які виходять за межі відведеної передавачу смуги; фільтрація гармонік випромінюючого передавачем сигналу, які можуть зявитися через нелінійність окремих ступенів передавача; суворе дотримання розкладу роботи передавачів; придушення в приймачі дзеркального сигналу і сигналу, несуча частота якого відповідає проміжній частоті приймача; застосування в радіоприймачах антен направленої дії, що різко понижує на вході приймача рівень всіх сигналів, що поступають з інших, ніж приймаючий сигнал, напрямів.

Промислові перешкоди. Вони виникають від електромагнітних випромінювань при утворенні електричних іскор, які, наприклад, мають місце при електрозварці, при дії систем запалювання двигунів внутрішнього згорання, на струмознімачах електротранспортних засобів. Ці перешкоди проявляються у вигляді невпорядкованих трісків. Поряд з ними треба відмітити перешкоди від джерел, що генерують коливання промислового і медичного призначення. Останні викликають впорядковане шипіння і тріск, а також вуаль на екранах телевізорів. Промислові перешкоди особливо відчутні в приймачах, встановлених на рухомих обєктах, де джерело перешкод знаходиться в самому обєкті.

Боротьба з промисловими перешкодами зводиться до запобігання або зменшення іскроутворення (де це допустимо); закороченню високочастотних коливань, які виникають при іскрінні; екрануванні радіоапаратури, особливо розміщенні в засобах транспорту, і застосуванні антен спрямованої дії.

Атмосферні перешкоди. Їх причиною є електромагнітні випромінювання, які зароджуються грозовими розрядами та іншими електричними атмосферними явищами. Ці перешкоди проявляються переважно на довгих і середніх хвилях у вигляді сильного нерегулярного тріску.

Щоб запобігти атмосферних перешкод розширюється використання діапазону ультракоротких хвиль (УКХ) , де передачі ведуться з частотною модуляцією. Прийом на УКХ вільний від заважаючої дії атмосферних перешкод. Деякі покращення умов прийому дають також антени направленої дії.

Космічні перешкоди. Їх джерело випромінювання Галактики і Сонця, які створюють перешкоди тільки на метрових і дециметрових хвилях, так як для більш довгих хвиль непрозорою являється іоносфера, а для більш коротких  тропосфера (рис.1.2). Ці перешкоди шкідливі в основному для апаратури з великим підсиленням, антени якої направлені на Сонце або в центр Галактики. Космічні перешкоди є основним фактором, який обмежує посилюючу дію приймача у вказаному діапазоні частот.

Флуктуаційні перешкоди, або внутрішні шуми. Це послідовність дуже коротких імпульсів випадкової величини і випадкового часу проходження, які обумовлені дискретною природою електрики. Вони мають широкий рівномірний спектр. Для позначення цих перешкод існує ряд термінів. Наприклад, перешкоду, що являє собою випадковий процес із рівномірним спектром, називають білим шумом.

Мультиплікативні перешкоди виражаються у замиранні сигналу, що обумовлений інтерференцією при багато-променевому її розповсюдженні. Вказане явище носить нестаціонарний характер, тобто залежить від часу. Мультиплікаційна перешкода виникає завжди, коли параметри системи передачі зазнають випадкових змін в часі, наприклад в результаті добових і сезонних змін умов розповсюдження коротких радіохвиль.

Боротьба із замиранням сигналів ведеться шляхом утворення декількох каналів з незалежними параметрами.

Тоді можна складати прийняті сигнали або автоматично підключатися до тієї антени, в яку поступає більш сильний сигнал. Поряд з цим практикується прийом на декількох частотах, а також використовується система автоматичного регулювання підсилення (АРП). Остання ефективна тільки при умові наявності запасу підсилення в приймачі. Однак розглянуті методи боротьби з перешкодами не дають принципового вирішення проблеми. Радикальним способом усунення перешкод є використання нового виду переносника інформації  широкосмугового шумоподібного сигналу. Він може бути завернутий в вузький імпульс, тривалість якого обернено пропорційна ширині смуги частот, що використовується. Вибираючи таку смугу, щоб тривалість завернутого імпульсу була менша за час запізнення променів, можна здійснити роздільний прийом одного або ряд запізнюючих променів, а сумуючи їх енергію, підвищити перешкодостійкість прийому шумоподібних сигналів.

Характер заважаючого впливу перешкод залежить як від самих перешкод, так і від особливостей радіоканалу (виду модуляції, метода прийому, параметрів приймача).