- Главная
- Без категории
- Особенности распространения радиоволн УКВ диапазона. (Тема 1.1)
Содержание
- 2. Занятие № 1 - 1 - В настоящее время резко возросла значимость радиорелейной и тропосферной связи
- 3. Занятие № 1 - 1 - Военная Кафедра Связи Радиорелейная связь - это вид дуплексной радиосвязи
- 4. Радиорелейная связь обеспечивает: - многоканальность, высокую пропускную способность; - большую дальность связи; - дуплексность каналов и
- 5. Занятие № 1 - 1 - Радиорелейные средства позволяют осуществлять дуплексную, многоканальную телефонную, телеграфную, факсимильную и
- 6. Принцип радиорелейной связи иллюстрируется на рисунке 1, на котором схематично изображена радиорелейная линия (PPЛ), состоящая из
- 7. Для улучшения условий прохождения УКВ на интервалах и увеличения их длины РРС, как правило, развертывают на
- 8. Широкополосность радиосигналов РРС в свою очередь обусловленная причинами: применяемыми методами модуляции и требованием многоканальности, т.е. большой
- 9. Заняте № 1 - 1 - Однако, как известно ЧМ и ИМ характеризуются большой широкополостностью радио-сигналов,
- 10. Занятие № 1 - 1 - Последнее объясняется тем, что дискретные элементы радиоэлектроники, используемые в многоканальных
- 11. Занятие № 1 - 1 - Военная Кафедра Связи Недостатки радиорелейной связи: - необходимость обеспечения прямой
- 12. Занятие № 1 - 1 - Военная Кафедра Связи
- 13. Занятие № 1 - 1 - Военная Кафедра Связи Разделение радиоволн на диапазоны в первую очередь
- 14. Занятие № 1 - 1 - Военная Кафедра Связи Первая способность УКВ диапазона - большая частотная
- 15. Занятие № 1 - 1 - Военная Кафедра Связи Необходимость обеспечения постоянства остаточного затухания каналов диктуется
- 16. Занятие № 1 - 1 - Военная Кафедра Связи Характерным свойством таких методов модуляции является возможность
- 17. Занятие № 1 - 1 - Военная Кафедра Связи Препятствия, закрывающие линию прямой видимости, вызывают очень
- 18. Слои атмосферы высотой примерно до 100-130км. по своему составу однородны. В этих слоях имеется воздух, содержащий
- 19. рис. 2.2. Пути распространения радиоволн. Занятие № 1 - 1 - Военная Кафедра Связи Пространственная волна
- 20. Занятие № 1 - 1 - Военная Кафедра Связи Поверхностная волна основанием своего фронта касается Земли.
- 21. Занятие № 1 - 1 - Военная Кафедра Связи При наличии прямой видимости пространственная волна обычно
- 22. Занятие № 1 - 1 - Военная Кафедра Связи Преломление УКВ в нижних слоях атмосферы. Прилегающие
- 23. рис. 2.5. Распространение радиоволн по атмосферному волновому каналу. Занятие № 1 - 1 - Военная Кафедра
- 24. Занятие № 1 - 1 - Военная Кафедра Связи Отражение УКВ от слоистых неоднородностей тропосферы. Инверсные
- 25. Дальнее тропосферное рассеяние УКВ В тропосфере воздух никогда не находится в спокойном состоянии. Имеются восходящие и
- 26. Занятие № 1 - 1 - Часть рассеянной энергии при условии, что она оказывается направленной в
- 28. Скачать презентацию
Занятие № 1 - 1 -
В настоящее время резко возросла значимость радиорелейной
Занятие № 1 - 1 -
В настоящее время резко возросла значимость радиорелейной
Тема сегодняшнего занятия: "Общая характеристика радиорелейной связи и диапазонов УКВ ".
Цель:
Изучить общие сведения о радиорелейной связи и особенности распространения
радиоволн в УКВ диапазоне.
- Воспитать стремление к изучению радиорелейной связи.
Введение
Военная Кафедра Связи
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Радиорелейная
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Радиорелейная
Радиорелейные станции делятся на два типа – радиорелейные станции прямой видимости и радиорелейные станции дальнего тропосферного рассеяния радиоволн.
В первом случае трасса выбирается так, чтобы между антеннами соседних станций имелась прямая видимость, и связь осуществляется за счет радиоволн, распространяющихся вдоль поверхности земли.'
Во втором случае радиоволны достигают точки приема за счет рассеяния на неоднородностях тропосферы.
Радиорелейная связь - вид связи, сочетающий в себе ряд положительных качеств многоканальной проводной электросвязи и радиосвязи на ультракоротких волнах (УКВ).
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАДИОРЕЛЕЙНОЙ СВЯЗИ
Радиорелейная связь обеспечивает:
- многоканальность, высокую пропускную способность;
- большую дальность связи;
- дуплексность каналов
Радиорелейная связь обеспечивает: - многоканальность, высокую пропускную способность; - большую дальность связи; - дуплексность каналов
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Занятие № 1 - 1 -
Радиорелейные средства позволяют осуществлять дуплексную, многоканальную телефонную, телеграфную,
Занятие № 1 - 1 -
Радиорелейные средства позволяют осуществлять дуплексную, многоканальную телефонную, телеграфную,
Каналы связи, образованные радиорелейными средствами связи используются, как правило, в комплексе с аппаратурой автоматического засекречивания. /
Связь между двумя удаленными пунктами образуется путем использования ряда приемо-передающих радиорелейных станций, отстоящих друг от друга на расстоянии прямой геометрической видимости между их антеннами.
Военная Кафедра Связи
Принцип радиорелейной связи иллюстрируется на рисунке 1, на котором схематично
изображена радиорелейная
Принцип радиорелейной связи иллюстрируется на рисунке 1, на котором схематично изображена радиорелейная
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Для улучшения условий прохождения УКВ на интервалах и увеличения их длины
Для улучшения условий прохождения УКВ на интервалах и увеличения их длины
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Широкополосность радиосигналов РРС в свою очередь обусловленная причинами: применяемыми методами модуляции и
Широкополосность радиосигналов РРС в свою очередь обусловленная причинами: применяемыми методами модуляции и
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Заняте № 1 - 1 -
Однако, как известно ЧМ и
Заняте № 1 - 1 -
Однако, как известно ЧМ и
Занятие № 1 - 1 -
Последнее объясняется тем, что дискретные
Занятие № 1 - 1 -
Последнее объясняется тем, что дискретные
Достоинства и недостатки
Радиорелейная связь сочетает в себе достоинства как радиосвязи, так и проводной многоканальной связи и занимает промежуточное положение: многоканальные сигналы передаются и принимаются средствами радиосвязи, но формируются, особенно при частотном уплотнении, средствами проводной связи. При этом радиорелейные линии обеспечивают такое же качество связи и достоверность передачи информации, как и линии проводной дальней связи. Радиорелейная связь получила широкое распространение во всех областях народного хозяйства, а также в вооруженных силах для управления войсками. Радиорелейные линии широко используются для коммерческой связи и для обмена программ вещания и телевидения между различными странами всех континентов.
Достоинство радиорелейной связи:
- возможность организации многоканальной связи и передачи любых сигналов, как узкополосных, так и широкополосных;
- возможность обеспечения двухсторонней связи (дуплексной) связи между потребителями каналов (абонентами);
- возможность создания 2-х проводных и 4-х проводных выходов каналов связи;
- практическое отсутствие атмосферных и промышленных помех;
- узконаправленность излучения антенных устройств;
- сокращение времени организации связи в сравнении с проводной связью.
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Недостатки радиорелейной
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Недостатки радиорелейной
- необходимость обеспечения прямой геометрической видимости между антеннами соседних станций;
- необходимость использования высокоподнятых антенн;
- использование промежуточных станций для организации связи на большие расстояния, что является причиной снижения надежности и качества связи;
- громоздкость аппаратуры;
- сложность в строительстве радиорелейных линий в труднодоступной местности.
2. ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН УКВ ДИАПАЗОНА
Для радиорелейной связи используется диапазон УКВ, указанный в таблице:
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Разделение
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Разделение
В настоящее время наиболее широко для радиорелейной связи принимаются диапазоны дециметровых и сантиметровых волн.
Диапазоны метровых волн (короче 5 м) используются только для малоканальной радиорелейной связи.
Диапазоны миллиметровых волн и сантиметровые волны короче 3-х см считаются перспективными для некоторых видов РРЛ, но применение этих волн в настоящее время ограничено недостаточной их освоенностью и проблемами, связанными сильным поглощением этих волн гидрометеорами (дождь, снег, туман и т.д.). На практике для радиорелейной связи в указанных диапазонах, т.е. УВЧ; ОВЧ; СВЧ; КВЧ выделяются лишь отдельные участки, так как в этих диапазонах функционируют и другие радиоэлектронные средства.
А. Свойства УКВ диапазона
- большая частотная емкость;
- практическое отсутствие атмосферных и промышленных помех;
- малая дифракционная (огибающая) способность;
- возможность создания антенных устройств узконаправленного излучения и приема электромагнитных колебаний.
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Первая способность УКВ
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Первая способность УКВ
Рс вх -Рс вых = ar =const
Уровнем принято называть значение величины сигналов, выраженное в относительных (безразмерных) единицах - децибелах:
P = 10lgP1/Po) = 20lg(U1/Uo)
где Р, и U, - мощность и напряжение на выходе канала связи
Ро и Uo - мощность и напряжение на входе канала связи.
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Необходимость
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Необходимость
Во-первых, при этом может быть улучшено качество связи, поскольку в канале связи случайными величинами являются величина шума и передаваемых сигналов, а параметры каналов остаются
неизменными.
Во-вторых, появляется возможность включения на выходе каналов дифференциальных систем, что обеспечивает двухпроводные выходы каналов связи. В этом случае сопряжение каналов радиорелейных линий с каналами линий дальней связи осуществляется не только при четырехпроводных, но и при двухпроводных выходах.
В-третьих, некоторые виды оконечной аппаратуры работают эффективно при неизменном коэффициенте передачи сигналов.
Постоянство остаточного затухания каналов радиорелейных линий достигается при использовании таких методов модуляции, при которых уровень полезного сигнала на выходе приемника станции не зависит от величины высокочастотного сигнала на его входе, если последний больше определенной пороговой, для данного приемника величины. Это обеспечивается при передачи информации с помощью частотной и различных методов импульсной модуляции (кроме амплитудно-импульсной), которые требуют, как правило, широкой полосы частот тракта связи.
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Характерным свойством
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Характерным свойством
количества информации и добиться существенного улучшения качества связи.
Второе свойство УКВ диапазона - практическое отсутствие внешних атмосферных и промышленных помех - выдвигает на первое место внутренние флуктуационные шумы приемных устройств. Уровень внутренних шумов легко учитывается при проектировании станции и расчете количества связи и при необходимости может быть уменьшено применение специальных малошумящих усилителей. Это также способствует существенному повышению качества связи на радиорелейной линии.
Третье свойство УКВ диапазона - малая дифракционная способность, которая тем меньше, чем короче используемая для связи длина волны. Это явилось основной причиной применения промежуточных станций для организации связи на большие расстояния. Протяженность интервалов между соседними станциями должна быть такой, чтобы обеспечивалась прямая геометрическая видимость между их антенными системами. Уверенная связь на каждом интервале обеспечивается передатчиками сравнительно малой мощности (ед., десятки ватт).
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Препятствия, закрывающие линию
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Препятствия, закрывающие линию
Как правило при гладкой сферической земной поверхности протяженность интервалов выбирается меньше расстояния прямой видимости, т.к. для получения устойчивой связи необходимо обеспечить определенный просвет между линией, соединяющей антенны, и поверхностью земли. Однако, на пересеченной местности, если станции расположены на господствующих высотах, протяженность интервалов может достигать 60км и более.
Все это показывает, что использование радиоволн УКВ диапазона является главной, определяющей, особенностью радиорелейной связи.
Особенности распространения УКВ.
Характер распространения радиоволн зависит от длины волны, кривизны земли, почвы, состава атмосферы, времени суток и года, состояния ионосферы, магнитного поля Земли, метеорологических условий.
Слои атмосферы высотой примерно до 100-130км. по своему составу однородны. В этих
Слои атмосферы высотой примерно до 100-130км. по своему составу однородны. В этих
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
рис. 2.2. Пути распространения радиоволн.
Занятие № 1 - 1 -
Военная
рис. 2.2. Пути распространения радиоволн.
Занятие № 1 - 1 -
Военная
Пространственная волна распространяется от антенны в атмосферу Земли.
Волны отраженные или рассеянные неоднородными слоями или «зернами» тропосферы - тропосферные волны.
Радиосвязь – род электросвязи, которая реализуется с использованием радиосредств и земных и ионосферных радиоволн.
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Поверхностная волна
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Поверхностная волна
рис. 2.3. Прямой и отраженный лучи пространственной волны.
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
При наличии прямой
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
При наличии прямой
Отраженный луч имеет сдвиг по фазе на 180°. Если два луча прошли одно и тоже расстояние, то векторная сумма их равна нулю, в результате в приемной антенне сигнала не будет. В действительности отраженный луч проходит несколько большее расстояние. Разность фаз определяется разностью пути в отношениях длины волны. Общий принимаемый сигнал зависит главным образом от используемой частоты. При низких частотах использование пространственных волн не представляет интереса для связи. Только на высоких частотах, где разность пути является соизмеримой с используемой длиной волны, пространственная волна широко используется.
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Преломление УКВ
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Преломление УКВ
Прилегающие к земле слои атмосферы неоднородны по своим электрическим свойствам. Показатель преломления n различных слоев атмосферы изменяется, убывая с высотой (на уровне моря п=1.003).
Траектория распространения УКВ с учетом рефракции при различных п.
Уменьшение величины n приводит к тому, что радиоволны будут при переходе из слоя в слой преломляться в направлении земной поверхности. Траектория луча оказывается искривленной, вследствие чего становится возможной радиосвязь на расстоянии несколько превышающем дальность оптического горизонта. Указанное явление - атмосферная рефракция. В случае, когда радиус кривизны траекторий радиолуча становится равным радиусу Земли, радиоволны распространяются параллельно земной поверхности. Такой случай называется «критической рефракцией». При больших значениях показателя преломления n траектории, радиоволн излученных под небольшим углом к горизонту, искривляются настолько, что они снова падают на землю, отражаются от нее и опять движутся по криволинейной траектории с последующим возвращением на земную поверхность.
рис. 2.5. Распространение радиоволн по атмосферному волновому каналу.
Занятие № 1 - 1 -
рис. 2.5. Распространение радиоволн по атмосферному волновому каналу.
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Верхняя граница волнового канала
Такое распространение радиоволн называют «сверхрефракцией», а область пространства, в которой радиоволны распространяются подобным образом, называют волновым каналом. В этом случае дальность радиосвязи может в десятки раз превышать дальность прямой видимости.
Волновые каналы образуются в атмосфере только в тех случаях, когда преувеличение высоты температура воздуха вместо обычного убывания возрастает (инверсия температуры), а влажность воздуха быстро падает.
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Отражение УКВ
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Отражение УКВ
Инверсные слои воздуха иногда образуются на некоторой высоте земной поверхнос-ти. Они называются слоистыми неоднородностями тропосферы. Лучшей способностью к отражению обладают метровые волны. С укорочением волны эффективность отражения падает. Отражение от слоистых неоднородностей может сильно увеличить дальность радиосвязи. Волновые каналы и слоистые неоднородности образуются сравнительно редко.
рис. 2.6. Оражение УКВ от приподнятого слоя инверсии
Дальнее тропосферное рассеяние УКВ
В тропосфере воздух никогда не находится в спокойном
Дальнее тропосферное рассеяние УКВ В тропосфере воздух никогда не находится в спокойном
Занятие № 1 - 1 -
Военная Кафедра Связи
Занятие № 1 - 1 -
Часть рассеянной энергии при
Занятие № 1 - 1 -
Часть рассеянной энергии при
На подвижных военных TPЛ интервалы, как правило не превышают 120-200км.
Влияние ионосферы на распространение УКВ
Известны случаи распространения метровых волн на расстояние в несколько тысяч километров. Причиной дальнего распространения УКВ метрового диапазона является рассеяние на неоднородностях ионосферы, обусловленных метеорной ионизацией «ионосферными ветрами» и другими явлениями. Сущность самого явления рассеяния электромагнитных волн от ионосферных неоднородностей такова же, как и при рассеянии от вихревых неоднородностей в тропосфере. Такие ионизированные участки существуют лишь несколько секунд, а затем практически исчезают. Однако так как в атмосферу ежеминутно попадает большое число метеоритов, то можно осуществить достаточно эффективную (прерывистую) во времени связь, за появлением следов метеоритов наблюдает специальная радиосистема с небольшой излучаемой мощностью. Как только подходящий след обнаружен, включается мощный передатчик и сообщение «выстреливаются» с применением аппаратуры БД и СБД.