Лекция 23

12.1.1. Ионосферные линии связи

В ионосферных линиях (ИЛ) используется рассеяние УКВ в ионосфере, которое по характеру сходно с рассеянием УКВ в тро­посфере. Поэтому по принципу построения ИЛ не отличаются от ТЛ (см. рис. 7.6). В отличие от ТЛ в данном случае рассеивающий объем находится в ионосфере и располагается на высоте 80— 100 км (слой Е, см. п. 7.2). Особенностью этого слоя ионосферы является ярко выраженная зависимость от частоты колебаний электрической проницаемости ионизированного газа. Это обуслов­ливает более эффективное рассеяние в ионосфере колебаний мет­рового диапазона УКВ (4—12 м). Вследствие этого системы ионо­сферной связи являются более узкополосными, чем системы тро­посферной связи.

Протяженность интервала определяется как и в тропосферной связи с учетом того, что рассеивающий объем находится на зна­чительно большей высоте от земной поверхности. Протяженность интервала достигает 2200 км. Методы борьбы с медленными и быстрыми замираниями сигнала также аналогичны. Мощность передатчиков ионосферных станций — порядка нескольких десят­ков киловатт.

В отличие от тропосферной связи при построении ИЛ приме­няются антенные устройства значительно большей площади. Как правило, это остронаправленные многоярусные дипольные антен­ны, площадь излучения которых иногда превышает 1800 м².

Методы разделения каналов связи Частотное разделение каналов связи

Для организации нескольких каналов связи по одной линии связи существует ряд методов разделения каналов: частотный, временной, фазовый, линейный, пространственный, по уровню уравновешенного моста.

Наиболее широкое распространение на практике получили частотный и временной методы.

Организация нескольких каналов связи по одной линии назы­вается уплотнением линии связи. Уплотнение линии связи эконо­мически целесообразно осуществлять, так как это позволяет •сократить капитальные затраты на строительство новых линий связи в случае отсутствия уплотнения, сократить расходы на обо­рудование и эксплуатацию.

При ЧРК спектры канальных сигналов располагаются по шка­ле частот таким образом, чтобы не происходило перекрытия их частотных полос, т. е. для каждого канала связи отводится своя полоса частот (рис. 4.1).

Для переноса спектра первичного сигнала в область полосы пропускания соответствующего канала связи применяется один из видов модуляции: амплитудная, частотная или фазовая, и ис­пользуется своя несущая частота. Расстояние между несущими частотами по частоте выбирается таким образом, чтобы не было перекрытий частотных спектров модулированных сигналов сосед­них каналов.

Разделение сигналов, передаваемых по различным каналам, на приемной стороне осуществляется при помощи полосовых фильтров. Если бы полосовые фильтры имели идеальные характе­ристики затухания, каналы связи при ЧРК можно было бы распо­лагать по шкале частот рядом, и в отведенном диапазоне частот можно было бы получить , где — полоса частот, занимаемая одним каналом, каналов связи. Однако, из-за неиде­альности характеристик затухания электрических фильтров часть полосы необходимо тратить на расфильтровку между каналами, чтобы предотвратить взаимное влияние спектров частот соседних каналов. Тогда, с учетом потерь на расфильтровку, общее количе­ство каналов связи при ЧРК определится из выражения

где — полоса частот, отводимая на расфильтровку.

Упрощенная структурная схема системы с ЧРК показана на рис. 4.2. Здесь от ИС в систему связи в зависимости от ее вида может поступать либо звуковой сигнал (при телефонной связи), либо оптический (при факсимильной или телевизионной связи), либо механическое воздействие (при телеграфной связи). Предпо­ложим, что данная система предназначена для передачи телефон­ных сигналов. В этом случае от каждого ИС на П_вх (телефонный аппарат) поступают звуковые (речевые) сигналы. П_вх преобразует акустические воздействия в электрические сигналы, занимающие полосу частот 300 — 3400 Гц.

С выхода П_вх электрические сигналы подаются на модулятор М, где происходит формирование канальных сигналов, т. е. пере­нос исходного спектра частот (300—3400 Гц) в полосу частот данного телефонного канала, которая зависит от несущей частоты, подаваемой на данный модулятор с Г_н1. Если в качестве модуля­тора используется, например, амплитудный модулятор, то на его выходе появится модулированный сигнал, содержащий две боко­вые полосы частот. Так как частоты верхней и нижней боковых полос несут ту же информацию, то для передачи по линии связи нет необходимости передавать две полосы частот. Поэтому для осуществления передачи с одной боковой полосой (ОБП) на выхо­де модулятора устанавливается полосовой фильтр ПФ, который выделяет одну боковую полосу частот для передачи ее в линию связи.

В линию связи поступают также сигналы других каналов связи, полосы частот которых не перекрываются благодаря соот­ветствующему выбору несущих частот, подаваемых на различные канальные модуляторы.

На приемной стороне групповой сигнал из линии связи, пред­ставляющий собой сумму канальных сигналов, поступает на гре­бенку полосовых канальных фильтров, каждый из которых выделяет полосу частот своего канала и подает ее на демодуля­тор (ДМ). Последний производит обратный перенос спектра канальных сигналов в исходную полосу частот 300—3400 Гц. Это достигается полным соответствием частот, подаваемых на М и ДМ данного канала от генераторов несущих. Сигнал с частотами 300— 3400 Гц подается на П_вых (телефонный аппарат), где производится обратное преобразование электрических сигналов в звуковые, которые далее подаются получателю сообщения (ПС).

Передача информации в обратном направлении осуществляется аналогичным образом. При использовании для передачи в обрат­ном направлении другой линии связи можно воспользоваться теми же полосами частот, что и для передачи в прямом направле­нии. В случае использования для обратного направления одной и той же линии передачу осуществляют в других частотных по­лосах.

К недостаткам ЧРК следует отнести неполное использование отведенного диапазона частот из-за потерь на расфильтровку ка­налов и большой объем затрат на оборудование.