Выбор и чередование частот в радиорелейной связи
Для РРЛ применяется главным образом диапазон СВЧ -
сантиметровые волны. Как уже указывалось выше, для этого вида
радиосвязи вполне применимы и диапазоны УВЧ и ОВЧ, однако
первый из них на порядок, а второй - на два порядка уже, поэтому
резко сокращается частотный ресурс. Напротив, применение бо-
лее коротких волн позволило бы занять более широкие полосы
частот и соответственно увеличить пропускную способность РРЛ;
это позволило бы также уменьшить размеры и стоимость антенн
при сохранении острой направленности их действия. Но на волнах
короче 5 см усиливается поглощение волн в атмосфере, особенно
при осадках. Поэтому линии значительной протяженности работа-
ют чаще всего в диапазоне СВЧ; в частности широко используются
полосы частот, средние частоты которых - 4 и 6 ГГц
Для каждой РРЛ выделяется полоса частот, от ширины кото-
рой зависит пропускная способность линии. Так, например, суще-
ствуют системы, для которых в диапазоне 6 ГГц отведена полоса
частот шириной в 500 МГц; в этой полосе образуются 16 каналов:
в одном направлении восемь и восемь в противоположном, т. е.
действуют восемь стволов. Схема распределения частот между
каналами для этого примера показана на рис.5.7.
Одно из важных свойств антенн СВЧ, соединяемых с радио-
аппаратурой посредством волноводов с прямоугольным попереч-
ным сечением, состоит в способности излучать и принимать волны
с определенной поляризацией: если волновод, связанный с при-
емной антенной, пропускает волны, которые во внешнем про-
странстве имеют вертикальную поляризацию, то волны с горизон-
тальной поляризацией через этот волновод не пройдут; аналогич-
но волновод, пропускающий волны с горизонтальной
поляризацией, не пропустит к приемнику вертикально поляризо-
ванные волны. Соответственно и волны от радиопередатчика из-
лучаются через антенну с поляризацией, зависящей от той, с кото-
рой они подводятся к антенне через волновод.
Волны можно подводить к антенне по двум волноводам
с взаимно перпендикулярной поляризацией. Волны от передатчи-
ка, питающего один волновод, при этом излучаются с горизонталь-
ной поляризацией, а от второго передатчика - с вертикальной. При
приеме соответственно горизонтально поляризованные волны на-
правляются в один волновод, а вертикально поляризованные -
в другой. Для уменьшения взаимных помех между соседними по
частоте каналами рекомендуется чередовать поляризацию волн
каналов. Например, при распределении каналов по схеме рис.5.7
целесообразно чтобы в полосах частот 1А, ЗА, 5А, 7А, 2Б, 4Б, 6Б и
8Б волны имели горизонтальную поляризацию, а в полосах 2А, 4А,
6А, 8А, 1Б, ЗБ, 5Б и 7Б - вертикальную (или наоборот). В этом слу-
чае, например, сигнал ствола 5А не будет подвергаться помехам
со стороны соседних отводов 4А и 6А не только потому, что их
средние частоты сильно отличаются (примерно на 30 МГц в диапа-
зоне 6 ГГц), но и потому, что их волны не пройдут в волновод
ствола 5А.
Выше уже упоминалось в составе ресурса многоканальных
систем радиосвязи разделение каналов по частоте, пространству
и времени. Возможность разделения сигналов по поляризации
в устройствах СВЧ также расширяет этот ресурс.
Для избежания мешающего воздействия передатчиков на
приемники той же станции применяется по возможности большое
взаимное разнесение частот передачи и приема каждого ствола
Если, например, в полосе 1А ведется прием, то передачу сигналов
того же ствола осуществляют в полосе 1Б; для приема и передачи
во втором стволе используют полосы 2А и 2Б и т.д.
Рис. 5.8
На промежуточных станциях РРЛ частоты целесообразно
чередовать в соответствии с рис.5.8. Если со стороны ОС1 пере-
дача в стволе 1 идет в полосе 1А, то сигналы, принятые в этой по-
лосе на промежуточной станции ПС1 передаются в направлении
станции ПС2 в полосе 1Б. Со станции ПС2 к станции ПСЗ они
передаются в полосе 1А и т.д. Следовательно, частоты
приема и передачи чередуются как на схеме рис.5.3. На каждой
станции в каждой полосе работают либо только приемники, либо
только передатчики и притом в противоположных направлениях.
Возможность разделения волн по поляризации позволяет
использовать единую антенну, как для приема, так и для передачи.
В таких РРЛ на каждой промежуточной станция имеются только
две антенны: по одной для каждого направления. Такое упрощение
на практике делается только при небольшом количестве стволов,
позволяющем увеличить разнос частот между ними. Пример стан-
ции с четырьмя стволами и двумя антеннами А1 и А2 приведен на
рис.5.9.
ПОДВИЖНАЯ РАДИОСВЯЗЬ
Условия подвижной радиосвязи. В соответствии с терми-
ном " подвижная радиосвязь", речь идет о связи либо между под-
вижными, либо между подвижными и фиксированными объектами.
Для оценки значения этого вида радиосвязи следует учитывать,
Как уже отмечалось выше, что обмен информацией между абонен-
тами сухопутных сетей связи, длительно находящихся в опреде-
ленных и неподвижных пунктах, может быть осуществлен не толь-
ко посредством радиоволн; для этой цели служат преимуществен-
но подземные кабели и абонентские проводные линии. В то же
время электросвязь с неограниченной возможностью перемеще-
ния одного или обоих связывающихся абонентов без применения
радиоволн практически неосуществима.
Для обширной области применений подвижной радиосвязи
типичны транспорт - воздушный, морской, речной, железнодорож-
ный, автомобильный и др., а также обслуживание произвольно пе-
ремещающихся индивидуальных абонентов, не использующих
транспортные средства. В последнем случае, квалифицируемом
как персональная радиосвязь, речь идет о портативной или кар-
манной радиоаппаратуре.
Условия подвижной радиосвязи по сравнению с фиксиро-
ванной отличаются непостоянством и относительной сложно-
стью по ряду причин, к которым относятся главным образом
следующие:
в зависимости от местных условий распространения радио-
волн, передвижение принимающего абонента сопряжено с изме-
нением уровня принимаемого сигнала, причем пределы этих изме-
нений могут быть очень широки;
при перемещениях принимающей станции в условиях горо-
да, пересеченной местности и т.п. на антенну этой станции, поми-
мо волн, поступающих непосредственно от передающей станции,
могут действовать волны от этой же станции после их отражений
от различных зданий и иных объектов. Поскольку расстояния, про-
бегаемые этими волнами, неодинаковы, наблюдается так назы-
ваемая многолучевость: один и тот же радиосигнал принимается
неоднократно с различными сдвигами во времени. Возникающая
при этом интерференция волн усиливает непостоянство уровня
результирующего сигнала: при совпадении по фазе волны склады-
ваются и уровень сигнала возрастает; при противоположности по
фазе они взаимно вычитаются и радиосигнал ослабляется. Кроме
того, интерференция неблагоприятно влияет на структуру и форму
сигнала, несущего сообщение (модулированного сигнала), что
приводит к искажениям передаваемых сообщений;
при перемещениях приемника, в особенности непредвиден-
ных, он может оказаться в условиях, когда на него действуют вол-
ны постороннего происхождения - радиопомехи от разных источ-
ников и с соответственно различными свойствами, т. е. непостоян-
на " помеховая обстановка". Нестабильность интенсивности
и структуры радиопомех может иметь широкие пределы, что за-
трудняет приспосабливание (адаптацию) приема к помеховой об-
становке и приводит к ухудшению качества приема передаваемой
информации;
в условиях перемещения связывающихся радиостанций за-
труднена взаимная ориентация их антенн, необходимая для соз-
дания оптимальных условий для приема и передачи информации.
Если регулирование направленности антенн возможно, то, как
правило, при подвижной связи оно сопряжено со значительным
усложнением конструкции оборудования. В то же время при ра-
диосвязи между фиксированными объектами применение на ра-
диостанциях антенн, направленных желательным образом, широко
применяется и не представляет существенных трудностей;
на крупных движущихся объектах и тем более в персональ-
ной радиосвязи на конструкцию радиоаппаратуры накладываются
жесткие ограничения по габаритным размерам и массе; как прави-
ло, сильно ограничивается также мощность, потребляемая аппа-
ратурой от питающих ее источников тока, иначе говоря, вынужден-
но уменьшается энергетический ресурс;
в условиях постоянного перемещения абонентской радиоап-
паратуры возрастает вероятность ее повреждения, а также влия-
ние климатических и метеорологических условий. Это должно учи-
тываться при конструировании аппаратуры и ее эксплуатации;
при размещении радиооборудования в подвижных средствах
более вероятны, чем в стационарных условиях, аварии и разного
рода чрезвычайные ситуации. Обычно в подобных условиях тре-
буется безотлагательная и особо надежная сигнализация, что так-
же налагает на конструкцию аппаратуры дополнительные требо-
вания, которые учитываются при ее разработке.
Для неотложной передачи сигналов бедствия специально
выделяются на международной основе определенные полосы час-
тот, которые запрещается использовать для иных целей.
Идеальной системой подвижной радиосвязи была бы такая,
которая позволила бы любому человеку осуществлять обмен ин-
формацией с любым другим человеком на Земле без ограничений
как во времени и пространстве, так и в объеме передаваемых со-
общений. Эта же система должна была бы обеспечивать автома-
тическую передачу службам безопасности информации о техниче-
ском состоянии движущихся объектов и 'о состоянии окружающей
среды. При существующем уровне развития техники эти цели
в полном объеме еще не достигаются, но к этому по сути стремят-
ся исследователи, изобретатели и конструкторы.
Подвижная радиосвязь как часть комплексной сети По-
требность в регулярном применении средств электросвязи инди-
информации от множества подвижных радиостанций передаются
между зонами связываемых абонентов по существующим много-
канальным линиям региональной или общегосударственной сети -
кабельным, спутниковым или радиорелейным.
Если оба абонента находятся в зоне, обслуживаемой одной
узловой радиостанцией, то они получают связь друг с другом через
нее непосредственно. При нахождении в разных зонах связь меж-
ду ними обеспечивается через ближайшие к ним узловые станции
и по каналам линий связи, соединяющих эти станции. В итоге тер-
риториальная или общегосударственная сеть подвижной радио-
связи оказывается комплексной, образуя часть общей единой сети.
В рамках описанной комплексной сети при необходимости
возможна организация одновременной циркулярной связи: пере-
дачи сообщений от одного абонента нескольким или многим або-
нентам, находящимся в зоне обслуживания общей для них узловой
станции, либо в разных зонах.
Используемый термин " абонент" предполагает обычно уча-
стие в сеансе связи человека, что имеет место в подавляющем
большинстве случаев. Однако комплексная сеть подвижной ра-
диосвязи, как и любая сеть электросвязи, может включать автома-
тические устройства как в одном, так и в обоих пунктах, между ко-
торыми осуществляется обмен информацией. Источниками пере-
даваемых сообщений в таких сетях могут служить приборы
контроля метеорологической или иной обстановки, сигнализаторы
аномальных и аварийных ситуаций, аппаратура точного времени
и т. п. Прием сигналов подобного характера тоже может осуществ-
ляться автоматически с применением регистрирующих, запоми-
нающих или сигнальных устройств, а также компьютеров. Переда-
ча сообщений, как речевых, так и цифровых, также может проис-
ходить автоматически по заданной программе и в требуемое
время с соответствующих аппаратов, в которых заблаговременно
записаны эти сообщения и программы их передачи.
Один из видов подвижной радиосвязи, рассчитанный на
групповой прием передаваемых сообщений и уже получивший
значительное распространение - система передачи данных и ин-
струкций для автомобильного транспорта. Передача сведений
о перегрузках отдельных участков автомагистралей, рекомендуе-
мых направлениях объезда препятствий и т.п. ведется через ра-
диостанции звукового радиовещания, в спектр излучений которых
Для этой цели вводится специальный частотный канал. При отсут-
ствии срочной информации этот канал не препятствует приему
программы радиовещания через обычно включенный в пути ра-
диоприемник. При появлении срочных сообщений для водителей
автотранспорта приемник автоматически переключается на прием
этих сообщений и воспроизводит их с достаточной громкостью,
предупреждая о ситуации. Очевидно, что принципы описанной
системы допускают развитие применительно к иным условиям и
видам транспорта.
Изложенные общие принципы подвижной радиосвязи и ее
применений более детально обсуждаются, уточняются и развива-
ются в последующих параграфах данного раздела.
Популярное:
