8(383) 310-23-50           admin@arkdozor.ru

НАШИ ДРУЗЬЯ        Гражданская-радиосвязь.рф - радиолюбительская связь, CB (си-би), PMR, LPD  Рации и связь    Типография 4+4 Хозблоки



Радиоволны

Как распространяются радиоволны
#1
Модератор
Форест
Незаменимый помощник Медаль За активное участие в жизни клуба За личный вклад в развитие сайта Дорогой гость За организацию клубной поездки в Омск За личный вклад в развитие АРК "Дозор"
Сообщений: 532
Новосибирск
1052 дня назад
""



Что такое радиоволны

Радиоволны – это электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве со скоростью света (300 000 км/сек). Кстати свет также относится к электромагнитным волнам, что и определяет их весьма схожие свойства (отражение, преломление, затухание и т.п.).

Радиоволны переносят через пространство энергию, излучаемую генератором электромагнитных колебаний. А рождаются они при изменении электрического поля, например, когда через проводник проходит переменный электрический ток или когда через пространство проскакивают искры, т.е. ряд быстро следующих друг за другом импульсов тока.


Электромагнитное излучение характеризуется частотой, длиной волны и мощностью переносимой энергии. Частота электромагнитных волн показывает, сколько раз в секунду изменяется в излучателе направление электрического тока и, следовательно, сколько раз в секунду изменяется в каждой точке пространства величина электрического и магнитного полей. Измеряется частота в герцах (Гц) – единицах названных именем великого немецкого ученого Генриха Рудольфа Герца. 1 Гц – это одно колебание в секунду, 1 мегагерц (МГц) – миллион колебаний в секунду. Зная, что скорость движения электромагнитных волн равна скорости света, можно определить расстояние между точками пространства, где электрическое (или магнитное) поле находится в одинаковой фазе. Это расстояние называется длиной волны. Длина волны (в метрах) рассчитывается по формуле:

""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.


Из формулы видно, что, например, частоте 1 МГц соответствует длина волны ок. 300 м. С увеличением частоты длина волны уменьшается, с уменьшением – увеличивается.

Знание длины волны очень важно при выборе антенны для радиосистемы, так как от нее напрямую зависит длина антенны.

Электромагнитные волны свободно проходят через воздух или космическое пространство (вакуум). Но если на пути волны встречается металлический провод, антенна или любое другое проводящее тело, то они отдают ему свою энергию, вызывая тем самым в этом проводнике переменный электрический ток. Но не вся энергия волны поглощается проводником, часть ее отражается от поверхности. Кстати, на этом основано применение электромагнитных волн в радиолокации.

Еще одним полезным свойством электромагнитных волн (впрочем, как и всяких других волн) является их способность огибать тела на своем пути. Но это возможно лишь в том случае, когда размеры тела меньше, чем длина волны, или сравнимы с ней. Например, чтобы обнаружить самолет, длина радиоволны локатора должна быть меньше его геометрических размеров (менее 10 м). Если же тело больше, чем длина волны, оно может отразить ее. Но может и не отразить – пример американский самолет-невидимка «Stealth».

Энергия, которую несут электромагнитные волны, зависит от мощности генератора (излучателя) и расстояния до него. По научному это звучит так: поток энергии, приходящийся на единицу площади, прямо пропорционален мощности излучения и обратно пропорционален квадрату расстояния до излучателя. Это значит, что дальность связи зависит от мощности передатчика, но в гораздо большей степени от расстояния до него.

Например, поток энергии электромагнитного излучения Солнца на поверхность Земли достигает 1 киловатта на квадратный метр, а поток энергии средневолновой вещательной радиостанции – всего тысячные и даже миллионные доли ватта на квадратный метр.
Редактировалось: 1 раз (Последний: 16 февраля 2017 в 10:19)
#2
Модератор
Форест
Незаменимый помощник Медаль За активное участие в жизни клуба За личный вклад в развитие сайта Дорогой гость За организацию клубной поездки в Омск За личный вклад в развитие АРК "Дозор"
Сообщений: 532
Новосибирск
1052 дня назад
Распределение спектра

Радиоволны (радиочастоты), используемые в радиотехнике, занимают область, или более научно – спектр от 10 000 м (30 кГц) до 0.1 мм (3 000 ГГц). Это только часть обширного спектра электромагнитных волн. За радиоволнами (по убывающей длине) следуют тепловые или инфракрасные лучи. После них идет узкий участок волн видимого света, далее – спектр ультрафиолетовых, рентгеновских и гамма лучей – все это электромагнитные колебания одной природы, отличающиеся только длиной волны и, следовательно, частотой.

Хотя весь спектр разбит на области, границы между ними намечены условно. Области следуют непрерывно одна за другой, переходят одна в другую, а в некоторых случаях перекрываются.


Международными соглашениями весь спектр радиоволн, применяемых в радиосвязи, разбит на диапазоны:

""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.


Но эти диапазоны весьма обширны и, в свою очередь, разбиты на участки, куда входят так называемые радиовещательные и телевизионные диапазоны, диапазоны для наземной и авиационной, космической и морской связи, для передачи данных и медицины, для радиолокации и радионавигации и т.д. Каждой радиослужбе выделен свой участок диапазона или фиксированные частоты.

""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.


Пример распределения спектра между различными службами [1].


Эта разбивка довольно запутана, поэтому есть терминология.


Обычно при обозначении диапазонов выделенных для наземной подвижной связи используются следующие названия:


""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.
#3
Модератор
Форест
Незаменимый помощник Медаль За активное участие в жизни клуба За личный вклад в развитие сайта Дорогой гость За организацию клубной поездки в Омск За личный вклад в развитие АРК "Дозор"
Сообщений: 532
Новосибирск
1052 дня назад
Как распространяются радиоволны

Радиоволны излучаются через антенну в пространство и распространяются в виде энергии электромагнитного поля. И хотя природа радиоволн одинакова, их способность к распространению сильно зависит от длины волны.

Земля для радиоволн представляет проводник электричества (хотя и не очень хороший). Проходя над поверхностью земли, радиоволны постепенно ослабевают. Это связано с тем, что электромагнитные волны возбуждают в поверхности земли электротоки, на что и тратится часть энергии. Т.е. энергия поглощается землей, причем тем больше, чем короче длина волна (выше частота).

Кроме того, энергия волны ослабевает еще и потому, что излучение распространяется во все стороны пространства и, следовательно, чем дальше от передатчика находится приемник, тем меньшее количество энергии приходится на единицу площади и тем меньше ее попадает в антенну.

Передачи длинноволновых вещательных станций можно принимать на расстоянии до нескольких тысяч километров, причем уровень сигнала уменьшается плавно, без скачков. Средневолновые станции слышны в пределах тысячи километров. Что же касается коротких волн, то их энергия резко убывает по мере удаления от передатчика. Этим объясняется тот факт, что на заре развития радио для связи в основном применялись волны от 1 до 30 км. Волны короче 100 метров вообще считались непригодными для дальней связи.

Однако дальнейшие исследования коротких и ультракоротких волн показали, что они быстро затухают, когда идут у поверхности Земли. При направлении излучения вверх, короткие волны возвращаются обратно.

Еще в 1902 английский математик Оливер Хевисайд (Oliver Heaviside) и американский инженер-электрик Артур Эдвин Кеннелли (Arthur Edwin Kennelly) практически одновременно предсказали, что над Землей существует ионизированный слой воздуха – естественное зеркало, отражающее электромагнитные волны. Этот слой был назван ионосферой.

Ионосфера Земли должна была позволить увеличить дальность распространения радиоволн на расстояния, превышающие прямую видимость. Экспериментально это предположение было доказано в 1923. Радиочастотные импульсы передавались вертикально вверх и принимались вернувшиеся сигналы. Измерения времени между посылкой и приемом импульсов позволили определить высоту и количество слоев отражения.

""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.

Распространение длинных и коротких волн

Отразившись от ионосферы, короткие волны возвращаются к Земле, оставив под собой сотни километров «мертвой зоны». Пропутешествовав к ионосфере и обратно, волна не «успокаивается», а отражается от поверхности Земли и вновь устремляется к ионосфере, где опять отражается и т. д. Так, многократно отражаясь, радиоволна может несколько раз обогнуть земной шар.

Установлено, что высота отражения зависит в первую очередь от длины волны. Чем короче волна, тем на большей высоте происходит ее отражение и, следовательно, больше «мертвая зона». Эта зависимость верна лишь для коротковолновой части спектра (примерно до 25–30 МГц). Для более коротких волн ионосфера прозрачна. Волны пронизывают ее насквозь и уходят в космическое пространство.

Из рисунка видно, что отражение зависит не только от частоты, но и от времени суток. Это связано с тем, что ионосфера ионизируется солнечным излучением и с наступлением темноты постепенно теряет свою отражательную способность. Степень ионизации также зависит от солнечной активности, которая меняется в течение года и из года в год по семилетнему циклу.

""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.


Отражательные слои ионосферы и распространение коротких волн
в зависимости от частоты и времени суток

""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.

Распространение коротких и ультракоротких волн

Радиоволны УКВ диапазона по свойствам в большей степени напоминают световые лучи. Они практически не отражаются от ионосферы, очень незначительно огибают земную поверхность и распространяются в пределах прямой видимости. Поэтому дальность действия ультракоротких волн невелика. Но в этом есть определенное преимущество для радиосвязи. Поскольку в диапазоне УКВ волны распространяются в пределах прямой видимости, то можно располагать радиостанции на расстоянии 150–200 км друг от друга без взаимного влияния. А это позволяет многократно использовать одну и ту же частоту соседним станциям.

Свойства радиоволн диапазонов ДЦВ и 800 МГц еще более близки к световым лучам и потому обладают еще одним интересным и важным свойством. Вспомним, как устроен фонарик. Свет от лампочки, расположенной в фокусе рефлектора, собирается в узкий пучок лучей, который можно послать в любом направлении. Примерно то же самое можно проделать и с высокочастотными радиоволнами. Можно их собирать зеркалами-антеннами и посылать узкими пучками. Для низкочастотных волн такую антенну построить невозможно, так как слишком велики были бы ее размеры (диаметр зеркала должен быть намного больше, чем длина волны).

Возможность направленного излучения волн позволяет повысить эффективность системы связи. Связано это с тем, что узкий луч обеспечивает меньшее рассеивание энергии в побочных направлениях, что позволяет применять менее мощные передатчики для достижения заданной дальности связи. Направленное излучение создает меньше помех другим системам связи, находящихся не в створе луча.

При приеме радиоволн также могут использоваться достоинства направленного излучения. Например, многие знакомы с параболическими спутниковыми антеннами, фокусирующими излучение спутникового передатчика в точку, где установлен приемный датчик. Применение направленных приемных антенн в радиоастрономии позволило сделать множество фундаментальных научных открытий. Возможность фокусирования высокочастотных радиоволн обеспечила их широкое применение в радиолокации, радиорелейной связи, спутниковом вещании, беспроводной передаче данных и т.п.

""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.


Необходимо отметить, что с уменьшением длины волны возрастает их затухание и поглощение в атмосфере. В частности на распространение волн короче 1 см начинают влиять такие явления как туман, дождь, облака, которые могут стать серьезной помехой, сильно ограничивающей дальность связи.

Мы выяснили, что волны радиодиапазона обладают различными свойствами распространения, и каждый участок этого диапазона применяется там, где лучше всего могут быть использованы его преимущества.
#4
Модератор
Форест
Незаменимый помощник Медаль За активное участие в жизни клуба За личный вклад в развитие сайта Дорогой гость За организацию клубной поездки в Омск За личный вклад в развитие АРК "Дозор"
Сообщений: 532
Новосибирск
1052 дня назад
2–25 МГц

Коротковолновый диапазон (КВ) позволяет организовывать связь на большие расстояния (вплоть до трансконтинентальной). Короткие волны широко использовались в период 40–60-х годов для организации дальней связи. По фильмам и книгам многие знают, как происходил обмен сообщениями во время II Мировой войны, в период освоения Севера и Антарктиды, при работе геологических партий и спасательных экспедиций.

С начала 80-х годов новые технологии коммуникаций (проводная, сотовая, спутниковая связь) постепенно вытеснили довольно капризную КВ радиосвязь из традиционного сектора дальней связи. Короткие волны стали незаслуженно отодвигаться на второй план. Но преобразования, происходящие в странах с бывшей плановой экономикой заставили начать поиск недорогих и независимых методов дальней связи. Вновь стал проявляться интерес к «забытому» КВ диапазону.


Обычно с КВ радиосвязью ассоциируется блиндаж в темном заснеженном лесу и отважный радист выстукивающий замерзшими пальцами очередное донесение в Центр. Или бородатый геолог, пытающийся сквозь треск помех вызвать вертолет к больному товарищу. В современной КВ связи «романтика» обычно сводится только к правильной установке антенн, а остальное, как говориться – дело техники.


Современные коротковолновые радиостанции позволяют создавать системы связи по возможностям приближенные к довольно сложным системам в УКВ диапазонах. Здесь и селективный вызов, и автоматический выбор наилучшей частоты связи, и возможность передачи факсимильных сообщений, и шифрация речи и многое другое. Существуют компактные модели для установки на транспортные средства, и даже переносные радиостанции, с возможностями, не особо уступающими стационарным. Выпускающиеся в настоящее время КВ радиостанции обладают высокой чувствительностью и избирательностью, выходной мощность до 100 и более ватт. Современные цифровые и микропроцессорные технологии проникли и в этот вид техники, предоставив пользователям массу дополнительных функций облегчающих жизнь радиста. Язык не поворачивается назвать «радистом», например, управляющего горнодобывающего комбината, который из своего кабинета управляет работой десятков объектов расположенных в сотнях, а то и тысячах километрах от управления.


К недостаткам КВ диапазона можно отнести сложности с миниатюризацией радиостанций, большие размеры антенн (десятки метров), низкую помехозащищенность (в дни хорошего прохождения сигнала можно услышать на выбранной частоте передачу с противоположной стороны Земли). К достоинствам – полную автономность на больших расстояниях, низкую стоимость оборудования по сравнению с любыми другими видами связи, обеспечивающими такую же дальность.

В основном применяется для связи:


между удаленными точками на большие расстояния вплоть до трансконтинентальной связи;

в труднодоступных районах (леса, пустыни) и районах со сложным рельефом местности (холмы, горы);

с транспортными средствами на больших расстояниях сотни и тысячи километров;

с портативными радиостанциями на больших расстояниях (десятки и сотни километров) и районах со сложным рельефом местности (холмы, горы);

низкоскоростной передачи цифровых данных (файлы, электронная почта, факсы);

для обмена телеметрическими данными с удаленными и труднодоступными объектами (метеостанции, шлюзы, насосные станции и т.п.).




25.6–30 МГц

«Гражданский» диапазон – «Си-Би», или как его часто называют – «27 МГц». Единственный диапазон, в котором радиосвязное оборудование может без ограничений использоваться частными лицами.


Высокая дальность связи в условиях равнинной сельской местности и низкая стоимость абонентского оборудования делает этот диапазон весьма привлекательным для самых разных категорий пользователей от фермеров, рыболовов и пастухов, до крупных строительных, добывающих и транспортных организаций.


И хотя наибольшая эффективность диапазона будет в равнинной сельской местности, практика использования «Си-Би» показала, что при грамотной организации системы и оптимальном расположении антенн базовых станций можно добиться качественной и уверенной радиосвязи на большие расстояния даже в условиях индустриальных городских помех и высотной застройки. В качестве примера можно привести активное развитие частных служб такси в г.Москве, использующих «Си-Би» радиосвязь.


В данном диапазоне распространение радиоволн происходит, кроме прямолинейного, еще и посредством отражения от ионосферы Земли поэтому дальность прохождения радиосигнала и его качество будет в высокой степени зависеть от состояния ионосферы и солнечной активности, и может сильно изменяться в разные дни и в течение суток.


Ионосферное прохождение радиоволн, может увеличивать дальность связи до нескольких тысяч километров. Это бывает в основном в летнее время года и в периоды солнечной активности. Во время таких прохождений можно запросто поболтать с Москвой или Самарой, попрактиковаться в знании иностранных языков, связавшись с дальним зарубежьем. Для некоторых установление дальних связей на «Си-Би» стало определенного вида спортом.


Среди недостатков «гражданской» связи следует отметить высокую чувствительность к помехам, перегруженность каналов в дни благоприятного распространения радиоволн (могут быть слышны передатчики, удаленные на тысячи километров), низкую эффективность носимых радиостанций из-за коротких антенн, большую длину антенн мобильных радиостанций (около 1.5 м).


Несмотря на указанные недостатки, «Си-Би» связь остается наиболее популярным средством коммуникаций в мире. Благодаря невысокой стоимости оборудования и упрощенной процедуре регистрации ее используют сельскохозяйственные организации, водители транспортных средств, любители активного отдыха и многочисленная армия обычных людей, для которых радиосвязь является просто любимым времяпровождением. Не будет преувеличением утверждение, что в «Си-Би» диапазоне работает больше радиостанций, чем на всех других частотах вместе взятых.


Наиболее предпочтителен для радиосвязи:


между стационарными и автомобильными радиостанциями при использовании эффективных базовых антенн;

между транспортными средствами при движении по трассе, за городом, в колонне или на небольшом расстоянии друг от друга (5–15 км);

между сельскохозяйственной техникой (комбайны, сеялки, хлопкоуборочные машины и т.д.) и между техникой и диспетчерскими пунктами (весовой, приемной, заправочной и т.п.) в равнинной или холмистой местности при использовании эффективных базовых антенн;

в городской черте между мобильными и стационарными объектами через диспетчерские радиостанции с эффективными антеннами, установленными на достаточной высоте.

33–50 МГц

Диапазон 33–50 МГц, обычно называемый «Low Band», из-за отсутствия в русском языке подходящего термина. Широко использовался в бывшем СССР, оставаясь чуть ли не единственным служебным диапазоном на который можно было приобрести оборудование производства стран СЭВ. Многие предприятия и организации использовали радиостанции, в частности «Лен» и «Гранит» для решения нужд оперативной радиосвязи, а некоторые используют до сих пор. Но экономические преобразования последних лет заставили пересмотреть взгляды на выбор коммуникационного оборудования. Новейшие западные разработки хлынули на наш рынок и «Low Band» стал вытесняться более высокочастотными диапазонами.


В настоящее время в продаже можно встретить радиостанции на 33–50 МГц производства Vertex, Motorola, Alan, Roger и др. Это позволяет организациям и ведомствам заменять парк устаревшего и вышедшего из строя оборудования и использовать уже имеющиеся радиочастоты. Имеется ряд моделей в портативном исполнении. К сожалению, цены на подобную технику несколько выше, чем на аналогичные модели более высоких частот.


По физическим свойствам занимает промежуточное положение между КВ и УКВ диапазонами, из-за чего обладает свойствами и того, и другого. При определенных обстоятельствах позволяет осуществлять связь за пределы радиогоризонта (отраженной волной). Но в основном связь возможна в пределах прямой видимости. Характеризуется небольшим затуханием, меньшим отражением. Наибольшая дальность достигается в сельских районах с низкой застройкой и в равнинной местности.
136–174, 400–512 МГц

Высокая помехозащищенность и хорошее прохождение сигнала позволяет активно использовать данные диапазоны для организации практически любых систем служебной радиосвязи. Нижняя часть диапазона (УКВ) более эффективна в условиях сельской местности, мало- (до 3-х этажей) и среднеэтажной (до 5-ти этажей) городской застройки. Верхняя часть (ДЦВ) предпочтительна в условиях индустриальных центров и многоэтажной застройки.

Во многих странах данные диапазоны используются для организации пейджинговой (УКВ) и сотовой (ДЦВ) радиосвязи. Хотя наблюдается тенденция к переходу на более высокие частотные участки (900, 1800 МГц)

Связь возможна только в пределах прямой видимости, из-за чего в большинстве случаев используются системы с ретрансляцией.
806–825, 851–870 МГц

Используется для организации систем радиосвязи в городах с высотной застройкой и в зонах с высоким уровнем индустриальных помех. Очень высокая помехозащищенность и хорошее прохождение сигнала сквозь различные преграды (вплоть до металлических сеток), позволяет использовать данный диапазон там, где распространение радиоволн с более низкими частотами невозможно или сопряжено с большими затратами (размещение промежуточных ретрансляторов, большая высота антенн и т.п.). Во многих странах мира используется для организации сотовой радиосвязи. В частности, сотовая связь в странах СНГ организована именно в этом диапазоне. Традиционный диапазон подвижной наземной связи США.

Связь возможна только в пределах радиогоризонта. Диапазон характеризует высокая степень отражения радиоволн от зданий, сооружений и других естественных и искусственных преград, за счет чего возможна радиосвязь в условиях промышленных районов и индустриальных центров с высотной застройкой. В некоторых случаях это можно рассматривать как благо (меньшее количество «мертвых зон» из-за отражений), а иногда может оказаться большой проблемой (интерференция).

По физическим свойствам характеризуется большим затуханием радиоволн, вследствие чего дальность связи в сельской местности будет меньше, чем на низких частотах.

К недостаткам следует отнести относительно высокую стоимость оборудования по сравнению с оборудованием на более низкие частоты и сложности с созданием мощных радиопередатчиков носимых станций. Частично это связано с увеличением энергии передаваемого сигнала на высоких частотах, а это, в свою очередь требует источников питания (аккумуляторов) большой емкости, габариты которых, при современном уровне развития технологии, с трудом поддаются миниатюризации.
#5
Модератор
Форест
Незаменимый помощник Медаль За активное участие в жизни клуба За личный вклад в развитие сайта Дорогой гость За организацию клубной поездки в Омск За личный вклад в развитие АРК "Дозор"
Сообщений: 532
Новосибирск
1052 дня назад
Ну и немного, о дальности связи.

Основным фактором, влияющим на дальность связи, является длина волны (или, иначе, частота) на которой ведется передача. Наверняка многие видели, как волны на поверхности воды легко перекатываются через прибрежные камни, но не могут обогнуть большую скалу – за скалой образуется своеобразная «тень», там волн практически нет. Для длинных радиоволн Земля – это небольшой камушек, и они сравнительно легко огибают земную поверхность. А вот для коротких и особенно ультракоротких радиоволн Земля слишком большое препятствие. Эти волны почти не огибают земной поверхности и практически не уходят за линию горизонта.

Но, несмотря на это, средние, а особенно короткие волны – это диапазоны дальнего действия. На коротких волнах огромные расстояния перекрывают отраженным радиолучом, используя зеркало, которое «навесила» над Землей сама природа. Это зеркало – расположенные на высоте от 50 до 500 км слои ионизированных газов, так называемая ионосфера.

Ионизированный газ – проводник тока, и ионосфера, подобно металлическим листам, отражает радиоволны. Правда, свойства ионосферы не для всех длин волн одинаковы. Средние волны отражаются только ночью и дальние средневолновые станции днем не слышны. В разное время года и в разное время суток по-разному проходят короткие волны. А волны диапазона УКВ и более короткие практически не отражаются вообще.

На рисунке показано распространение радиоволн в зависимости от длины волны: 1–земной луч; 2–отраженный луч; 3–ионосфера.

""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.


Радиосвязь на коротких волнах

Как видно из рисунка, радиосвязь в диапазоне КВ осуществляется как прямым распространением, так и посредством радиоволн отраженных от ионосферы. Несомненно, основной интерес представляет именно отраженные волны. Отражение волн позволяет осуществлять связь на расстояния, намного превышающие прямую видимость.

Очень важным при связи на КВ оказывается тип используемых антенн, а также их правильная ориентация. Например, для связи на расстояния до 500 километров можно установить антенну на высоте около 10 метров, а если нужно передать сигналы на 5000 километров, то необходим подъем антенны на высоту не менее 50 метров. Следует также отметить высокую зависимость дальности распространения коротких волн от состояния ионосферы и конкретных частотных номиналов в пределах диапазона.

Радиосвязь на УКВ диапазонах

Радиосвязь на частотах свыше 30 МГц возможна, в основном, только в пределах радиогоризонта, т.е. расстояния прямого прохождения радиоволн с учетом шарообразности земной поверхности, так называемой прямой или оптической видимости. В этом случае дальность связи будет зависеть от высоты подъема антенн.

""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.


Расчет радиуса радиогоризонта

Расчет расстояние до радиогоризонта позволяет оценить дальность связи при выбранной высоте установки антенны. Конечно, нельзя всецело полагаться на полученные результаты, так как при расчете не учитываются неровности рельефа, застройка, электромагнитные помех и т.п. Но, несмотря на это, полученные результаты позволят оценить возможную дальность связи и более трезво отнестись к рекламным заявлениям.

Теоретический радиус радиогоризонта (в км) вычисляется по формуле:
""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.

Для тех, у кого калькулятор не вычисляет квадратный корень, ниже приведена диаграмма зависимости радиогоризонта от высоты установки антенны.

""
Изображение уменьшено. Щелкните, чтобы увидеть оригинал.


Подразумевается, что антенна второй радиостанции или приемника расположена на уровне земли (без подъема антенны). Если же антенна второй радиостанции или приемника тоже подняты над землей, то необходимо учитывать высоты обеих антенн и полученные дальности сложить.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ДАЛЬНОСТЬ СВЯЗИ И НЕ ТОЛЬКО НА НЕЕ

К факторам, уменьшающим дальность связи и снижающим ее качество можно отнести возникновение «радиотени», затухание и рассеянье сигналов, интерференцию.


«Радиотень» возникает в случаях, когда на пути распространения сигнала существует (или периодически появляется) какая-либо естественная или искусственная преграда: здания, сооружения, возвышенности, деревья, линии электропередачи, тоннели и т.п. В такие места сигнал либо не доходит вообще, либо доходит сильно ослабленным. К сожалению, бороться с проблемой экранирования весьма сложно. Пожалуй, единственным методом решения проблемы будет создание сложных систем связи с большим количеством зон ретрансляции. Но даже в многозоновых системах связи не всегда удается обеспечить стопроцентное покрытие заданной территории. Примером тому могут служить «дыры» в зоне покрытия систем сотовой телефонии в крупных городах (некоторые районы с плотной застройкой, тоннели, подземные переходы, метро).


Затухание – ослабление сигнала по мере удаления от передатчика. В основном зависит от частоты сигнала – чем выше частота, тем больше затухание. Затухание можно скомпенсировать повышением мощности передатчиков и чувствительности приемников, а также использованием антенн с большим коэффициентом усиления. В некоторых случаях целесообразно использовать направленные антенны.

Рассеянье это неизбежное следствие распространения энергии из одной точки.


Вспомните, как работает обычный электрический фонарик. Если сфокусировать отражатель фонаря таким образом, чтобы он светил тонким лучом, то можно будет осветить предметы на довольно большом расстоянии. Если же расфокусировать луч, то рассеянного света будет недостаточно, чтобы рассмотреть объекты уже на расстоянии нескольких метров.


Принцип распространения радиоволн аналогичен распространению света. Чтобы получить большую зону охвата необходимо направлять излучение во все стороны. В то же время с увеличением расстояния от передатчика, энергия, попадающая на единицу площади, будет уменьшаться обратно пропорционально квадрату расстояния. Рассеяние нельзя уменьшить (физика!), но можно компенсировать. Например, применив направленные антенны, фокусирующие радиолуч в одном направлении (но тогда сузится зона покрытия). Другим путем компенсации будет повышение мощности передатчика.


Интерференция – сложение двух или более волн, при котором амплитуда результирующей волны зависит от разности фаз исходных волн в данной точке пространства. Если складываются волны с одинаковой фазой, то амплитуда результирующей волны будет увеличиваться, а если с противоположными фазами, то уменьшаться (вплоть до 0). В реальных условиях из-за отражения волн от различных преград, в точке приема могут приниматься множество волн со смещенными друг относительно друга фазами и, следовательно, результирующий сигнал может измениться случайным образом.


Интерференция относится к наиболее сложному виду помех, влияющих на дальность связи. Она возникает, когда в точку приема приходит как прямой, так и отраженный от какого-либо препятствия сигнал с уже смещенной фазой. А если на приемную антенну попадают еще и гармоники (сдвинутые по частоте сигналы) основного передатчика плюс близкие по частоте сигналы и гармоники других передатчиков (как прямые, так и отраженные) плюс вообще весь электромагнитный «мусор» порожденный современной цивилизацией… Очевидно, что интерференция практически не поддается анализу и прогнозированию. Борьба с невидимым врагом всегда сложнее открытой битвы.
Перейти на форум:
Другие темы:
Быстрый ответ
У вас нет прав, чтобы писать на форуме.