9.4. Системы декаметровой радиосвязи
Декаметровая (коротковолновая) радиосвязь- это связь обусловленная возможностью распространения радиоволн КВ диапазона (2...30МГц) за счет однократного или многократного отражения от ионосферы.
Основные характеристики и принцип организации систем КВ радиосвязи определяются особенностями распространения радиоволн этого диапазона. Дальнее и сверхдальнее распространение происходит за счет ионосферных волн, т. е. путем однократного или многократного отражения от ионосферы (области атмосферы на 60...1200км). Основную роль в распространении играет отражающий ионосферный слой F2(слоиF1иF2ионосферы находятся на высотах 170...240 и 230...400км соответственно). Ионосферные слоиD(на высоте 60...90км) иE(на высоте 100...140км) являются поглощающими для волн КВ диапазона.
Интенсивность отражения и поглощения в ионосфере существенно зависит от времени суток и года, от рабочей частоты, а также то протяженности и географического положения КВ трассы. Используемая рабочая частота должна удовлетворять следующим двум условиям: она не должна быть больше максимально применимой (МПЧ) для заданной трассы (определяется состоянием слоя F2); она должна быть такой, чтобы поглощение радиоволн в областяхDиEне было чрезмерно большим.
Первое условие ограничивает диапазон используемых частот сверху. Оно является критичным, так как при невыполнении его радиоволны вообще не будут отражаться от слоя F2(они будут проходить сквозь его).
Второе условие ограничивает диапазон используемых частот снизу, так как с уменьшением частоты поглощение в ионосфере возрастает. Это условие не является критичным, поскольку потери при распространении могут компенсироваться мощностью передатчика.
С помощью специальных ионосферных карт составляется суточный график МПЧ для заданных трасс, а также аналогичный график изменения оптимальных рабочих частот (ОРЧ) с учетом, что последняя составляет обычно 0,7...0,8 от МПЧ. Примерный вид графика для ОРЧ приведен на рис. 9.4.
Изменение ОРЧ определяется в соответствии с зависимостью состояния ионосферы от времени суток и года, а также фазы 11-летнегопериода солнечной активности. Для поддержания достаточно надежной круглосуточной связи рекомендуется использовать лишь несколько рабочих частот. В приведенном на рис. 9.4 примере суточный набор составляет три частоты (f1,f2,f3). Время перехода с одной частоты на другую в течении суток определяется моментами (t1,t2,t3,t4) соответствующими ломанной кривой на рисунке. Существует условное деление радиоволн на дневные (10...25м), ночные (35...100м) и промежуточные (25...35м).
Рис. 9.4. Определение суточного набора рабочих частот
Связь в КВ диапазоне может осуществляться и поверхностным лучом. При этом, однако, имеет место сильное поглощение энергии радиоволны в земной поверхности. При мощности передатчика до сотен Ватт дальность связи поверхностным лучом не превышает 100км.
Возможность связи в КВ диапазоне пространственным (отраженным от ионосферы) и поверхностным лучом на линии связи АВотражена на рис. 9.5. Из рисунка видно, что может иметь место так называемаязона молчания. Она возникает если, поверхностный (прямой) луч уже поглощен почвой, а пространственный (отраженный) луч падает под углом превышающим критический для данной точки приема. От зоны молчания можно избавиться путем подбора рабочей частоты (изменяется поглощение в земной поверхности и проникающая способность волны в ионосфере) или изменением угла падения радиоволны на отражающий слой ионосферы (изменяется угол отражения).
Рис. 9.5. Связь пространственным и поверхностным
лучом в дкм диапазоне
Существенными недостатками систем КВ связи являются:
1.Значительный уровень атмосферных и взаимных помех. Обусловленные состоянием атмосферы и большим количеством радиосредств работающих в КВ диапазоне.
2.Быстрые (с периодом от десятых долей секунд до нескольких секунд) и медленные (с периодом в несколько минут) замирания. Первые вызываются интерференцией нескольких лучей пришедших в точку приема, а вторые, как правило, изменением состояния ионосферы.
Особенно негативно сказывается при приеме замирания, которые проявляются в виде мультипликативной помехи и приводят к существенному снижению помехоустойчивости (группирование ошибок и межсимвольная интерференция при передаче цифровых сигналов, трудность реализации когерентного приема и т.п.). К традиционным способам борьбы с замираниями относятся: разнесенный прием (по времени, пространству и частоте); адаптивные методы передачи и приема (разрешение неопределенности относительно состояния КВ линии связи и адаптация аппаратуры к условиям связи). Проблема борьбы с замираниями и их проявлениями в значительной степени определяет те направления по которым ведется развитие систем КВ связи.
Достоинства системы КВ авиационной радиосвязи определяется прежде всего возможностью простой организации оперативной прямой связи практически на любые земные расстояния с подвижными объектами через труднодоступные пространства при помощи мобильных станций небольшой мощности. Кроме того, КВ связь характеризуется довольно простой восстанавливаемостью в случае ее нарушения. Роль этого вида связи существенно возрастает, если учесть уязвимость в военное время других систем обеспечивающих дальнюю и сверхдальнюю связь (тропосферных, метеорных, радиорелейных, спутниковых и т. п.)