Оперативно-тактичне обрунтування розробки перспективної радіорелейної станції (стр. 1 из 3)

Оперативно-тактичне обґрунтування розробки перспективноїрадіорелейної станції

1.1 Загальний принцип побудови систем багатоканального радіозв'язку

В наше сьогодення різко підвищилась значимість радіорелейного, тропосферного та космічного зв'язку в загальній системі зв'язку і управління.

Під радіорелейним зв'язком розуміють радіозв'язок, заснований на ретрансляції радіосигналів дециметрових і більш коротких хвиль станціями, розташованими на поверхні Землі. Сукупність технічних засобів і середовища поширення радіохвиль для забезпечення радіорелейного зв'язку утворить радіорелейну лінію зв'язку [4].

Радіорелейні системи передачі працють в діапазонах дециметрових, сантиметрових і міліметрових хвиль, що дозволяє передавати по них широкосмугові сигнали і використовувати антени з малими габаритами при вузько направленому випромінюванні. Радіохвилі цих діапазонів стійко розповсюджуються тільки в межах прямої видимості. Внаслідок цього при передачі інформації на великі відстані завжди використовується ретрансляція сигналів. При РРЛ прямій видимості ретранслятори розміщуються на відстані,неперевищуючому 3...70 км (а в діапазоні міліметрових хвиль через велике загасання — до 5 км).

РР зв'язок забезпечує [10]:

- багатоканальність, високу пропускну здатність;

- велику дальність зв'язку:

- дуплексність каналів і трактів;

- сувору нормованість якісних показників і електричних характеристик каналів і трактів, низький рівень в них шумів і завад.

Характерними особливостями РР зв'язку є:

- застосування методу радіозв'язку на УКХ земною хвилею, дальність котрої різко обмежена;

- використання принципу ретрансляції сигналів для забезпечення потрібної дальності зв'язку;

- використання, як правило, вузькоспрямованих антен.

Рис. 1, а. Принцип РР зв'язку

Тропосферний зв'язок заснований на використанні фізичного явища дальнього тропосферного розповсюдження УКХ, відкритого в кінці 40-х років. Експериментально було встановлено, що УКХ розсіюються і відбиваються діелектричними неоднорідностями тропосфери, розповсюджуючись далеко за межами радіовидимості. Основні особливості дальнього тропосферного розповсюдження УКХ полягають в значно більшому (на 60 ... 100 дБ) медіанному загасанні сигналу і наявності і швидких, і повільних завмирань в порівнянні із загасанням у вільному просторі. У зв'язку з цим при розробці ТРС довелося створювати апаратуру з енергетичними параметрами істотно кращими, ніж у РРЛ прямої видимості. Рівень електричного поля, виникаючого в наслідок ДТР УКХ на відстанях більше 90 … 100 км, значно нижче (на 65 … 85 дБ) рівня поля при наявності прямої видимості, але він набагато вище рівня поля, обумовленого дифракцією хвиль, і достатній для забезпечення прямого радіозв'язку з використанням УКХ на відстані сотні кілометрів. Однак при цьому необхідно значно підвищувати потужність радіопередаючих пристроїв і покращувати інші енергетичні параметри апаратури в порівнянні з апаратурою, яка використовується для звичайного РР зв'язку [1].

Принцип тропосферного зв'язку подібний до принципу РР зв'язку. Але розглядаємий принцип відрізняється властивим тільки, йому важливою ознакою, яка заключається в використанні на інтервалах тропосферних ліній методу тропосферного зв'язку, при якому використовується явище ДТР УКХ, завдяки чому збільшується протяжність інтервалів ТРЛ в 4 … 6 разів в порівнянні з інтервалами РРЛ прямої видимості.

Рис. 1, б. Принцип ТР зв'язку

Характерною особливістю космічного зв'язку є обов'язкова односкачкова чи багатоскачкова ретрансляція сигналів через ретранслятор, встановлений на борту ШСЗ. Тут впливає те, що ретранслятор рухається навколо Землі на значному віддалені від неї і по визначеним законам. Супутникові системи передачі володіють рядом істотних особливостей, що відрізняють їх як від РРСП прямої видимості і від дальніх тропосферних систем передачі. Так, функціонування ССП можливо за наявності ряду спеціальних підсистем. Зважаючи на це ССП виділяють в самостійний вид систем передачі повідомлень. Власне ССП, називаєма зв'язною підсистемою спільно з обслуговуючими її підсистемами і утворює систему супутникової передачі [3].

Специфічною особливістю космічного зв'язку є те, що ретранслятор зв'язку працює в умовах і під впливом космічного середовища. Крім того, істотно і те, що РЗ на ШСЗ являються необслуговуємими радіотехнічними об'єктами. Це підвищує вимоги до надійності та живучості апаратури ретранслятора [11].

Висота польоту супутника зв'язку може досягати декілька десятків тисяч кілометрів, при цьому похилі дальності на відповідних ділянках будуть такого ж порядку. Отже, сигнали зв'язку на шляху розповсюдження повинні перекривати великі відстані і як мінімум два рази проходити через товщу земної атмосфери. Параметри сигналів будуть перетерплювати істотні зміни, до яких в першу чергу треба віднести велике за величиною (200 дБ) і змінне по часу загасання, можливі дисперсійні і поляризаційні явища, відчутні затримки сигналів, виникнення завад та перекручень.

Рис. 1, в. Принцип космічного зв'язку

1.2 Особливості радіорелейного зв'язку

Радіорелейний зв'язок являється ефективним видом зв'язку, який допускає передачу великої кількості інформації на великі відстані.

Радіорелейний зв'язок включає в себе переваги, як радіозв'язку, так і багатоканального проводового зв'язку і займає проміжне положення. Багатоканальні сигнали передаються і приймаються засобами радіозв'язку, але формуються, особливо при частотному ущільненні, засобами проводового зв'язку. При цьому радіорелейні лінії забезпечують практично таку ж якість зв'язку і достовірність передачі любої інформації, як і лінії, проводового дальнього зв'язку.

РРЗ отримав широке застосування в усіх галузях народного господарства, а також і у Збройних Силах - для управління військами. В цій галузі використання він являється найбільш мобільним засобом багатоканального зв'язку (телефонного, телеграфного, фототелеграфного і телекодового) і практично єдиним засобом зв'язку, який забезпечує передачу телевізійних сигналів [12].

РРЗ називається спосіб забезпечення дальнього зв'язку на ультракоротких хвилях, використовуючий багатократну ретрансляцію передаваємого сигналу. Принцип його заключається в послідовній передачі інформації від однієї кінцевої станції до другої через ряд проміжних станцій. Цей зв'язок організовується шляхом побудови радіорелейного зв'язку.

Радіорелейною лінією називається група прийомно-передаючих станцій, розташованих на місцевості прямої видимості їх антенних систем, через які послідовно проходять сигнали, що несуть абонентам передаваєму інформацію. Із цієї групи станцій дві являються кінцевими, а інші - проміжними. Протяжність одного інтервалу зв'язку дорівнює дальності прямої видимості між антенами сусідніх станцій. Як правило, кінцеві станції передають і приймають сигнали з одного напрямку зв'язку, а проміжні станції забезпечують прийом і передачу в двох напрямках з сторони попередньої і з подальшої станції. Разом з тим проміжні станції можуть забезпечувати не тільки ретрансляцію сигналів з одного напрямку зв'язку в другий, але й при необхідності і відгалуження інформації поступаючої по частині каналів ліній зв'язку, з ретрансляцією залишившейся інформації по другій частині каналів. [1]

Спільна робота декількох стволів в одній РРЛ забезпечується шляхом частотного розподілення. При багатоствольній роботі частоти передачі і прийому стволів повинні бути вибрані так, щоб звести до мінімуму вплив трактів передачі на тракти прийому в окремих стволах і взаємні перешкоди між ними. Для цього в багатоствольних РРЛ застосовується групування частот передачі і прийому, відповідно до якого частоти передачі всіх стволів розміщуються в одній половині відведеної смуги частот, а частоти прийому — в іншій. [ 10 ]

Надійність радіорелейних ліній зв'язку досягається застосуванням систем резервування по ділянках, коли із загального числа стовбурів виділяються резервні, автоматично що включаються в роботу у разі пошкодження одного з робочих стволів. Перемикання на резерв здійснюється по сигналу, передаваному по груповому спектру або по спектру проміжних частот. Надійність радіорелейної апаратури досягається застосуванням перспективної елементної бази, новітньої технології виробництва, забезпеченням безперебійного електроживлення. [11]

Особливістю РРЗ є :

1) використання тільки ультра-короткихвильового діапазону,

2) у можливості організації багатоканального зв'язку і передачі любих сигналів , як вузькосмугових так і широкосмугових;

3) в забезпеченні двостороннього зв'язку між споживачами каналів (абонентами);

4) у можливості створення 4-х проводних і 2-х проводних виходів каналів зв'язку;

5) у широкому використанні ретрансляції сигналів для організації зв'язку на великі відстані.

Все це виходить із характеристик УКХ діапазону частот, для якого характерно [11]:

- велика частотна ємкість ;

- практично відсутність атмосферних і промислових перешкод ;

- мала дифракційна здатність і можливість створення антенних пристроїв вузькоспрямованого випромінювання, а також прийому електромагнітних коливань.

По виду передаючих сигналів радіорелейні станції можна розділити на аналогові та цифрові.