книги из ГПНТБ / Бородич, Сергей Владимирович. Радиорелейная связь учебник для техникумов связи

3.119. Модулятор представляет собой одноступенный импульсный усилитель с импульсным трансформатором ИТ в анодной цепи. На сетку лампы модулятора подаются импульсы положи­ тельной полярности с выхода аппаратуры уплотнения, в паузах между импульсами лампа заперта смещением Ес . При отпира­

для изменения полярности им­ пульсов в анодной цепи модулятора. Если бы трансформатора не

было, то для получения в анодной цепи модулятора положитель­ ных импульсов потребовалось бы подавать на сетку отрицатель­ ные импульсы, а режим лампы модулятора выбрать так, чтобы в паузах между импульсами она была бы полностью открыта. Это привело бы к сильному увеличению мощности, рассеиваемой на её аноде. Таким образом, применение импульсного трансформа­ тора позволяет облегчить режим лампы модулятора или выбрать менее мощную лампу и, кроме того, позволяет выбрать различ­ ные величины анодных напряжений для лампы модулятора и модулируемой ступени генератора, подобрав соответственно ко­ эффициент трансформации.

Иногда перед модулятором включают предварительный уси­ литель импульсов со ступенями формирования (например, огра­ ничителями) для получения нужной формы импульсов и вели­ чины их амплитуды. На описании таких усилителей мы оста­ навливаться не будем.

§ 3.12. Системы распределения рабочих частот на радиорелейных линиях

Для нормальной работы радиорелейной линии необходимо так выбрать рабочие частоты приёмников и передатчиков на каждой станции, чтобы устранить возможность образования раз­ личного рода помех приёму.

Рассмотрим сначала один высокочастотный ствол радиоре­ лейной линии. Дальность действия каждой станции ограничена приблизительно областью прямой видимости, поэтому число ра­ бочих частот, необходимое для двусторонней связи по линии,

189

может быть невелико, так как одни и те же частоты могут при­ меняться на станциях, достаточно далеко отстоящих друг от друга. Максимальное число рабочих частот для одного ствола линии равно четырём, а минимальное — двум. В соответствии с этим существуют две системы распределения рабочих частот: четырёхчастотная и двухчастотная. На рис. 3.120 и 3.121 изо­

бражены схемы линий, поясняющие эти систе­ мы распределения час­ тот. Из рисунков вид­ но, что как при четы­

Вследствие этого в не­ которыхслучаях, на­ пример при повышенной рефракции, на какой-либо промежу­

точной станции может быть принят сигнал от другой станции, отстоящей от данной на три участка (через два промежуточных пункта). Интерференция этого сигнала с сигналом от соседней промежуточной станции той же частоты может вызвать искаже­ ния и ухудшить качество связи. Для устранения этого явления трассу линии проектируют так, чтобы мешающий сигнал был ослаблен за счёт направленного действия антенн, т. е. чтобы угол между направлением на соседнюю станцию и направлением на станцию, отстоящую на три участка от данной, был больше ширины диаграммы направленности антенны.

Двухчастотная система характерна тем, что на каждой дан­ ной станции оба передатчика работают на одной частоте, а оба приёмника — на другой. Недостаток этой системы заключается в том, что в приёмник одного направления связи может попасть сигнал с другого, противоположного направления, поскольку ча­ стоты этих сигналов одинаковы. Четырёхчастотная система сво­ бодна от этого недостатка, так как частоты сигналов обоих на­ правлений связи — разные.

Однако двухчастотная система экономичнее и позволяет ис­ пользовать более узкий диапазон частот для связи. Поэтому на многоствольных радиорелейных линиях обычно используют двухчастотную систему распределения, а для устранения ука­ занного недостатка применяют антенны, обладающие высоким защитным действием, т. е. ослабляющие сигнал, приходящий с обратного направления, на 70—80 дб по отношению к прямому сигналу. Следует иметь в виду, что защитное действие приём­ ной антенны может быть уменьшено так называемым локацион­ ным эффектом, заключающимся в том, что сигнал с обратного

190

направления связи попадает в приемную антенну после отраже­ ния его какими-либо местными предметами (холмы или зда­ ния), находящимися вблизи данной станции. Поэтому при ис­

стоты стволов, чтобы исключить взаимные помехи между ними. Применяются две системы распределения — с чередованием: частот приёма и передачи и с разнесением частот приёма и пе­

ния передатчиков и приёмников, работающих на общие ан­ тенны, а полосовые фильтры ПФ — для дополнительной защиты

194

ёт помех, вызываемых соседними частотами или паразитными продуктами преобразования частот, возникающими в смесите­ лях передатчиков и приёмников.

Как видно нз рис. 3.124, при системе чередования частот приёма и передачи для каждого направления связи используют­

редачи применялась, главным, образом, на первых многостволь­ ных линиях (в частности, в США на линии системы ТД-2). Рас­ стояние между соседними частотами приёма и передачи выбра­ но в этой системе равным 40 Мгц при величине промежуточной частоты 70 Мгц. Ширина всей полосы для 6 стволов составляет около 500 Мгц.

Недостаток данной системы распределения заключается в том, что на каждой промежуточной станции требуются 4 антен­ ны даже в том случае, если число стволов меньше 6 (напри­ мер 2 или 3).

Вторая система распределения с разнесением частот приёма и передачи не имеет этого недостатка и обладает некоторыми преимуществами по сравнению с первой системой. Из рис. 3.125 видно, что при системе разнесения частот приёма и передачи каждая антенна используется одновременно для передачи и приёма, поскольку разность частот передатчиков и приёмников достаточно велика и возможные помехи приёму могут быть устранены полосовыми фильтрами приёмников. Это позволяет использовать всего две антенны на станции для трёх стволов.

Если число стволов равно 6, то необходимо использовать ещё две антенны, чтобы облегчить требования к разделительным фильтрам и уменьшить расстояние между частотами соседних стволов. Первая пара антенн обеспечивает работу стволов 1, 3 и 5, а вторая пара 2, 4 и 6 так, что расстояние между частотами

192

соседних стволов, работающих на один разделительный фильтр, увеличивается вдвое. Приёмная или передающая часть каждой антенны должна быть хорошо согласована с фидером только в половине всего диапазона частот.

Данная система распределения частот рекомендована МККР в 1956 г. для радиорелейных линий с числом стволов до 6 при ёмкости каждого ствола 240 или 600 .каналов.

На рис. 3.126, поясняющем это распределение, показано, что расстояние между частотами приёма и передачи одного ствола

фильтры должны подавлять не только помехи от сигналов сосед­ них стволов, но и помехи, образующиеся в результате преобра­ зования частот в смесителях приёмников ц передатчиков. При­ ёмно-передающая аппаратура промежуточной станции строится обычно по гетеродинной схеме (см. §3.1) с двумя преобразовани­ ями частоты: на входе (преобразование сверхвысокой частоты в промежуточную) и на выходе (обратное преобразование). Рас­ смотрим, какие опасные, с точки зрения возможных помех, продукты преобразования возникают при этом.

На смеситель передатчика подаются колебания сверхвысокой частоты /о от задающего генератора и колебания промежуточной частоты frp , а на выходе смесителя выделяются колебания сум­ марной {fo+fnp ) или разностной (/0—fnp ) частоты. Так как смеситель является нелинейным элементом, то при воздействии

следовательно, опасными, с точки зрения помех, являются только продукты преобразования вида f0 ±nf„„ . Практически следует учитывать значения п от 0 до 3, так как при п >3 интенсивность колебаний уже очень мала.

Таким образом, если на выходе смесителя выделяются коле­

что, для того чтобы эти продукты не создавали., помех, они дол­ жны подавляться полосовым фильтром, включённым в тракт пе­ редачи.

На смеситель приёмника подаются полезный сигнал частоты fc и колебания гетеродина частоты f . Если на смеситель попа­ дает также помеха частоты fn , то в результате действия этих трёх колебаний на нелинейный смеситель на его выходе образу­ ются продукты преобразования вида

амплитудой полезного сигнала частоты / £, то следует учитывать только продукты вида

± nfz ± Kfn^ fnp,

так как остальные продукты, вызванные взаимодействием сиг­ нала fc и помехи f „ очень малы и могут не учитываться. Таким образом, мешающий сигнал может вызвать помеху приёму в том

194

случае, если его частота удовлетворяет условию

fnp— ^ f < ± rfn + П\г < fnp+

а это, очевидно, возможно, если к = п, т. е.

Если частота принимаемого сигнала fc ниже частоты гете­ родина / г , т. е. fnP = f , — fc , то из условия (3.120) легко по­ лучить значения частот мешающего сигнала, соответствующие серединам областей образования помех приёму. Действительно, положив А/ —0, из (3.120) найдём

± fn + U = ^ '

Отсюда

при п — 1, fn — f3K— fe -f. fnp — частота зеркального канала с ши­ риной полосы Д f,

кратности с шириной полосы А/

И т. д .

На рис. 3.128 на шкале частот изображены все эти области образования помех вплоть до разностных каналов 4-й кратности.

Если амплитуда мешающего сигнала частоты /„ больше ам­ плитуды полезного сигнала, то продукты взаимодействия этих двух сигналов могут вызвать помеху. Это может быть в случае,

если

i fc + fn ~ fnpi

f. e. если частота мешающего сигнала имеет значения:

щий с частотой гетеродина.

Области образования помех, соответствующие этим часто­ там, также показаны на рис. 3.128.

Рис. 3.128. Области образования каналов помех в смесителе приёмника

Кроме этих помех, в приёмнике могут возникать еще так на­ зываемые помехи перекрестной модуляции, появляющиеся в слу­ чае попадания на смеситель большого напряжения мешающего сигнала, который изменяет параметры преобразования. Очевид­ но, что полосовой фильтр на входе приёмника должен защищать приёмник от э(тих видов помех.

Для более наглядного представления о возможных путях об­ разования помех на рис. 3.129 изображены области помех для

первого ствола одного направления связи при распределении частот, рекомендованном МККР. На верхней части рисунка изображены области образования паразитных продуктов в сме­ сителе передатчика, а на нижней — области образования помех в смесителе приёмника. Из рисунка видно, что в полосу основ­

19S

ного канала приёмника попадает зеркальная боковая 2-го по­ рядка передатчика. Кроме того, разностные каналы 3-й и 4-й кратности совпадают с зеркальной боковой 3-го порядка пере­ датчика и, наконец, в инверсный канал попадает зеркальная бо­ ковая 1-го порядка, а в зеркальный инверсный канал — зер­ кальная боковая 3-го порядка.

Очевидно, что полосовые фильтры передатчика и приёмника должны обеспечивать достаточную защиту от этих помех. В дан­ ном случае защиту от попадания помехи (зеркальной боковой 2-го порядка передатчика) в основной канал приёмника может обеспечить только полосовой фильтр передатчика^ так как фильтр приёмника эту полосу пропускает. Защиту от остальных помех обеспечивают оба фильтра.

При определении затухания фильтров обычно считают, что допустимая мощность помехи на входе приёмника должна быть в 100 раз меньше мощности собственных шумов, т. е. помеха должна «тонуть» в собственных шумах приёмника.

Необходимые величины затуханий фильтров можно опреде­ лить, исходя из общего выражения для защитного затухания между передатчиком и приёмником, работающими на общую или на разные антенны,

должен быть на 20 дб ниже уровня собственных шумов приём­ ника

где Рпдоп — допустимый уровень мощности помехи на входе приём­

ника по отношению к 1 мет, дб,

197