книги из ГПНТБ / Листов, Константин Михайлович. Радио и радиолокационная техника и их применение

Для того чтобы радиостанции, работающие телефоном, не создавали взаимных помех, нужно, чтобы их боковые полосы не совпадали друг с другом. Поэтому необходимо делать ин­ тервал между несущими частотами таких радиостанций не менее ширины обеих боковых полос, но тогда не хватит волн для обеспечения работы без взаимных помех большого числа радиостанций. По этим соображениям полосу звуковых частот, передаваемых при радиотелефонной связи, ограничивают обычно пределами от 300 до 2700 гц.

Серьезный недостаток обычной радиотелефонной передачи (так называемой двухполосной передачи) заключается в том, что радиопередатчик излучает очень широкую полосу частот. Это создает недостаток волн для обеспечения работы боль­ шого числа радиостанций, что приводит к взаимным помехам одних работающих радиостанций другим.

Другой недостаток состоит в том, что мощность радиопере­ датчика расходуется весьма нерационально. Дело в том, что слышимость радиотелефонной передачи зависит главным об­ разом от мощности боковых полос. Однако на каждую из боко­ вых полос приходится не более чем 17% полной мощности ра­ диопередатчика, а большая доля (до 66%) этой мощности рас­ ходуется непроизводительно на излучение колебаний несущей частоты, почти не влияющих на слышимость радиостанции.

Этих недостатков можно избежать, если применить в ра­ диостанциях радиотелефонную передачу с одной боковой по­ лосой частот.

Установлено, что достаточно передать лишь одну боковую полосу, чтобы на приемном пункте получить неискаженную передаваемую речь. Колебания же несущей частоты, а также второй боковой полосы подавляются. В этом случае, если перед микрофоном произносится только один тон (одна звуковая частота), на выходе передатчика будут только колебания верхней боковой частоты. На рис. 68 они обозначены сплош­ ной линией, а колебания несущей и другой боковой частоты, подавляемые в передатчике, показаны пунктирными линиями. Для получения исходного звукового сигнала, переданного ука­ занным. способом, в приемном устройстве к принятому и усиленному сигналу одной боковой частоты добавляется коле­ бание несущей частоты от гетеродина. Эти колебания несущей частоты совместно с принимаемой боковой частотой подводят­ ся к демодулятору, на выходе которого получается звуковой сигнал, соответствующий переданному.

Коротковолновые радиостанции, обеспечивающие телефон­ ную радиосвязь с одной боковой полосой, имеют ряд сущест­ венных преимуществ.

Одним из основных преимуществ однополосной передачи является сужение полосы частот, излучаемой передатчиком, почти вдвое по сравнению с обычной двухполосной радио­

передачей. Благодаря этому в диапазоне коротких волн оказы­ вается возможным обеспечить одновременную работу без взаим­ ных помех значительно большего количества каналов радио­ связи и сделать более избирательными приемные устройства.

Другое преимущество состоит в том; что значительно более эффективно используется мощность передатчика. Поскольку излучение несущей частоты и другой боковой полосы отсутст­ вует, на передачу сообщения расходуется почти полная мощ­ ность передатчика. Поэтому радиостанции с однополосной

Полоса частот, и зл у ч а е м а я передат чиком при радиот елеф онной передаче с одной боновой полосой

Рис. 68. Однополосная радиотелефонная передача

передачей по крайней мере в восемь раз эффективнее по мощ­ ности, чем радиостанции с обычной двухполосной передачей.

Благодаря указанным особенностям радиопередача с одной боковой полосой дает возможность значительно повысить на­ дежность, экономичность и дальность действия коротковолно­ вых линий радиосвязи. Применительно к подвижным радио­ станциям введение радиопередачи с одной боковой полосой позволяет существенно снизить общие габариты и вес аппа­ ратуры.

К недостаткам радиопередачи с одной боковой полосой относят главным образом необходимость обеспечения в пере­ дающей и приемной аппаратуре весьма высокой стабильности частоты. Выполнение этого требования связано с некоторым усложнением радиостанции и повышением ее стоимости.

ВОЙСКОВЫЕ РАДИОРЕЛЕЙНЫЕ СТАНЦИИ

Классификация станций. Применяемые в войсках радио­ релейные станции подразделяются на легкие и тяжелые.

Легкие радиорелейные станции обычно работают в диапа­ зоне метровых волн, имеют небольшое количество каналов

130

уплотнения (2—4 телефонных канала) и допускают неболь­ шое количество ретрансляций (2—4). Обладая малым весом, легкие радиорелейные станции могут перевозиться на автомо­ билях грузоподъемностью 0,75—1,5 т и другими видами войскового транспорта. Эти радиорелейные станции ис­ пользуются преимущественно в тактических звеньях управ­ ления.

Тяжелые радиорелейные станции, используемые в высших звеньях управления, работают в диапазонах дециметровых и сантиметровых волн, допускают уплотнение большим количе­ ством телефонных каналов (50 и более каналов) и большое количество ретрансляций (до 20). Общая протяженность ли­ нии составляет несколько сотен километров. Для их перевозки может требоваться несколько автомобилей грузоподъемностью

2,5—3 т.

По составу аппаратуры и способу ее использования радио­ релейные станции подразделяются на оконечные и промежу­ точные. Оконечные станции непосредственно сопрягаются с те­ лефонными и телеграфными станциями узла связи; каналы связи оконечных станций включаются на коммутационные устройства проводных узлов. Для этого они имеют, кроме приемно-передающих устройств и антенно-фидерных систем, аппаратуру низкой частоты для уплотнения радиоканала и разделения каналов связи. Оконечные станции часто обору­ дуются одним полукомплектом приемно-передающей аппара­ туры.

Промежуточные станции служат для приема сигналов, их усиления и последующей передачи на соседнюю станцию. Они оборудуются двумя одинаковыми полукомплектами высокоча­ стотной и ретрансляционной аппаратуры и антенно-фидерных систем. На промежуточных станциях должен обязательно вы­ деляться один служебный канал для ведения переговоров об­ служивающего персонала.

Промежуточные станции иногда оборудуются некоторым количеством низкочастотной аппаратуры для ответвления не­ скольких каналов связи на отдельных участках радиорелей­ ной линии.

Часто в целях производственной унификации и взаимоза­ меняемости при эксплуатации состав аппаратуры радио­ релейных станций принимается единый для оконечных и промежуточных станций. В этом случае оконечная стан­ ция с двумя полукомплектами аппаратуры может быть ис­ пользована для связи по двум радиорелейным направлениям

(РИС; 69).

Многоканальность радиорелейной связи достигается уплот­ нением радиоканала тем или иным числом каналов связи, ра­ ботающих независимо друг от друга.

Наиболее перспективной системой уплотнения радиока­ нала является система ЧМ —■с частотным уплотнением радио­ канала при передаче и разделением каналов связи с помощью частотных фильтров при приеме (рис. 70).

Уплотнение по частоте заключается в том, что частоты от­ дельных каналов размещаются на разных участках общего диапазона частот и передаются одновременно, а на прини­ мающей стороне разделяются с помощью фильтров. Этот принцип широко применяется в установках дальней телефон­ ной связи по проводам.

Рис. 69. Схема использования радиорелейных станций

Существуют и другие системы уплотнения радиоканала, которые мы здесь рассматривать не будем.

При частотном разделении каналов спектры различных каналов перемещаются по частоте с помощью модуляции вспомогательных генераторов — так называемых генераторов поднесущих частот. В результате появляются две боковые по­ лосы частот модуляции, из которых выделяется с помощью

расположенных в том же порядке, в каком они передавались. Далее с помощью вспомогательного генератора, работающего с частотой, равной поднесущей частоте соответствующего ка­ нала при передаче, восстанавливается низкочастотный спектр переданного разговора. Напряжения частот этого спектра после усиления поступают на телефоны абонента (рис. 70

и 71).

Общий вид стойки полукомплекта радиорелейной, станции

132

Рис. 70. Блок-схема системы уплотнения многоканальной радиорелей­ ной линии

Спектр частот каналов при однополосной передаче

f

Спектр многоканального сигнала

Рис. 71. Спектры частот каналов при однополосной пере­ даче

133

легкого типа представлен на рис. 72. Общий вид развернутой

ная, смонтирована в 17 отдельных упаковках и может пере­ возиться любым видом транспорта.

Станция относится к типу тяжелых радиорелейных стан­ ций. Модуляция частотная. Она рассчитана на работу совмест­ но с аппаратурой , высокочастотного телефонирования типа

AN/TCC-3 и AN/TCC-5 (на 4 канала) и типа AN/TCC-7 и AN/TCC-8 (на 12 каналов). Используется для связи в корпус­ ном звене управления. Допускает 8—9 ретрансляций с общей дальностью действия до 320 км. Аппаратура работает в диа­ пазоне 100—400 Мгц, разделенном на 400 рабочих частот через 0,5 Мгц и 1 Мгц. Питание от сети переменного тока

134

армии США. В ней используется принцип частотной модуля­ ции. Аппаратура работает в дециметровом диапазоне 17,6— 12,5 см (1700—2400 Мгц). Имеет 29 рабочих частот, разнесен­ ных через 25 Мгц.

135

В Ы Б О Р ТРА С С Ы РА Д И О РЕЛ Е Й Н О Й Л И Н И И

Трасса радиорелейной линии образуется цепочкой распо­ ложенных на местности радиорелейных станций, через кото­ рые осуществляется связь в заданном направлении. От пра­ вильного выбора трассы, т. е. составляющих ее интервалов (промежутков между соседними станциями), существенно зависит устойчивость и качество радиорелейной связи.

Дальность и надежность радиорелейной связи сильно за­ висят от таких явлений, как рефракция, дифракция и интер­ ференция радиоволн.

Рефракция радиоволн, проявляющаяся в искривлении траектории радиолучей из-за неоднородностей среды, может либо увеличить дальность радиорелейной связи (при наличии положительной рефракции), либо уменьшить ее (при наличии отрицательной рефракции). При положительной рефракции передаваемые по радиорелейной линии сигналы могут при­ ниматься не только соседними станциями, но и другими стан­ циями через несколько интервалов или находящимися в со­ ставе других радиолиний. Для устранения явления рефракции надо изменить частоту связи или переменить место располо­ жения станции.

Дифракция радиоволн, проявляющаяся в огибании радио­ волнами кривизны земной поверхности или местных предме­ тов, способствует увеличению дальности радиорелейной связи,

Она возникает вследствие сложения сигналов в основном двух радиоволн (см. рис. 27): поверхностной прямой волны и волны, отраженной от земной поверхности. Это явление сильнее про­ является на дециметровых и сантиметровых волнах, чем на метровых. Качество радиорелейной связи при этом, как пра­ вило, ухудшается. Для устранения интерференции надо из­ менить высоту подъема антенны или сменить место располо­ жения станции.

Оценка интервалов трассы. Промежуток между соседними станциями радиорелейной линии называется интервалом.

Для устойчивости радиорелейной связи необходимо обес­ печить прямую видимость на интервалах трассы. Прямая видимость имеет место лишь в том случае, если прямая ли­ ния, соединяющая антенны соседних (работающих между собой) станций, не пересекается кривизной Земли, неровно­ стями местности или местными предметами (рис. 76). Вели­ чина просвета интервала трассы определяется по наимень­ шему расстоянию между линией прямой видимости и земной поверхностью (местными предметами). В зависимости от вели­

137

чины просвета интервалы трассы подразделяются на откры­ тые, полуоткрытые и закрытые.

Интервал называется открытым, если величина просвета равна некоторому его оптимальному значению или больше него.

Интервал называется полуоткрытым, если величина про­ света меньше некоторого его оптимального значения, но при этом есть прямая видимость.

Интервал называется закрытым, если между антеннами станции нет прямой видимости.

Оптимальная величина просвета зависит от диапазона и равна приблизительно одной шестой части рабочей волны.

Л и н и я п р ям о й видимост и

Лес Постройни

Рис. 76. К пояснению прямой видимости и величины просвета

Для радиорелейных линий дециметрового и сантиметрового диапазонов требуются открытые интервалы трассы. Радио­ релейные линии метрового диапазона могут работать на полу­ открытых и даже закрытых интервалах трассы. Однако каче­ ство связи при этом снижается.

Препятствия на интервале трассы вносят ослабление сиг­ нала в точке приема. При этом ослабление сигнала будет тем больше, чем ближе расположение станций к этим препят­ ствиям.

Порядок выбора трассы. Трасса радиорелейной линии определяется выбором пунктов расположения оконечных и промежуточных станций на местности. Пункты расположения радиорелейных станций надо выбирать так, чтобы обеспечива­ лась наибольшая протяженность интервалов прямой види­ мости. Чем больше длина интервалов, тем меньше потребует­ ся станций для заданной линии связи.

Для выбора интервалов трассы радиорелейной линии ре­

мого наведения радиолинии определяются пункты расположе­ ния оконечных и промежуточных станций, оцениваются ин­ тервалы трассы. Пункты расположения станций должны выбираться с учетом обеспечения открытых интервалов, удобства развертывания и маскировки элементов станций, защиты аппаратуры от средств поражения, быстрой подачи

138