Сигналы и помехи в ВЧ радиолиниях

В ВЧ радиосвязи применяют различные виды сигналов, непрерывных и дискретных, но их объединяет узкая полоса спектра частот. При радиотелеграфной передаче применяется кодирование сообщений. Каждый отдельно передаваемый символ имеет свою кодовую комбинацию элементарных посылок. Кодированное сообщение преобразуется в радиосигнал путем манипуляции колебаний передатчика. В зависимости от параметра несущих колебаний, который подвергают манипуляции, различают амплитудную, частотную и фазовую манипуляции. Широко применяется многоканальная тональная телеграфия в одной боковой полосе с ослабленной и подавленной несущими; многоканальная тональная телеграфия в двух независимых боковых полосах с ослабленной несущей. Для передачи телефонных сообщений в радиосвязи используются следующие виды сигналов с узкополосными модуляциями: двухполосная амплитудная телефония с полной несущей; однополосная телефония с полной, ослабленной и подавленной несущими; телефония в двух независимых боковых полосах. Применяется также однополосная комбинированная передача телефонии и телеграфии в независимых боковых полосах.

Для дальнего ионосферного распространения радиоволн в диапазоне КВ

и СВ характерно явление замираний сигналов на входе радиоприемника

вследствие многолучевого распространения радиоволн и разностей хода лучей при прохождении сигнала от передатчика к приемнику. Причины замираний на трассах разной протяженности соответственно различны. Согласно экспериментальным данным на трассах протяженностью от 1000 до 2000 км замирания определяются чаще всего интерференцией соизмеримых по уровню лучей, а на трассах протяженностью от 2000 до 3000 км преобладает один луч и замирания вызываются неоднородностью отражающего слоя ионосферы.

Существенное влияние на надежность связи в любом диапазоне радиоволн оказывают действующие в радиоканале помехи. Источники помех многочисленные и разнообразные. По происхождению помехи можно разделить на естественные и искусственные. Естественные помехи создаются электромагнитными процессами в земной атмосфере: грозовые разряды и т.д. Искусственные помехи могут создаваться многочисленными промышленными установками (индустриальные помехи), излучениями посторонних радиостанций и т.д. Внутренние помехи радиоаппаратуры обусловлены в основном внутренними шумами.

Таким образом, в реальных условиях прием полезного сигнала происходит в присутствии разнообразных по виду помех, каждая из которых имеет специфические особенности. Большинство помех, действующих в реальных каналах, можно представить с помощью четырех моделей: импульсной, квазиимпульсной, сосредоточенной и флуктуационной.

Основной вид помех в ВЧ диапазоне - это сосредоточенные помехи. Под сосредоточенной понимают помеху, энергетических спектр которой сосредоточен в узкой полосе частот. Обычно ширина спектра сосредоточенной помехи соизмерима или даже уже полосы частот полезного сигнала. Источниками сосредоточенных помех являются сигналы посторонних радиостанций и различные генераторы ВЧ. Кроме того, они могут возникать и в самой радиоаппаратуре (комбинационные помехи, переходные помехи в многоканальной аппаратуре и т.д.).

Сосредоточенные помехи можно разделить на две основные группы: внутриполосные помехи, попадающие в полосу пропускания приемника, и внеполосные помехи. Борьба с внутриполосными помехами ведется путем совершенствования радиоприемной аппаратуры; борьба с помехами, попадающим извне, основана на использовании различия в статистических свойствах помех и полезного сигнала.

Внеполосные помехи – это в основном сигналы посторонних радиостанций. Такие помехи подавляются в приемнике применением высокоэффективных селективных цепей и усилителей с линейной амплитудной характеристикой. Обычно радиосвязь организуется на частотах, близких к оптимальным, диапазон которых весьма ограничен. Это приводит к увеличению числа станций, работающих на близких частотах, что усложняет электромагнитную обстановку в ВЧ диапазоне.

Помимо сосредоточенных помех существенное значение имеют флуктуационные помехи, которые неизбежно присутствуют во всех реальных радиоустройствах в виде тепловых шумов. Сумма любых помех от различных источников также имеет характер флуктуационной помехи. Стационарные помехи в условиях многих одновременно работающих радиостанций также могут иметь флуктуационный характер. Некоторые промышленные установки, а также радиостанции преднамеренных помех (станции забития) могут служить причинами флуктуационных помех. Космические помехи, а также многие виды атмосферных помех имеют флуктуационный характер. Целый ряд помех при прохождении через радиоприемник нормализуются и приобретают свойства нормальной флуктуационной помехи.

Таким образом, ВЧ радиосвязь отличается сложностью и нестационарностью условий распространения радиоволн и помеховых ситуаций. Для обеспечения устойчивой радиосвязи в ВЧ диапазоне волн требуется применение адаптивных устройств, входящих в систему связи. Адаптация предполагает автоматическую смену используемых длин волн для перехода в диапазоны с лучшим распространением радиоволн и минимальными помехами (дневные и ночные волны на КВ); регулирование мощности передатчика для улучшения условий электромагнитной совместимости; применение антенн с автоматической регулировкой диаграммы направленности; повышение устойчивости приема; прием с различными видами разнесения; использование помехозащитного кодирования и информационной обратной связью; передачу по параллельным каналам и т.д.