> Техника, страница 97 > Центры радиотелеграфные

Центры радиотелеграфные

радиомагистрали, длины принимаемой волны и интенсивности помех на приеме. Чем длиннее магистраль, тем больше затухание энергии. С увеличением длины волны длинноволнового диапазона интенсивность атмосферных помех увеличивается, но затухание энергии уменьшается,

и следовательно в этом случае могут быть найдены оптимальные условия для связи подбором длины волны. Основными помехами в длинноволновом радиотелеграфном диапазоне являются атмосферные помехи (смотрите) геология. и иосмич. происхождения; в коротковолновом диапазоне— замирания (смотрите) и эхо. Следовательно для волн от 1 875 до 30 000 метров норма напряженности (смотрите) поля для различных скоростей телеграфирования v (слов в мин.— см. Быстродействующие радиопередачи и радиоприем) будет дикто-

ваться отношением — интегрального эффекта силы сигналов S к силе помех Л. Для различных о длин волн эти кривые ~ — f(E)

(фигура 5, 6, 7; 8, 9, 10) дают возможность судить о необходимой напряженности поля для приема. Кривые на фигуре 11, показывающие затухание мощности вдоль линии радиосвязи, представляют возможность судить о необходимой мощности излучения передающих устройств длинноволнового центра. Уровни мощности построены (фигура 11, где Ρ_Σ—излучаемая мощность, v—скорость телеграфирования, db—уровень в децибелах, О — нормальный уровень, кривая 1 соответствует 7.=3 000 м_у2—10 000 м, 3—20 000 м) но методу, аналогично применяемому в проводной связи, а именно затухание мощности квалифицируется относительно одного общего стандартного нулевого уровня телефонной или телеграфной связи.

В данном случае радио- и проволочная связи совершенно идентичны. Чтобы выразить потери редаче в такой форме, которая давала бы возможность иметь комплексную раднопроволоч-ную связь, необходимо базироваться при суждении о затухании на стандартной величине нулевого уровня мощности, рекомендованной Международным консультативным комитетом в Гааге. Такая мощность для телефона составляет

1 mW при напряжении, равном 775 mV, и токе— 1,29 шА при соответствующем приемном телефонном устройстве, сопротивление которого м. б. равно 600 Ω. За нормальный уровень мощности при телеграфной радиопередаче м. б. принята величина, равная 0,01 W, представляющая со

при радиопе-

Фигура и. бой среднее значение мощности, необходимой для различных реле (Прлса, Крида, Сименса и т. д.). Мзтоды расчета напряженности поля для длинных волн см. Беспроволочная связь, Техника высокой частоты.

Коротковолновые Ц. р. Суждение о необходимой мощности коротковолнового Ц. р. и эффективности его передающих сооружений представляет трудности, т. к. связано с вопросом прохождения коротких волн (смотрите), величиной помех в этом диапазоне (смотрите Атмосферные помехи и Радиопомехи) и расчетом напряженности поля в месте приема. Остановимся подробно на этом последнем расчете, т. к. именно он является основным при расчете Ц. р.

Расчет напряженности электромагнитного поля в месте приема. Методы расчета напряженности электромагнитного поля коротких волн даются различными авторами. 1) Результаты измерений напряженности поля различных радиостанций, проделанные фирмой Мар-λ--ζο* кони до октября 1929

Фигура 12. года, были доложены Всемирному инженер-

5 ?

9 П 13 5 17 19 tGMJ.j Часы су тон ному конгрессу, состоявшемуся в Токио в октябре 1929 г. Извлечения из этого даны [ ] ими в виде метода расчета прохождения волн в различ ные часы суток разных сезонов года. Последующие измерения с октября 1930 г. по январь 1931 г., а та^.же анализ их [²] подтверждают точность метода расчета при помощи теневых карт. 2) Метод расчета, предложенный А. Н. Щукиным [⁸], исходившим при выводе своей формулы из теневых карт Эккерслея и Треммелена, а также и Берроуза, по конечному результату, величине вычисленного напряжения электромагнитного поля мало чем отличается от метода Эккерслея и Треммелена. Для сравнительного анализа этих двух методов возьмем линию радиосвязи между Англией и Нью-Йорком, работающую на волне 20,7 метров.

Расчет при помощи теневых карт дает кривую удовлетворительного прохождения волны, как указано на фигуре 12, за впемя от 9 до 19 GMT. Если теперь воспользуемся кривой (фигура 2), предложенной Эк-керслеем [²], то значение поля будем иметь не в б слышимости 7?, а в μΥ/м. Сравнивая эту кривую с экспериментальными данными (фигура 14), мы видим, что кривая (фигура 13), которая служит для перевода баллов слышимости в μΥ /м, достаточно удовлетворяет своему назначению. Сравнивая далее результаты расчета поля по методу Щукина (фигура 15, сплошная кривая — опытные данные, пунктирная— расчет), мы видим, что они мало отличаются от расчетов по методу Эккерслея и Треммелена. 3) Методы расчета напряженности поля, предложенные Шулейкиным и Ляссеном [⁴], достаточно аналогичны. Метод Шулейкина дает возможность расчета поля только для однократного отражения. Метод же, предложенный Ляссеном, дает возможность расчета поля как при однократном отражении, которое он называет ближним излучением






		33	If 2	~м	Юм


		if

	и

уфУ

2 3 4 56789Ю 20 304050jiV/m

Фигура 13.

(4 500 км), так и для луча, претерпевающего многократное отражение от слоя Хивисайда и земли. Кроме того по методу Ляссена возможно учесть различную величину ослабления энергии излучения в зависимости от проводимости почвы.

Фигура 14.

Сравнение методов Шулейкина и Ляссена произведем на примере, соответствующем расстоянию между Англией и Нью Йорком. Для этого расстояния по верхней ветви первой слева кривой Е_х (фигура 16, ρ—величина ослабления луча) мы находим, что максимальное значение поля, которое не подверглось воздействию замираний, соответствует величине, рав-

рНГ/м λ=20,7м [линии Англия -Н-Иорк)

ной 120 фУ/м. При этом мы должны отметить, что это значение поля соответствует 1 kW излучения. Теперь, обращаясь к кривым, подсчитанным по формуле проф. Шулейкина (фигура 17), мы для того же самого расстояния шхщим, что мощность излучения, равная 1 kW, создает приблизительно ту же самую величину поля, то есть он. 150 μΥ/м. Т. о. мы видим, что методы расчета проф. Шулейкина и Ляссена по конечному результату ничем не отличаются друг от друга. Пеоеходя далее к сравнению измерений

Фигура 16.

Эккерслея и его метода расчета с методами проф. Шулейкина и Ляссена, необходимо отметить, что последние при построении своих методов не учитывали влияния замираний на величину поля в месте приема, тогда как Эккер-слей, исходя при построении своего метода из экспериментальных данных, тем самым и учитывал влияние замираний на радиопередачу. Последние оказывают серьезное влияние на результаты расчета коротковолнового Ц. р. Поэтому при дальнейшем расчете приходится решать вопрос о вероятной глубине замирания на данной линии радиосвязи.

Замирание (смотрите) проявляет себя различным образом. Часто встречается интерференционное замирание, легко определяемое но периодич. усилению и ослаблению сигналов. При радиотелефонной связи в сильной степени проявляет себя т. н. избирательное замирание, распознаваемое в появлении сильных искажений музыки и речи. На границах мертвых зон наблюдается т. н. поляризационное замирание. Апплетон и Барнетт [⁵] полагают, что наиболее часто встречаемым замиранием для волн от 60 до 400 метров является интерферирующее замирание. Интерферирующими лучами в данном случае авторы считают волны, распространяющиеся двумя путями, один из которых пролегает вдоль поверхности земли, а другой возвращается к земле после отражения от слоя Хивисайда. Оба эти луча, попадая в приемное устройство, имеют различные фазы вследствие сдвига во времени. Сигнал вследствие этого ослабляется и даже совершенно исчезает при сдвиге фаз на 180°. Разность хода лучей всецело зависит от высоты слоя Хивисайда. С наступлением дня интенсивность луча, отраженного от верхних слоев атмосферы, постепенно уменьшается и наконец совершенно исчезает. Кроме того интерферирующее замирание имеет место в коротковолновом диапазоне также на волнах и короче 60 метров В этом диапазоне иьтер-ференция возникает также от сдвига во зре-мени, только в данном случае разность хода лучей получается вследствие того, что они отражаются от различных участков слоя Хивисайда“. Если передатчик работает телеграфом, то, работая сильно направленными антеннами, мы можем в сильной степени уменьшать возможность отражения окольных лучей и следовательно уменьшить интерферирующее замирание. При работе радиотелефоном вследствие большой ширины полосы передаваемых частот от интерферирующего замирания избавиться при помощи остро направленных передающих антенн труднее, т. к., в этом случае отражение излучаемого спектра частот происходит на различной высоте. Кроме того ионизированный слой не находится в спокойном состоянии вследствие меняющейся ионизации и магнитных бурь, поэтому меняется поглощение и длина пройденного лучом гуги, что также вызывает замирание. Влияние магнитных бурь особенно сильно сказывается при прохождении коротких волн вблизи магнитных полюсов. Избирательное замирание, как ранее указывалось, имеет место при радиотелефонной передаче вследствие различных условий отражения спектра излучаемых частот, следовательно на приеме мы получим различное соотношение фаз для частот принятого спектра, и поэтому окажется, что одни амплитуды спектра усилятся“ другие вследствие сдвига на 180° совершенно пропадут и третьи ослабнут вследствие нек-рого сдвига фаз.

В исследованиях Поттера [⁶] можно видеть, что с увеличением длины волны передачи частота

и глубина избирательного замирания уменьшается." В частности он нашел, что глубина замирания меняется в десять раз при переходе от волны

15 Hi к волне 120 метров Что касается продолжительности замирания, то Апплетон приходит к следующим выводам: продолжительность замирания на длинных волнах достигает нескольких секунд; при 100 метров достигает нескольких долей секунд и при 10 метров замирание совершенно исчезает.

Бевередж и Петерсен [⁷] в описании системы радиотелеграфного приема на несколько антенн считают, что сигнал частотой 20 000 kHz, имеющий напряженность поля в месте приема 100 μ-V/ж, может быть совершенно неслышен, т. к. колебания напряженности поля порядка 10 000 : 1 по их наблюдениям представляют довольно частое явление. Наблюдения Эккерслея [²] приводят его к выводам, что колебания силы сигналов, получаемых в Англии из Монреаля и Нью Норка, довольно часто характеризуются отношением 10:1. Колебания поля при связи с Юж. Африкой, а также с о-вом Ява (условия соответствуют условиям СССР) дают колебания поля соответственно с 50 : 1 и 60 : 1. При связи с городом Пуна (Индия) колебание поля наблюдалось порядка 40 : 1; это полностью соответствует условиям радиосвязи Москва—Ташкент.

В заключение расчетов коротковолновых Ц. р. предлагается таблица рекомендуемых усилений в децибелах (db) для удовлетворительного приема. Она объединена с таблицей, представленной Великобританией на Всемирную волновую конференцию в Мадриде.

Т. о. из таблицы мы видим, что вообще наиболее вероятное соотношение поля сигналов максимального и минимального значения при замирании соответствует величине ок. 35 db (при автоматич. телеграфной работе или телефоне) и в частности для рассмотренного выше примера радиомагистрали Лондон—Ныо Иорк — 40 db. Дзле, равное 70 μ-V/м, к-рое замерено на приемной станции Челмсфорде (Англия) (фигура 14) на волне 20,7 м, получено от Ю-kW радиостанции близ Нью Норка; при этом антенное устройство этой радиостанции дает возможность увеличить излучаемую мощность таким образом, что на приеме получается увеличение соотношения на 20 db. Т. о. эквивалентная излучаемая мощность полу

Рекомендуемые усиления в децибелах.

Источники	Тип приема	Соотно шение сигна лов“	Примеча ние
Бевередж и Петерсен	Телеграф. пишущий прием	80
Эккередей	—	40	Для связи Лондон — Нью Иорк
»	—	32	Для связи с Пуной
По английским источникам	Телегр. слух, прием	5-10
То же	Телегр. пиш. прием, сигналы Морзе	10-12
» »	Телегр. пиш. автом. прием	25-30
» »	Передача изображений	10-20	Ширина полосы ЗОиО Hz
ь ь	Радиотелефон	25 — 35
По амер. источникам (США), предложено в Гааге	Радиотелеграф слух. ПрИСхМ	5-10
То же	То же, автоматический прием	25-30
» »	Радиотелефон	25-30

* В db по напряженности поля. чается равной 1 000 kW. Обращаясь теперь К графикам (фигура 17), которые построены по методу Шулейкина, мы видим, что такая излучаемая мощность 1 000 kW создает поле на месте при-

100000

10000

woo

100

100 г 10

0,1

0,01 о,ио~* 0,1.10-0.1ж⁴o,uo~^s0.110 * 0,1.10 о,ио~⁸

0.1Ж⁹

ема—Е_ш, не подверженное замираниям, равное 6,5—7 тыс. μΥ/м. Беря теперь отношение максимального значения поля Е_т (по Шулейкину), не подверженного замираниям, к измеренному

Эккерслеем 2?экк· или, что то же, к рассчитанному по его методу, получим в db следующее:

Em 7 000

^201g^r^==201g^ ^{= 40db}·

Т. о. все проанализированные методы одинаковы

по количественной оценке значения напряженности электромагнитного поля в месте приема.

Фигура 21.

Рассчитывая напряженность электромагнитного поля по методу Ляссена [⁴], можно построить

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 J4 26 38 40 N

Фигура 22.

кривые затухания мощности для различного числа отражений E_lt E₂, E_z (фигура 18, 19 и 20).

Эти кривые, которыми можно пользоваться для расстояния более 500 км, дают возможность судить о необходимой мощности излучения коротковолновых передающих сооружений центра. Для полного представления о сооружениях передающего центра — мощности передатчика и эффективности коротковолновых антенн (числа диполей)—можно пользоваться кривыми (фигура 21 и 22) Соутворта [⁸]. Кривые фигура 21 представляют зависимость усиления мощности от числа пар диполей (N) и расстояния вибратора и отражателя. Кривые на фигуре 22 представляют ту же самую зависимость, но для усиления мощности и напряженности поля, выраженных в децибелах. Обе фигуры дают возможность судить о таких зависимостях для разных типов коротковолновых антенн при различных расстояниях между диполями.

Лит.: 1) Eckersley Т. a. Tremmlin, «The Marconi Review», 1930, 2 (Мировые радиосвязи на коротких волнах); 2) Eckersley т., ibid., 1931, 30 (Измерение напряженности поля при коротковолновой передаче); ³) Щукин А., Метод расчета прохождения коротких волн, «Журнал прикладной физики», 1932; ⁴) fcassen, «Ztschr. fur techn. Physik», 1931, 10, 11,

(Теория распространения коротких волн); &) Apple-ton a. Barnett, «Ргос. Roy. Soc.», 1926, v. ИЗ, 164 (О явлениях интерференции между поверхностными волнами и волнами, отклоненными верхними слоями атмосферы); 6) В о w n, Martin a. Potter, «Ргос. of the Inst, of Radio Eng.», 1926, 14 (Селективный фединг. Случай частотной модуляции); 7) Petersen, Beverage a. Moore, ibid., 1931, 4 (Система для приема радиотелефона на несколько антенн, применяемая компанией Radio Corporation); 8) Southworth E., ibid., 1931, Sept. (Некоторые факты, влияющие на усиление направленности антенн). IO. Бартенев.