Факторы влияющие на дальность связи

Способность электрического сигнала распространяться в эфире сильно зависит от его частоты. Радиоволны в однородной среде рас­пространяются прямолинейно. При переходе радиоволны между сре­дами с разной проводимостью они несколько меняют направление распространения. Предметы, хорошо проводящие ток (металлы, зем­ля и т.д.), отражают радиоволну. При отражении происходит частич­ное поглощение и рассеивание энергии радиоволн. Нижние слои ат­мосферы пропускают радиоволны прямолинейно и почти не поглоща­ют их.

На высоте несколько десятков километров атмосфера сильно раз­ряжена и ионизирована под действием жесткого излучения, приходя­щего из космоса. Из-за физических особенностей ионосферы направ­ление распространения радиоволн в ней отлично от прямолинейного. Происходит как бы преломление радиоволны. Радиоволны с частотой более 3-10 МГц проходят через ионосферу, несколько ослабляясь. Радиоволны с частотой менее 3-10 МГц отражаются от ионосферы, и с их помощью можно осуществлять радиосвязь с радиостанциями, находящимися за пределами горизонта (рис. 1). Дальность радиосвя­зи при одном отражении составляет 3500-4000 км. При достаточно большой мощности передатчика и чувствительном приемнике можно поддерживать радиосвязь на больших расстояниях. При этом радио­волны доходят до приемника, испытывая несколько отражений от ионосферы.

Рис. 1. Схема распространения радиоволн различных длин в атмосфере.

Как и все радиоволны, волны ОВЧ-диапазона способны отра­жаться от поверхностей достаточно плотных тел. В городских усло­виях радиосвязь осуществляется в результате многократного отраже­ния волн от зданий. При отражении всякого излучения от препятствия энергия его теряется. Это явление приводит к тому, что высокие пре­пятствия вокруг радиостанции могут резко уменьшить дальность ра­диосвязи, вплоть до расстояния прямой видимости. При проведении оперативно-розыскных мероприятий в городских условиях или на пересеченной местности следует обязательно учитывать свойства радиоволн, приводящих к уменьшению дальности радиосвязи, и руко­водствоваться следующими принципами:

- стараться устанавливать радиосвязь вне помещений без окон, вне подвалов;

- металл полностью экранирует радиоволны (радиосвязь изнут­ри металлических конструкций может быть невозможна!);

- в помещениях располагаться на более высоких этажах и ближе к окнам, обращенным в сторону других абонентов связи;

- сложное отражение радиоволн в условиях городской застрой­ку часто создает так называемые зоны радио тени, в которых радио­связь сильно ухудшается. При попадании в такую зону необходимо сменить свое местоположение на 50-100 м – связь почти наверняка улучшится;

- даже относительно невысокая гряда холмов, а тем более гор­ный хребет, отделяющие от абонента, до которого по прямой всего 1-2 км, могут стать непреодолимой преградой для радиоволн ОВЧ-диапазона – при отсутствии связи следует подняться на гребень и по­пытаться установить связь вновь. При наличии сил и средств можно помещать на господствующих высотах радиостанции-ретрансляторы, находящиеся в пределах видимости всех абонентов связи;

- при существенном изменении своего местоположения по воз­можности необходимо проверить устойчивость связи с другими або­нентами, задействованными в операции. При плохой связи необходи­мо заранее принять меры по ее улучшению.

Дальность радиосвязи пропорциональна мощности радиопере­датчика. Причем для увеличения дальности радиосвязи в условиях прямой видимости в два раза потребуется увеличить мощность радио­передатчика примерно в четыре раза. Для носимых радиостанций мощ­ность передатчика, как правило, не превышает 5 Вт. Это связано с тем, что большая мощность потребовала бы более емких, а значит, и более громоздких аккумуляторов.

Другой параметр радиостанции, оказывающий решающее влия­ние на дальность радиосвязи, - чувствительность радиоприемника, выражаемая в микровольтах (мкВ). Чувствительность приемника по­казывает, какой по величине электрический потенциал, возбуждаемый радиоволной в антенне радиостанции, может быть выделен и усилен таким радиоприемником. Чем меньше величина чувствительности ра­диоприемника, тем более слабый сигнал он может принять, тем боль­уп дальность радиосвязи он может обеспечить при равной мощно­сти передатчика.

Для преодоления ограничения дальности радиосвязи ОВЧ-диапазона, связанного с кривизной поверхности земли, используется метод ретрансляции.

Ретрансляция – это способ увеличения дальности радиосвязи путем использования промежуточных станций-ретрансляторов, обес­печивающих прием сигналов от одного корреспондента, их усиление и передачу другому корреспонденту (корреспондентам). В качестве ретранслятора может использоваться как специально предназначенное для этого устройство, так и две радиостанции. Выход приемника каждой радиостанции, объединенной в ретранслятор, соединен со вхо­дом передатчика другой. Радиостанции ретранслятора автоматически (при поступлении на приемник специального сигнала) или вручную оператором переключаются на прием или передачу. Для организации работы ретранслятора в симплексном режиме потребуется две радио­частоты f1 и f2 .Частота f1 выделяется для связи корреспон­дента I с ретранслятором, а частота f2 - для связи корреспондента П с ретранслятором.

Радиопомехи

Радиопомехи оказывают существенное влияние на дальность и устойчивость радиосвязи.

Различают индустриальные, атмосферные и внутренние радио­помехи, а также помехи от радиостанций, работающих на соседних радиоканалах.

Индустриальные радиопомехи – это электромагнитные возмуще­ния, создаваемые непреднамеренно во время работы различных элект­рических и радиоэлектронных устройств. Источниками индустриаль­ных радиопомех могут быть электродвигатели, системы зажигания автомобиля, высоковольтные линии электропередач, неоновая рекла­ма, городской электротранспорт и т.п. Особенно сильные индустри­альные радиопомехи генерируются открытыми электрическими раз­рядами. Если при попытке установить радиосвязь обнаруживается вы­сокий уровень шума, нужно попытаться сменить место передачи, отда­лившись от потенциального источника радиопомех как можно дальше.

Источником атмосферных помех являются разряды атмосфер­ного электричества – молнии, полярное сияние и магнитные бури. Преодолеть эти помехи практически очень тяжело, и остается только ожидать их ослабления.

Внутренние помехи возникают из-за конструктивного несовер­шенства радиостанций.

Помехи от радиостанций, работающих на соседних каналах, мо­гут возникнуть из-за близкого расположения вашей радиостанции к мощному передатчику либо из-за чрезмерной широкополосности та­кой радиостанции.

Для уменьшения влияния радиопомех на качество радиосвязи служит встроенный в радиостанцию шумоподавитель. Наиболее час­то используется схема шумоподавителя, который как бы срезает сиг­налы; равные по амплитуде уровню шумов. При этом уменьшается и амплитуда полезного сигнала (рис. 18). Очевидно, что работа такого шумоподавителя эффективна только при достаточно большом соот­ношении амплитуды полезного сигнала к амплитуде шума, иначе шумоподавитель сделает неслышным и полезный сигнал. Поскольку интенсивность шумов может быть различна, то, как правило, шумо­подавитель радиостанции имеет регулятор, позволяющий плавно из­менять уровень «срезания» сигнала. Оптимальное положение такого регулятора шумоподавителя – на границе слышимых шумов. При сла­бом полезном сигнале рекомендуется выключать шумоподавитель, пожертвовав качеством приема в обмен на саму возможность приема

полезного сигнала.

Более сложные системы шумоподавителей основаны на избира­тельном «вырезании» пиков, принадлежащих шумам, поскольку они отличаются по характеристикам от пиков полезного сигнала. Такие шумоподавители в меньшей степени ослабляют полезный сигнал, но конструкция их сложна, что ограничивает их использование.

В современных моделях носимых радиостанций шумоподави­тель полностью отключает тракт УНЧ-радиостанции при отсутствии полезного сигнала на выбранном канале более заданного времени, включая УНЧ вновь только при появлении полезного сигнала. Тем самым обеспечивается существенная экономия.

Рассмотрим какие устройст­ва р/ст и какие внешние факторы влияют на дальность передачи со­общения.

1. Рельеф местности.Волны УКВ и КВ диапазонов как и вес другие обладают способностью отражаться от посторонних и поглощаться посто­ронними предметами. Поэтому, чем меньше преград естественного и ис­кусственного происхождения, тем дальность связи будет дальше.

2. Заряженность аккумуляторной батареи.Особенно этот фактор надо учитывать при работе с третьим типом р/ст, т.к. они запитаны от ак­кумуляторной батареи. Заряженность аккумуляторной батареи влияет на режимы работы р/ст.

• дежурный режим – самый экономичный;

• режим приёма – средний;

• режим передачи – самый энергоёмкий.

Поэтому в режиме передачи из-за разряженной батареи дальность связи будет значительно меньшей. При этом р/ст в режиме приёма ещё может работать. Чтобы контролировать степень заряженности аккумуляторной бата­реи р/ст снабжаются световой и звуковой индикацией.

3. Мощность передатчика.Это техническая характеристика р/ст, чем она больше, тем на большее расстояние передаётся сообщение.

4. Тип антенны и высота ее установки.Высота установки антенны даёт возможность быть выше над искусственными и естественными пре­градами волнам, излучаемым р/ст, что позволяет им беспрепятственно распространяться.

5. Электромагнитные поля.Волны представляют собой электро­магнитные излучения, только они несут в себе полезную информацию. Все остальные электромагнитные колебания являются для нас помехой и при­нимаются нашими р/ст в виде шумов. Если паразитные электромагнитные колебания больше по мощности чем наши, то они могут полностью пода­вить наш сигнал. Источниками таких волн могут быть любые силовые электрические установки, линии электропередач, другие приёмопередаю­щие устройства, природные явления и прочее.

6. Погодные условия.На волны УКВ и КВ диапазонов погодные условия оказывают влияние по-разному. Так, для волн УКВ-диапазона ха­рактерно, что они обладают способностью отражаться от облаков, и за счёт отражения и от земли дальность их распространения увеличивается. Вол­ны КВ-диапазона отражаются от более высоких слоев атмосферы (страто­сферы).

В зависимости от взаимного влияния всех факторов при работе с р/ст бывают случаи, когда связь с другим абонентом (абонентами) установить не удаётся. Это не значит, что необходимо отказаться от связи совсем. Можно и нужно попытаться установить связь. Для этого необходимо знать, где находится приёмная антенна. Исходя из этого, будут строиться все дальнейшие действия.

1. Попытаться выйти из зоны, где существуют преграды на пути
распространения волн. Вэтом случае можно сделать следующее:

• попытаться обойти преграду;

• если это жилой дом, то можно подняться на верхний этаж (чердак) или попробовать связаться, зайдя в подъезд (особенно если имеются окна на противоположную сторону);

• если это низина или яма, то попытайтесь подняться на более высо­кую точку.

2. Связаться через другого абонента.Это позволяет обойти пре­пятствие, которое располагается на пути распространения волн.

3. Воспользоваться другими средствами связи,например, телефо­ном. Увеличить площадь приема и передачи антенны.Необходимо попробовать поднести антенну к свисающемуся проводу или металличе­ской поверхности.

4. Отключить систему шумопонижения.Это улучшает такую тех­ническую характеристику, как чувствительность р/ст. Чувствительность р/ст – это такой минимальный сигнал, который воспринимается и воспро­изводится с удовлетворительным качеством.

Связь может быть плохой даже в условиях прямой видимости. Обычно отраженных и переотраженных сигналов бывает много больше, особенно – в городе. Причина в промышленных помехах (строительные краны, самолеты и др.) – их конфигурация, материалы, конструктивные особенности влияют как на амплитуду отраженного сигнала, так и на его фазу. Поворот фронта радиоволны может произойти не только при ее отражении от электропроводящего препятствия, но и за счет преломления в диэлектрической среде.

Смещение автомобиля или «портативки» лишь на долю длины волны нередко позволяет установить нормальную связь с корреспондентом, только что безнадежно «утопавшем» в шумах эфира. Наилучшие позиции для связи передвижной радиостанции со стационарной иногда «пристреливают» заранее. У корреспондентов со стационарными антеннами свобод меньше, но и их достаточно. Это, во-первых, подъем антенны на возможно большую высоту, что обеспечивает прохождение к корреспонденту прямого сигнала, с которым не могут, как правило, сколько-нибудь ощутимо конкурировать ослабленные на некачественных проводниках и изоляторах отраженные и преломленные волны.

Но характер излучения антенны зависит не только от нее самой. Сильнейшее влияние на пространственную картину излучения оказывает земля. Отраженный от нее сигнал, отличаясь от поступающего непосредственно от антенны по фазе и амплитуде, интерферируя с ним, создает подчас весьма причудливую фигуру излучения.