26.2. Магистральные коротковолновые радиолинии

Магистральные коротковолновые радиолинии (МКРЛ) используются для организации телефонной и те­леграфной связи между крупными административно-хозяйственными подразделениями железнодорожного транспорта (например, МПС и управлениями дорог), разделенными между собой расстоянием в несколь-

В качестве носителя информации в МКРЛ служат радиоволны дека-метрового (старое название — ко­ротковолнового) диапазона с про­странственным типом распростране­ния, которые в результате одно­кратного отражения от ионосферы или многократных отражений в про­странстве ионосфера — земля могут обеспечить радиосвязь без промежу­точных усилительных станций при больших расстояниях между передат­чиком и приемником, как в рассмот­ренных ранее РРЛ. Однако мощность передатчиков должна быть при этом не менее нескольких киловатт, что обостряет проблему электромагнит­ной совместимости с системами радиовещания и телевидения и вы­нуждает выносить передатчики за город.

Для уменьшения влияния ин­дустриальных помех на качество связи в пригородной местности располагаются и приемники МКРЛ, а так как источники и получатели информации сосредоточены в узлах связи на территории города, для подключения их к приемопередатчи­кам используются каналообразую-щая аппаратура и соединительные линии.

На структурной схеме МКРЛ одного направления передачи (рис. 26.6) представлено оборудование линии, которое включает в себя следующие устройства:

оконечные приборы ОП;

аппаратуру промежуточных пре­образований АПП с соединитель­ными линиями СЛ\

радиопередатчик ПРД;

радиоприемник ПРМ и антенно-

U Г\ TLI

Оконечные приборы служат для преобразования сообщений в элект­рический телефонный или телеграф­ный сигнал (микрофон, телеграфный аппарат, трансмиттер) на передаю­щей стороне и для обратного преобразования (телефон, модуля­тор, телеграфный аппарат) на при­емной стороне.

Аппаратура промежуточных пре­образований включает в себя следую­щие устройства: тональные манипу­ляторы типа ТМ-П для преобразова­ния импульсов постоянного тока от телеграфных аппаратов в сигналы тональной частоты; аппаратуру ча­стотного уплотнения ТТ-12, ТТ-48, МТ-4 для уплотнения сигналов тональной частоты от разных ТМ и передачи их по стандартным телефонным каналам проводных или радиорелейных соединительных ли­ний; тональные усилители-выпрями­тели ТУВ-П для преобразования телеграфных сигналов с выхода соединительных линий в импульсы постоянного тока.

В радиопередатчике телефонный и телеграфный сигналы с выхода АПП модулируют (манипулируют) колебание радиочастоты, и полу­ченный радиосигнал после усиления по напряжению и мощности попадает в антенну и излучается в простран­ство. На современных МКРЛ находят применение несколько типов пере­датчиков, отличающихся друг от друга в основном мощностью излуче-

ния Рд, а именно: «Молния-2» (Ра=15 кВт), «Молния-2М» (Ра= 15 кВт), «Молния-3» (Я_А=20 кВт), «Циклон» (Р_А=5 кВт), «Сне­жинка» (Ра=1 кВт), «Пурга» (Ра=50 кВт). Поскольку все пере­численные передатчики построены по одинаковому принципу, для примера рассмотрим лишь структурную схему передатчика «Молния-3» (рис. 26.7). Основным элементом его является высокостабильный возбудитель «Де­када», который представляет собой синтезатор частоты, создающий сет­ку частот с шагом 100 Гц в диапазоне 1,5—29,9999 МГц с относительной нестабильностью 5• 10~⁸. В блоке возбудителя осуществляется и про­цесс управления колебаниями радио­частоты по закону передаваемых сообщений (при передаче телеграф­ных сигналов используется, как правило, частотная манипуляция, при передаче речи — частотная моду­ляция или амплитудная с одной боковой полосой частот).

Радиосигнал с выхода возбудите­ля проходит тракт усиления, состоя­щий из широкополосного ШУ и двух резонансных РУ1, РУ2 усилителей и, достигнув мощности 20 кВт, через ■фильтр гармоник ФГ, согласующее устройство СУ и антенный коммута­тор АК попадает в антенну пере­датчика. В качестве передающих антенн на МКРЛ широко использу­ются ромбическая антенна (см. рис. 22.13, б) и вибратор горизонтальный

диапазонный (ВГД) (см. рис. 22.13, а), причем последний находит приме­нение и как приемная антенна.

Для МКРЛ разработано несколь­ко типов радиоприемников с одинако­выми принципами построения: «Аре­на», Р-155, «Штиль», «Призма» и др. Рассмотрим структурную схему приемника «Призма» с улучшенными технико-эксплуатационными харак­теристиками (рис. 26.8).

Радиосигнал с выхода антенны, пройдя согласующее устройство СУ, широкополосный усилитель ШУ и ан­тенный коммутатор АК, поступает на вход главного приемного тракта, представляющего супергетеродин­ный приемник с двойным преобразо­ванием частоты. Его чувствитель­ность составляет 1,5 мкВ, а избира­тельность по соседнему и зеркальным каналам — не менее 80 дБ. Синтеза­тор частоты СЧ формирует всю необходимую для приема сигналов в диапазоне 1,5—29,9999 МГц сетку частот с возможностью ручной и автоматической перестройки с од­ной частоты на другую с шагом 10 Гц. В тракте демодуляции ТДМ предусмотрены устройства для реги­страции радиотелеграфных сигналов с частотной манипуляцией, двойной частотной манипуляцией, относи­тельной фазовой манипуляцией и ра­диотелефонных сигналов с частотной и амплитудной (однополосной) моду­ляцией.

Соответствуя в целом традици­онным принципам построения, пере­датчики и приемники содержат ряд элементов, отражающих специфиче­ские особенности работы МКРЛ. Для получения эффективного отражения радиоволн декаметрового диапазона от ионосферы, а следовательно,

ППРТЯТГШИПГП unnoua г-ыгиапа и о

рать оптимальное значение рабочей частоты и менять ее в течение суток, месяца и года, адаптируясь к измене­ниям электронной концентрации от­ражающих слоев атмосферы. Это вызывает необходимость перестройки передатчика и приемника каждой радиолинии в процессе сеанса ради­освязи в соответствии со специально составленным волновым расписани­ем, для чего и предназначен синтеза­тор частоты.

Второй особенностью МКРЛ яв­ляется существование медленных и быстрых вариаций уровня принима­емых сигналов (замираний). Медлен­ные замирания, минимальная дли­тельность которых составляет не­сколько минут, возникают за счет изменения коэффициента поглоще­ния радиоволн в атмосфере. Умень­шить их влияние на качество приема позволяет система автоматической регулировки усиления (АРУ) при­емника. Быстрые, замирания явля­ются результатом интерференции в точке приема двух и более радиоволн, отраженных от разных областей ионосферы. Поскольку эти области непрерывно перемещаются со скоростью и, то отраженные вол­ны за счет эффекта Доплера име­ют небольшие отклонения часто­ты от номинального значения /о — А/дп = Ыу/с) • Тогда амплитуда суммарного сигнала в приемной антенне будет изменяться (флуктуи­ровать) во времени со средним периодом Гз^1/А/д„, равным долям секунды, и с максимальным уменьше­нием от среднего значения до 30 дБ и более. Поскольку связь при таких замираниях становится ненадежной, то для приема одного и того же сигнала используют, например, два

такое расстояние, при котором сигналы на их выходах и\ и и₂ замирают независимо друг от друга. Тогда при резком уменьшении уровня сигнала U\(t) на выходе А\ имеется большая вероятность, что уровень сигнала U2(t) на выходе А₂ достаточен для уверенного приема и наоборот. Коммутируя выходы двух приемни­ков по команде анализатора уровня принимаемого сигнала, подключенно­го к выходу их додетекторных трактов, можно реализовать так называемый разнесенный прием, значительно уменьшающий влияние быстрых замираний на качество связи.

И, наконец, третьей особенностью МКРЛ является необходимость орга­низации связи абонентов одного пункта с абонентами разных с точки зрения территориальной локализа­ции пунктов. Это требует организа­ции отдельных передающих и при­емных центров, каждый из которых представляет собой совокупность передатчиков и приемников с боль­шим количеством соответствующих антенн, ориентированных в простран­стве на соответствующие пункты. Отсюда становится понятной роль антенных коммутаторов, обеспечива­ющих подключение передатчиков и приемников к различным антеннам при смене абонентов.

Таким образом, для нормальной работы аппаратуры МКРЛ должны выполняться следующие операции: смена рабочих частот в соответствии с волновым расписанием с перестрой­кой синтезатора и контуров резо­нансных усилителей, смена радиоли­нии с переключением антенн, измене­ние режима работы передатчика при смене вида сообщения и модуляции (манипуляции), автовыбор антенн или приемников при разнесенном приеме и др. Выполнение этих операций возложено на блок автома­тического управления (БАУ), кото­рый на современных радиоцентрах представляет собой специализиро­ванную ЭВМ, обеспечивающую управление работой оборудования по