книги из ГПНТБ / Хмельницкий Е.А. Разнесённый приём и оценка его эффективности

ниже заданного значения на трассе' протяжённостью около 1500 км (рабочая частота 11,66 Мгц).

Результаты эксперимента представлены графически на рис. 9. На этом графике для каждого расположения антенн заштрихо­

вана область, включающая 50%’ экспериментальных отсчётов. Остальные отсчёты расположились таким образом, что 25% из них находятся выше и 25% ниже заштрихованной области. На рис. 9 для сравнения даны результаты измерений при одинар­

ном приёме. В случае одинарного приёма применён тот же ме­ тод нанесения на график экспериментальных отсчётов, который используется для разнесённого приёма.

Из результата этого эксперимента можно сделать вывод, что

расположение антенн относительно направления распростране-

ния радиоволн существенно не влияет на вероятность спадания уровня сигнала ниже заданного значения. Этот вывод подтвер­ дился в других экспериметах [8], поэтому при расположении ан­

тенн можно выбирать произвольное направление разноса. Од­

Рис. 10. Влияние величины разноса двух антенн на эф­ фективность приёма при различном пороговом уровне

чены кривые изменения процента времени, в течение которого

уровень сигнала находится ниже заданного значения, в зависи­ мости от величины разноса [3]. Измерения проводились на трас­ се протяжённостью около 1500 км на рабочей частоте 11,66 Мгц. Результаты измерений приведены на рис. 10. Кривые на этом

рисунке соответствуют различным пороговым уровням, иначе говоря, допустимые уровни выбраны в 1,8; 3,2; 5,7 раза меньше среднего значения.

Из этих измерений следует, что резкое уменьшение глубины замираний наступает после разноса антенн на 60—100 м, а даль-

22

нейшсе увеличение разноса антенн влияет незначительно. Основ­ ной вывод заключается в том, что небольшие величины разно­ са антенн (около 100 м) достаточно эффективны, однако в реаль­ ных условиях следует стремиться к осуществлению разноса, по крайней мере, на величину порядка 300 м.

Строенный приём. Для оценки эффективности приё­ ма на три разнесённые антенны в отношении уменьшения про-

Рис. 11. Эффективность приёма на три разнесён­ ные антенны

цента времени, в течение которого уровень сигнала опускается

ниже допустимого значения, был поставлен специальный экс­ перимент [3]. При этом процент времени определялся при оди­ нарном и строенном приёме на линии связи протяжённостью около 1500 км, при рабочей частоте 11,66 Мгц. Результаты из­ мерений приведены на рис. И. На том же рисунке для сравне-

23

даёт существенное уменьшение глубины замираний по сравне­ нию с одинарным и сдвоенным приёмом.

Поляризационный и пространственный раз­ нос. Для оценки эффективности поляризационного разноса в сравнении с пространственным произведён ряд экспериментов. В одном из них определяется процент времени, в течение кото­ рого уровень сигнала лежит ниже заданного значения, и опреде­ ляется среднее число замираний в одну минуту при работе на антеннах, разнесённых в пространстве, и на антеннах, прини­ мающих сигналы с различной поляризацией. Один из экспери­

ментов [3] проводился на трассе протяжённостью около 1500 км на частоте 11,66 Мгц. Он показал, что поляризационный разнос

даёт такое же улучшение, какое получается при пространствен­ ном разносе в 200—300 м.

В другом эксперименте [4], проведённом с такой же целью,

определялся коэффициент корреляции между уровнями сигна­

лов на антеннах, имеющих либо поляризационный, либо прост­ ранственный разнос. Определение этих коэффициентов произво­ дилось на нескольких магистралях.

Величина коэффициента корреляции между изменениями уровней на выходе антенн с пространственным или поляриза­ ционным разносом зависит от протяжённости магистрали, гео­ графического положения трассы, рабочей частоты, расстояния между антеннами и других причин. Для конкретной трассы и рабочей частоты в различные дни получаются несколько разли­ чающиеся коэффициенты корреляции, поэтому можно говорить только о средней величине коэффициента корреляции.

В табл. 1 даны результаты измерений средних коэффициен­ тов корреляции. Из неё видно, что максимальная величина взаи­ мосвязи получена на трассе малой протяжённости. (На трассе

Таблица 1

Коэффициент корреляции между изменениями уровней сигналов при разнесённом приёме

(измерения производились в период май-сентябрь 1956 г.)

24

2250 км при пространственном разносе в 300 м коэффициент корреляции оказался равным 0,45.)

Эксперимент позволяет сделать вывод, что коэффициент кор­ реляции при поляризационном и пространственном разносе иногда различается, однако повышение устойчивости от исполь­ зования того или иного способа разнесения будет примерно оди­ наковым.

Следует иметь в виду, что поляризационный разнос в на­ стоящее время выполняется только на простейших антеннах (диполях). Сложные направленные антенны, к которым прихо­ дится обычно прибегать на магистральных связях, способные принимать вертикально поляризованное поле, не разработаны.

При разработке таких антенн возникают принципиальные труд­ ности, поэтому возможности использования поляризационного

разноса пока ограничены.

Следует также учитывать, что вертикально ориентирован­ ные провода антенн сильнее подвержены влиянию местных источ­

ников помех.

Частотный разнос. Для оценки эффективности раз­ несённого приёма при одновременной передаче сигналов в двух каналах, работающих на различных средних частотах, был по­ ставлен эксперимент [6] по определению времени, в течение ко­ торого уровень сигнала меньше допустимого значения. Этот эксперимент проводился на трассах различной протяжённости (800; 1500; 4000 км) и на различных частотах (7 -4- 20 М.гц). Эффективность проверялась в параллельных каналах, которые

различались по частоте на величины в 510; 1190; 1700 гц. На рис. 12 приведены результаты эксперимента на магистрали про­

тяжённостью в 1500 км на частоте около 7 Мгц.

Этот эксперимент позволяет сделать вывод, что разнесён­ ный приём, в котором используется одновременная передача сигналов в двух каналах, работающих на различных средних частотах, может оказаться очень эффективным в отношении уменьшения глубины замираний уровня сигнала. Однако этот способ разнесённого приёма не получил широкого распростра­ нения, поскольку он требует дополнительного канала связи.

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ АППАРАТУРЫ

ДЛЯ РАЗНЕСЁННОГО ПРИЁМА

1. Элементы устройства автовыбора сигналов

При приёме на разнесённые антенны, поляризационном или частотном разносах аппаратура всегда содержит такой элемент,

который сравнивает амплитуды принимаемых сигналов. Этот элемент питает управляющие устройства, которые подключают

26

на выход тот приёмник, который в данный момент имеет сигнал с наибольшей амплитудой. Таким образом, аппаратура разне­

сённого приёма должна содержать элементы, приведённые на

Рис. 13. Элементы устройства автовыбора

рис. 13. Устройство для сравнения амплитуд сигналов совмест­ но с управляющим устройством и выходной ступенью образует устройство автовыбора. Схемные особенности отдельных эле­

ментов устройства автовыбора изложены ниже.

Управляющее устройство может быть выполнено таким об­ разом, что при равных амплитудах сигналов оба приёмных уст­ ройства в равной степени будут участвовать в создании выход­ ного сигнала и приёмник с меньшим уровнем исключается по

мере уменьшения его амплитуды. В отличие от этого принципа выбора управляющее устройство иногда выполняется таким образом, что выходной сигнал образуется всегда только одним приёмным устройством.

В дальнейшем будем различать методы выбора большего

сигнала, и схемы, соответствующие этим методам, называть со­

ответственно схемой с неполным выбором и схемой с полным выбором. Такое деление методов выбора можно произвести не­ зависимо от рода работы (телефония или телеграфия).

В схеме разнесённого приёма сигналов частотного телеграфа имеются некоторые особенности [1; 7]. Одна особенность заклю­ чается в том, что амплитудные ограничители должны быть вклю­ чены после устройства сравнения уровней (рис. 14). Другая особенность вытекает из следующего. Если за управляющим устройством расположить частотный дискриминатор и быстро переключать приёмные каналы, то в формировании отдельного.

27

бода могут участвовать поочерёдно фильтры дискриминаторов одного и другого приёмников. Это обстоятельство приведёт к тому, что те боды, на которые пришлось переключение, будут иметь искажённую форму выходного импульса. Поэтому, с точ­ ки зрения уменьшения таких искажений, рационально располо­ жить управляющее устройство за частотным дискриминатором

(рис. 14).

Рис. 14. Блок-схема устройства для приёма на разнесённые антен­ ны (телеграф ЧМ)

Устройство автовыбора чаще всего осуществляется таким образом, что для выбора большего сигнала используются эле­

менты, имеющиеся в приёмных устройствах. Сложение проис­

ходит на общей нагрузке выпрямителей АРУ (автоматическая

регулировка усиления), на общей нагрузке диодных детекторов, а-в случае частотного телеграфа на общей нагрузке амплитуд­ ных ограничителей. Все эти схемы реализуют методы сложения с неполным выбором. Только в последние годы стали широко применяться схемы, содержащие специально сконструирован­ ные элементы автовыбора. В этом случае обычно реализуется

метод полного выбора.

2.Схемы автовыбора

Впростейших схемах использования разнесённого приёма автовыбор осуществляется за счёт объединения цепей АРУ при­ ёмников, участвующих в системе разнесённого приёма. Схема с

объединённой цепью АРУ приведена на рис. 15.

Широкое применение нашли устройства автовыбора, выпол-

28

ценные объединением нагрузок детекторов, при этом одновре­

менно объединяются цепи АРУ.

Рассмотрим работу двух детекторов на общую нагрузку [5]

Рис. 15. Блок-схема приёмного устройства с выбором сигналов е помощью АРУ

в качестве устройства автовыбора (рис. 16). Роль устройства сравнения выполняется нагрузкой RHC, а роль управляющего

устройства — диодами. Больший сигнал одного из приёмников создаёт на нагрузке RhC такое напряжение UQ, которое исклю­ чит прохождение тока через второй диод и тем самым исключит участие второго приёмника в формировании выходного сигнала.

Определим то минимальное различие в уровнях сигналов, которое необходимо для того, чтобы меньший сигнал вообще не участвовал в формировании сигнала на общей нагрузке. На­ зовём предельное соотношение между амплитудами сигналов, при котором воздействие одного из сигналов на выход исклю-

чается, критическим / «1 — ткр \1.

Так как обычно для детектирования используются большие уровни сигналов (несколько вольт), то справедливы уравнения теории детектирования сильных сигналов, поэтому, используя обозначения, приведённые на рис. 16, можно записать:

29

Уравнения (8) и (9) позволяют получить зависимость кри­ тического отношения амплитуд сигналов от отношения сопро-

тивлений —Такая расчётная зависимость

(10)

\“д /

30