6.4. Тропосфералық радиорелейлік жолдар (тррж).

Дециметрлік және сантиметрлік толқындардың қашықтыққа тропосфералық таралуы құбылысы ашылуы көпарналы ТРРЖ құрудың инженерлік мүмкіндіктерін айтарлықтай ұлғайтуға жағдай жасады. ТРРЖ–ғы алысқа трапосфералық радиотолқындардың таралуы тропосферадағы қайта сәулеленуден пайда болады. Бұл жағдайда қайта сәулеленудің үш түрі орын алады: тропосфераның көлемдік біртекті еместіктерінен радиотолқындардың шашырауы, тропосфераның барлық қабатынан когерентті және қабат-қабат біртекті еместіктерден когерентті емес шашырауынан. Қайта сәулеленуде таратушы және қабылдаушы антенналардың бағытталу диаграммаларының қыйысып өтетін негізгі жапырақшаларымен шектелген тропосфера көлемі қатысады, ол қайта сәулелену көлемі немесе шашырау көлемі деп аталады.

Қазіргі кезде өткізгіштік қабылеті тоналдық жиілікте (ТЖ) 120 арнаға дейінгі, көрші станциялар арасындағы қашықтықтары 300... 400 км, кейбір жағдайда 600 – 800 км-ге дейін болатын тропосфералық РРЖ –дар құрылған. Орасан үлкен территориясы және алыс, әрі қиын қол жететін аудандары бар елдер үшін, мысалы Ресей үшін, тропосфералық РРЖ ерекше қызығушылықты тудырады. Ресей мен Қытай аралығындағы үлкен алқапты алып жатқан Қазақстан үшін де тропосфералық байланыстың маңызы бар. Тропосфералық РРЖ үшін 1,0; 2,0 және 4,5 ГГц диапазонындағы жиіліктер жолағы берілген.

Ультра қысқа жиіліктердің радиотолқындардың қашықтыққа тропосфералық таралуында өзінің ерекшеліктері бар. Біріншіден таралу аймағындағы сигналдың өте күшті әлсіреуі. Сигналдың өшуі қысқы айлардағы радиотолқындардың таралуының нашар кезінде 210... 250 дБ –ге жетеді. Жалпы үлкен сигналдың өшуі жағдайында орнықты байланысты қамтамасыз ету үшін тікелей көріністі РРЖ көрсеткіштеріне қарағанда энергетикалық көрсеткіштері анағұрлым жақсы аппаратураны жасап қолдануға тура келеді. Таратқыш қуаты 3... 10 кВт –қа жетеді, ал кейбір жағдайларда 100 кВт- қа дейін жетуі мүмкін, антенна өлшемдері 1000 м²-тан асуы мүмкін, аз шуылдайтын кіріс күшейткіштер , ЖМ сигналдың деңгейлік табалдырығын төмендететін арнайы құрылғылар пайдаланылады.

Екіншіден, радиосигналдардың қашықтық тропосфералық таралуында сигнал жылдам, баяу және өте баяу (мезгілдік) өзгерістерге (флуктуацияларға) түседі.

Сигналдың жылдам өзгерулері тропосфераның қоззғалатын біртекті еместіктерімен қайта сәулеленетін толқындардың интерференциясымен анықталады. Біртекті еместіктердің қозғалуы келіп түсетін толқынның құрастырушылары фазасы өзгерісін тудырады, ал бұл жылдам тынуларға әкеледі. Жылдам тынулардың жылдамдығы квазипериодпен сипатталады, яғни баяу деңгейді сигналмен екі қиып өту (бір жаққа) арасындағы орташа бес минуттық сеанстық уақытта. Квазипериод әдетте 0,1... 10 с шегінде болады.

Баяу тынулар – бұл 4... 7 мин-та орташаланған сигнал деңгейі мәндерінің уақыт бойынша өзгерістері. Мұндай орташаландыру аралығы жылдам интерференциялық тынуларды, табиғаты шашырау көлеміндегі біртекті еместіктер қарқындылығы және мөлшерімен байланысты баяу тынулардан бөліп алуға мүмкіндік береді.

Сигналдың мезгілдік өзгерулері (өте баяу тыну) ауа-жайы жағдайлары өзгерістерімен анықталады: жазда сигнал қыстағыға қарағанда 5... 14 дБ үлкен болады.

Жол аймағының қалыпты жұмыс істеуі үшін уақыттың 99,9% -де тынуға сигнал деңгейінің қоры 28 дБ болуы тиіс. Бұл өте қиын орындалатын шарт.

ТРРЖ-да интерференциялық тынулармен күресу үшін көбінесе алшақтатып қабылдау жүйелері қолданылады.

Алшақтатып қабылдау мынаған негізделген, қабылдағыш құрылғының шығысындағы сигнал, бір және сол ақпаратты алып жүретін, бірақ тынумен әртүрлі әсерлікке түскен бірнеше кіріс сигналдардың комбинациясы болып табылады. Және мұнда комбинация шығыс сигнал кіріс сигналдарға қарағанда әлдеқайда аз флуктуацияға түсетін болып іске асырылады.

Тропосфералық РРЖ-да алшақтатудың келесі әдістері қолданылады:

• антенналарды DX 100 қашықтыққа кеңістіктік алшақтату;

• жиіліктік корреляция радиусынан асып түсетін шамаға алшақтатылған жиіліктердегі сигналдың тыну тәуелсіздігін пайдаланатын, жиіліктік алшақтату;

• сәуленің келіп түсу бұрышы бойынша алшақтату, мұнда бір қабылдағыш антенна және бірнеше сәулелендіргіштер пайдаланылады, олардың әрқайсысы көршісіне қарағанда азимуты немесе орны бұрышы бойынша ығысқан өзінің бағытталу диаграммасын құрады;

• комбинацияланған алшақтату, мысалы сигналдар қосағын жиілік бойынша және кеңістікте немесе жиілік және бұрыш бойынша алшақтатумен төрттелген қабылдауда.

Флуктуацияланған радиосигналдың N көшірмесі алынғаннан кейін, оларды тіимді пайдалану қажет, яғни таратылатын ақпараттың шығындары минималды болатындай олардың комбинациясын табу керек.

ТРРЖ-да толқындардың таралуының күрделі сипаты, таралудың үздіксіз кездейсоқ таралу шарттары өтіп жатқан процестердің сандық талдауын қиындатады. Осыны салдарынан ТТРЖ-да әлсіреу көбейткішін инженерлік есептеу, эксперименталдық мәліметтерге және статистикалық тәуелділіктерге негізделген жартылай эмперикалық сипатта болады.

Қайта сәулелену арқылы радиотолқындардың таралуының максималды қашықтығы r_max тропосфераның қалыңдығы h_т –ға тәуелді. Жер бетінің теп-тегістігінде және стандартты рефракцияда

(6.4)

мұнда R_э – Жердің эквивалентті радиусы, R_э = 8500 км және h_т =15 км, r_max  1000 км. (6.14)- тен көрініп тұр, аспаның берілген r ұзындығында, Жер үстіндегі шашырау көлемінің төменгі нүктесінің биіктігі

h₀  r²/8 R_э.

Сонымен ТРРЖ-да радиотолқындардың таралуының негізгі ерекшеліктері – таратудағы үлкен шығындар және сигналдардың әртүрлі тынуларының болуы. ТРРЖ аспасындағы шығындар мәні 200... 250 дБ –ге жетуі мүмкін, бұл РРЖ аспаларындағыдан 80... 120 дБ-ге артық.

Бақылау сұрақтары

1.Тікелей көріністі РРЖ көмегімен байланысты ұйымдастыру ұстанымын түсіндіріңдер.

2. Екі аспалы РРЖ сұлбасын сызып көрсетіңдер.

3. РРЖ күрежолын таңдағанда қандай мәліметтерді ескеру қажет?

4. РРЖ күрежолын таңдағанда «ирек-имекті» шарты мәнін түсіндіріңдер.

5. РРЖ бір аспасы қарапайым сұлбасын көрсетіңдер.

6. РРЖ үшін негізгі тарату теңдеуін жазып талдаңдар.

7. РРЖ аспасында сигнал қуатының тұрақты түрде шығындануы неге байланысты?

8. РРЖ аспасында сигнал қуатының сигнал қуатының қосымша шығыны қалай пайда болады?

9. Френель аймағы дегеніміз не?

10. Екі көрші радиорелейлік станция арасындағы қашықтық қалай деп

аталады ?

11. РРЖ-да сигнал қуаты қашықтыққа байланысты азая ма?

12. Аспа бойымен сигнал таралғанда оның деңгейіне атмосфера әсер ете ме?

13. РРЖ –да қолданылатын АЖЖ диапазоны қандай?

14. Ақырғы, аралық және тораптық станциялардың арналуы туралы айтып беріңдер.

15. Қазіргі заманғы РРЖ - да қандай модуляция түрлері пайдаланылады?

16. РРЖ цифрлық бағаны қалай қалыптастырылады?

17. Тропосфералық РРЖ көмегімен байланыс қалай ұйымдастырылады?

18. Тропосфералық РРЖ байланысының қандай ерекшеліктері бар?

YII –тарау. ЖЕР СЕРІКТІК БАЙЛАНЫС ЖҮЙЕСІ