Тропосфералық радиорелейлік байланыс

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 17 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы Білім және Ғылым министрлігі
Е.А.Бөкетов атындағы Қарағанды мемлекеттік университеті
Физика-техникалық факультет

РЕФЕРАТ
Тақырып: Радиореленің жүйелік байланысы

Орындаған: Мүбараков А.Қ.
Тексерген: Мұсабекова Ә..Қ

Қарағанды 2020
Жоспар:
Кіріспе
1. Радиореленің байланысы
2. Тропосфералық радиорелейлік байланыс
3. Сверхдальние тропосферные линии передачи
4. Тропосфералық байланыс жүйелерінің жиілігі мен энергия тиімділігін арттыру
5. Радиорелейлік және Smart-ретрансляторы
6. Модуляция және иммунитетті кодтау және резервтеу әдістері
7. Радиорелелік байланысты пайдалану және радиорелейлік байланыстың кемшіліктері
Қорытынды
Әдебиеттер тізімі

Кіріспе
Микротолқынды байланыс тарихы 1898 жылдың қаңтарында Прага инженері Иоганн Маттауштың австриялық Zeitschrift für Electrotechnik журналында жарияланғанынан басталады. Алайда, оның аудармашыны пайдалану идеясы, сымды телеграф аудармашыларына ұқсас, өте қарапайым болды және жүзеге асырылмады.
Алғашқы шынымен жұмыс істейтін радиорелелік байланыс жүйесін 1899 жылы итальяндық 19 жастағы бельгиялық студент Эмиль Гуарини (Гуарини) Форесио ойлап тапқан. 1899 жылы 27 мамырда ескі стильге сәйкес Эмиль Гуарини-Форесио Бельгияның Патенттік кеңсесіне реле-эстафеталық құрылғыны алғаш рет сипаттайтын № 142911 өнертабысқа патенттік өтінім берді. Бұл тарихи факт Э. Гуарини-Форесионың басымдылығының ең алғашқы деректі дәлелі болып табылады, бұл бізге көрсетілген датаны радиорелейлік байланыстың ресми туған күні ретінде қарастыруға мүмкіндік береді. Дәл сол 1899 жылдың тамыз-күз айларында Э. Гуарини-Форесио осындай өтініштерді Австрия, Ұлыбритания, Дания, Швейцарияда берді. Гуарини-Форесио өнертабысының ерекшелігі - сигналдарды қабылдаған, қайталағышта демодуляциялаған, содан кейін антенна арқылы қайта шығарылатын жаңартылған сигналдардың пайда болуын қамтамасыз ететін релені басқару үшін қолданылатын бір қайталағыштағы тарату және қабылдау құрылғыларының үйлесуі. Электрмагниттік үйлесімділікті қамтамасыз ету үшін қайталағыштың қабылдау сегменті қабылдағыш тізбекті таратқыштың қуатты сәулесінен қорғауға арналған қорғаныс қалқанымен қоршалған.
1901 жылы Гуарини-Форесио Фернанд Понжелемен бірге Мехеленде аралық автоматты релемен Брюссель мен Антверпен арасында радиорелейлік байланыс орнатуда бірқатар сәтті тәжірибелер жүргізді. Осындай тәжірибе 1901 жылдың аяғында Брюссель мен Париж арасында да өткізілді.
1931 жылғы антеннаны ағылшын арнасы бойынша 1,7 ГГц радиорелейлік желі арқылы тексеріңіз. Кедергілерді болдырмау үшін қабылдайтын антенна (артқы, оң жақта) таратушы антеннаның артында тұрды.
1931 жылы ITT-дің француздық LCT зерттеу бөлімшесінде жұмыс істейтін Андре Клавье ультра-шорт радио толқындарын қолдана отырып, радио байланысын ұйымдастыру мүмкіндігін көрсетті. 1931 жылғы 31 наурызда алдын-ала жүргізілген сынақтар кезінде Клавиер 1,67 ГГц жиілікте жұмыс істейтін тәжірибелік радиорелейлік желіні қолдана отырып, ағылшын арнасының қарама-қарсы екі жағына диаметрі 3 м болатын екі параболалық антеннаны орналастыру арқылы телефон және телеграф хабарларын сәтті жіберіп, қабылдады. Бір қызығы, антеннаны орнату орындары Луис Блериоттың ағылшын арнасы арқылы тарихи ұшудың ұшу және қону орындарымен сәйкес келді. Андре Клавиердің сәтті тәжірибесінің нәтижесі коммерциялық радиорелелік жабдықты одан әрі дамыту болды. Алғашқы коммерциялық радиорелелік жабдықты ITT, дәлірек айтқанда оның еншілес СТК 1934 жылы шығарған және клистрон көмегімен алынған 1,724 және 1,764 ГГц жиіліктегі 0,5 Вт қуаттылықтағы тербелістің амплитудациялық модуляциясын қолданған.
Алғашқы коммерциялық радиорелелік желінің іске қосылуы 1934 жылы 26 қаңтарда болды. Аталған жол Англия арнасынан 56 км ұзындықта өтіп, Англиядағы Лимпн және Франциядағы Сент-Энглевер әуежайларын жалғады. Салынған радиорелейлік желі бір уақытта бір телефон мен бір телеграф арнасын жіберуге мүмкіндік берді және Лондон мен Париж арасындағы әуе қатынасын үйлестіру үшін пайдаланылды. 1940 жылы, Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде желі бөлшектелді.

1. Радиореленің байланысы
Радиорелелік байланыс - бұл радио сигналдарының бірнеше рет берілуіне негізделген жер үстіндегі радиобайланыс түрлерінің бірі. Радиорелейлік байланыс, әдетте, стационарлық объектілер арасында жүзеге асырылады.
Тарихи тұрғыдан, станциялардың арасындағы радиорелелік байланыс белсенді немесе пассивті болуы мүмкін релелік станциялардың тізбегін қолдана отырып жүзеге асырылды.
Жер бетіндегі радио байланыстың барлық басқа түрлерінен микротолқынды байланыстың айрықша ерекшелігі тар бағытталған антенналарды, сонымен қатар дециметр, сантиметр немесе миллиметрлік радио толқындарын пайдалану болып табылады.
Радиорелейлік желілер (RRL) - берілген сигналдардың тізбекті бірнеше релесін (қабылдау, конверсиялау, күшейту және беру) жүзеге асыратын радио таратқыштардың (терминалдық, аралық, түйіндік) тізбегі.
Пайдаланылған радиотолқындардың таралу түріне байланысты РРЛ-ны екі топқа бөлуге болады: көру сызығы және тропосфера.
RRL тікелей көру сызығы - бұл телефон сигналдарын, дыбыстық және теледидарлық бағдарламалар, сандық деректер және басқа да хабарламаларды алыс қашықтыққа жіберудің негізгі құралы. Көп арналы телефония мен теледидардың сигналдарының өткізу қабілеті бірнеше ондаған мегагерц құрайды, сондықтан оларды тарату үшін тек дециметр мен сантиметрлік толқындардың ұзындығын ғана пайдалануға болады, олардың жалпы спектрінің ені 30 Гц құрайды.
Сонымен қатар, бұл полигондарда атмосфералық және өнеркәсіптік кедергілер мүлдем жоқ. Көршілес станциялардың арасындағы қашықтық (span) R жер бедері мен антеннаның биіктігіне байланысты. Әдетте, ол Ro көру қашықтығының сызығына жақын немесе оған теңестіріледі. Атмосфералық сынуды ескере отырып, жердің сфералық беті үшін.

2. Тропосфералық радиорелейлік байланыс
Тропосфералық микротолқындық байланыстарды салу кезінде төменгі атмосферада - тропосферада турбулентті және қабатты біртектес емес жағдайлардан алынған дециметр мен сантиметрлік радио толқындардың шағылысу эффектісі қолданылады.
VHF радиотолқындарының алыс қашықтықтағы тропосфералық таралу эффектісін пайдалану радиорелелік станциялар арасында тікелей көрінбейтін жағдайда 300 км қашықтыққа байланысты ұйымдастыруға мүмкіндік береді. Радиорелелік станциялар табиғи тауларда орналасқан кезде байланыс ауқымын 450 км-ге дейін ұлғайтуға болады.
Күшті сигналдың түсуі тропосфералық радиорелелік байланысқа тән. Аттентация атмосфера арқылы сигнал тарату кезінде де, тропосферадан шағылысу кезінде сигналдың бір бөлігінің шашырауына байланысты жүреді. Сондықтан, тұрақты радио байланыстар үшін, әдетте, қуаты 10 кВт-қа дейінгі таратқыштар, үлкен диафрагмасы бар антенналар (30х30 м²-ге дейін), демек, үлкен пайда, сондай-ақ шу деңгейі төмен элементтері бар жоғары сезімтал қабылдағыштар қолданылады.
Сондай-ақ, тропосфералық микротолқындық байланыстар радио сигналының тез, баяу және селективті жоғалуымен сипатталады. Қабылданған сигналға тез түсудің әсерін азайтуға әр түрлі жиілік пен кеңістіктік қабылдау арқылы қол жеткізіледі. Сондықтан тропосфералық радиорелейлік станциялардың көпшілігінде бірнеше қабылдайтын антенналар бар.
Ең танымал және кеңейтілген тропосфералық микротолқынды байланыстардың мысалы:
* Солтүстік, ACE High, White Alice, JASDF, Dew, NARS жолдары;
* Барс СОӨЖ

3. Ультра ұзын тропосфералық электр беру желілері
Дециметрлік толқындардың таралуын зерттеу тропосфералық желілердің релелік станциялары арасындағы қашықтықты 800-1000 км-ге дейін арттыру мүмкіндігін көрсетті. Бұл жағдайда шашырау көлемі стратосферада болады. Осындай қашықтықтағы радиотолқындардың таралу механизмі жеткілікті зерттелмеген, бірақ тәжірибелер көрсеткендей, тез түсу кезінде сигнал амплитудасының таралуы Рейлей заңына бағынады, баяу түсу кезіндегі сигналдың таралуы қалыпты логарифмдік заңға сәйкес келеді, бірақ таралудың дисперсиясы 2-2,5 дБ дейін төмендейді. Бұл жай сигналдың тербелістерінің диапазоны әдеттегі DTR желілеріне қарағанда әлдеқайда аз екенін білдіреді; қысқару коэффициентінің маусымдық өзгеруі қарапайым DTR желілеріне қарағанда айтарлықтай аз. Теңіз арқылы өтетін жолдардың таралуы жағынан жер үстіндегі бірдей ұзындықтағы жолдарға қарағанда анағұрлым жақсы екендігі белгілі болды (сигнал 10 - 20 дБ жоғары). СТ сызықтары көршілес учаскелер арасындағы ионосфералық шашырау сызықтарына дейінгі қашықтыққа жақындайды, бірақ арнаның өткізу қабілетінің анағұрлым кең болуына байланысты ультра ұзын тропосфералық таралу жолының километрі ионосфералық шашырау сызықтарына қарағанда 10 есе арзан.
СТ желілері үшін есептеулер көрсеткендей, 99.95% деңгейіндегі үш байланыс сенімділігі арнадан шу күшін алу үшін пайдаланылуы мүмкін (телефон каналындағы шу жылдамдығының орташа минутына 8-10 дБ пайда болатын компандерлерді пайдалану). Желінің сенімділігін одан әрі жоғарылатуға жиілікті бақылау көмегімен қол жеткізуге болады. CTP жолында бақылау үшін кері байланыс тізбегі болуы керек, оның бойында жолдың жағдайы туралы ақпарат берілетін соңына жеткізіледі. Осы ақпаратқа сәйкес таратқыштың жиілігі тропосфераның максималды берілу коэффициентінде қалатындай өзгереді. Ресивер үздіксіз реттеледі. Мұндай бақылау жүйесін қолданудан пайда 9-10 дБ құрайды. Дегенмен, оны қолдану өте кең жолақты пайдалану қажеттілігімен қиындатады.
PTP кезінде мультипаттық сигналдың құрамдас бөліктері арасындағы кідірістің артуы мультипликативті шуды күрт арттырады, сондықтан қабылдау энергиясының нашарлауына қосымша көп арналы телефонияға өтпелі кедергілердің көбеюіне әкеледі. Дискретті ақпаратты тарату кезінде арнаның жады беру жылдамдығын шектейді, өйткені интерсимболдың бұрмалануы пайда болады. Алайда, көп арналы каналдың өткізу қабілеті аздап төмендейді (17% -ға); Сонымен қатар, оны ақпаратты берудің оңтайлы әдістерімен қалпына келтіруге болады. Мультипликативті кедергімен күресудің барлық қолданыстағы тәсілдерін, негізінен, келесі топтарға бөлуге болады:
1. Мультипликативті шу әсеріне әр түрлі әсер ететін, қабылданған сигналдың бірнеше көшірмелері пайда болатын жинақтау әдісі. Бұл көшірмелер біріктірілген.
2. Адаптивті қабылдау әдісі, онда таралу ортасының сипаттамаларын үздіксіз немесе мерзімді өлшеу жүргізіледі. Бұл өлшеулерден алынған мәліметтер ақпаратты қабылдау кезінде сигналдарды оңтайлы өңдеу және қабылдау кезінде сигналдарды оңтайландыру үшін қолданылады.
3. Шешімдерден кейін түзетуші кодтар мен кері байланысты қолдану әдісі (шешім қабылданғаннан кейінгі кері байланыс).
Бұл немесе басқа әдісті қолдану, бір жағынан, байланыс арнасының сипаттамалары бойынша, екінші жағынан, берілетін ақпарат пен рұқсат етілген бұрмаланулармен анықталады. Көп каналды тропосфералық радарларда алғашқылар кеңінен қолданылды.
Әртүрлілік әдістерінің орнына дискретті ақпаратты беру кезінде сәулені қабылдау орнында бөлу мүмкіндігіне негізделген әдістер қолданылады. Қабылданған сигналдың Ui амплитудасы, фазалар және кідірістер ti бар сәулелердің ақырғы қосындысы түрінде көрінісі қысқа толқындарда ғана таралу физикалық сипатына толығымен сәйкес келетіндігін атап өткен жөн. DTR арнасында бір күшті сәулені бөліп алу мүмкін емес, дегенмен, сигналдың ақырғы қосынды түрінде ұсынылуы дұрыс. Егер, мысалы, берілетін сигналдың өткізу қабілеттілігі Dfc болса, онда сигналды бір-біріне тең кідірістермен сәулелердің суперпозициясы ұсынылуы мүмкін (Котельниковтың айтуы бойынша); ортақ сәулелер саны 2 кк Dfc құрайды. Кең негізі бар және корреляциялық қабылдауды немесе сәйкес сүзгідегі қабылдауды қолдана отырып, сіз сәулелерді келу уақытында бөле аласыз. Бұл жағдайда әр сәуленің кідірісі tK-ге қарағанда едәуір аз болады, сондықтан сигналдың бұрмалануы және мультипликативті шу азаяды. Сонымен қатар, қабылдау әдістеріне байланысты неғұрлым күшті сәулелерді бөліп алуға немесе бірнеше сәулелерді когерентті қабылдауға және кернеу бойынша барлық сәулелерді қосуға болады.
Сәулелердің бөлінуі кең негізді сигналда өте тез ыдырайтын автокорреляция функциясының болуымен байланысты. Егер арнайы жасалған сигналдың автокорреляциялық функциясының ең жоғарғы ені сәулелер арасындағы ең аз кідірістен аз болса және ең күшті сәуле (немесе сәулелер тобы) қабылдау нүктесінде қандай-да бір жолмен анықталса, онда қарапайым автокорреляциялық қабылдағыш жетекші және кешіктірілген барлық сәулелерді басады. автокорреляция функциясының мәндеріне сәйкес осы сәулелердің кідіріс мәніне тең уақыт.
Барлық басқа сияқты ең күшті сәулені таңдау жергілікті сигналдарды әр сәулемен синхрондау арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Сәулелер бөлінгеннен кейін оларды қосу арқылы барлық энергияны пайдалануға болады. Мұндай жүйелердің негізгі кемшіліктері - қабылдау жабдығының айтарлықтай күрделенуі және орналасқан жиілік диапазонының кеңеюі.
Кең негізі бар сигналдарды қабылдау әдісіне сәйкес корреляциялық қабылдау крандары және сәйкес келген сүзгілерде қабылдау кешені бар көп арналы корреляторды қолдану арқылы ерекшеленеді. Бірінші жағдайда, М-тізбектік типтегі екілік жалған кездейсоқ тізбек анықтамалық кеңжолақты сигнал ретінде қолданылады, содан кейін сүзгіден өтеді. Сонымен қатар басқа жалған кездейсоқ тізбекті қолдануға болады (Франк кодтары және басқалары). Олардың негізгі қасиеттері - кең диапазондағы спектрдің біркелкілігі, автокорреляция функциясының өткір шыңы және кішкентай пикап. М-позициялық кодтауға көшу сол жолақта екілік кодтауға қарағанда берілу жылдамдығын log2M есе арттыруға мүмкіндік береді. Бұл жағдайда жабдық күрделене түседі (M times). Анықтамалық сигнал ретінде әр түрлі М-тізбекті, сондай-ақ көп жиілікті және көп фазалы манипуляцияларды қолдануға болады. Аналогтық ақпаратты беру үшін салыстырмалы тар диапазонды жиілік модуляциясын қолдануға болады. Бұл жағдайда беріліс кезіндегі FM сигналы (содан кейін қабылдау кезінде) анықтамалық жалған кездейсоқ сигналға көбейтіледі. Алайда, CMM және D-модуляцияны қолдану арқылы беру тиімдірек болып саналады.
Синхрондау - сағаттық және бортта күрделі мәселе. Кең жолақты сигналдардың өздері уақытты жақсы шеше алатындығына қарамастан, мультипликативті шешуге арналған осы қасиеттерді жүзеге асыру тиісті синхрондау дәлдігін талап етеді. Сондай-ақ, қосылысқа кіру кезінде кең жолақты кідіріс желісі мен іздеу тізбегін нақты іске асыруда үлкен қиындықтар бар.
Сәйкес сүзгілерді қабылдау кезінде әдетте желідегі жиілік модуляциясы қолданылады, мысалы, дисперсиялық ультрадыбыстық кідіріс желісі. Қарама-қарсы көлбеу сызықты FM қолдана отырып, екілік сигналдар берілуі мүмкін. Қабылдау кезінде сәйкес сүзгі беріліске ұқсас кідіріс сызығын қамтамасыз етеді.
Кең базалық сигналдары бар жүйелер байланыс арнасының импульстік реакциясын талдау негізінде көбейтуге мүмкіндік береді. Дегенмен, сіз арнаны беру функциясының үлгі мәндеріне негізделген эквивалентті канал моделін қолдана аласыз (бұл жағдайда мультипатация туралы емес, іріктеп жинау туралы айту ыңғайлы). Қабылдау кезінде осы жиіліктердің амплитудасы мен фазаларын өлшейтін және өлшейтін синусоидтердің ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.