Распространение радиоволн диапазонов, используемых в радиорелейных линиях. Ретрансляторы.

Под радиорелейной связью понимают радиосвязь, основанную на ретрансляции радиосигналов дециметровых и более коротких волн станциями, расположенными на поверхности Земли. Совокупность технических средств и среды распространения радиоволн для обеспечения радиорелейной связи образует радиорелейную линию связи.

РРЛ связь – это особый вид радиосвязи на УКВ волнах с многократной ретрансляцией сигнала. К УКВ радиоволнам относятся волны длиной короче 10 м, что соответствует частотам выше 30 МГц. Полоса частот, соответствующих диапазону УКВ, очень широкая, и в этом диапазоне можно разместить гораздо большее число радиостанций, работающих без взаимных помех, чем в диапазонах более длинных волн.

Используемые в ней радиоволны имеют два механизма распространения: один — за счет земной радиоволны, второй — за счет тропосферной.

Земной называют радиоволну, распространяющуюся вблизи земной поверхности. Земные радиоволны короче 100 см хорошо распространяются только в пределах прямой видимости. Поэтому радиорелейную линию связи на большие расстояния строят в виде цепочки приемно-передающих радиорелейных станций (РРС), в которой соседние РРС размещают на расстоянии, обеспечивающем радиосвязь прямой видимости, и называют ее радиорелейной линией прямой видимости (РРЛ). Наземные РРЛ или РРЛ прямой видимости, в зависимости от емкости работают в диапазоне от метровых волн до сантиметровых.

Малоканальные РРЛ работают в нижней части диапазона, а многоканальные или широкополосные - в верхней. Применение более высоких частот (11 ГГц и выше) приводит к дополнительному ослаблению сигнала, так как длина волны становится соизмеримо с размерами атмосферных осадков.

Тропосферные РРЛ – это такие РРЛ, в которых за счет отражения от тропосферы осуществляется дальнее распространение УКВ волн. Работают они в диапазоне 1000 МГц (дециметровые волны). Энергия тропосферной радиоволны короче 100 см рассеивается на неоднородностях тропосферы. При этом часть энергии попадает на приемную антенну РРС, расположенной за пределами прямой видимости на расстоянии 250 ...350 км. Цепочка таких РРС образует тропосферную радиорелейную линию (ТРЛ). На любой РРС устанавливают антенны, приемно-передающую аппаратуру и вспомогательные устройства (аппаратуру телеобслуживания, служебной связи, гарантированного электропитания и др.). Комплекс аппаратуры, обеспечивающий нормальную работу РРЛ (или ТРЛ), называют радиорелейной системой.

Условия распространения сигнала на интервалах РРЛ значительно отличаются от условий свободного пространства. Во-первых, электромагнитные волны могут отражаться от поверхности Земли и приходить вместе с прямой волной на вход приемника. Во-вторых, на вход приемника может приходить волна, отраженная от неоднородностей атмосферы. Взаимодействие прямой и отраженных волн приводит к изменениям уровня сигнала в приемной антенне, другими словами - к замираниям. Это обстоятельство усугубляется тем, что радиоволны распространяются по кривым траекториям, зависящим от состояния атмосферы (времени года, времени суток, погоды и пр.). Следовательно, замирания на трассе РРЛ являются случайной величиной. Помимо этих явлений, на распространение сигнала в диапазонах волн выше 8-10 ГГц, сильное влияние оказывают дождь, снег, туман, смог. Несмотря на эти дестабилизирующие факторы, современные технологические решения позволяют обеспечивать надежную и эффективную связь по интервалам РРЛ.

Радиорелейные каналы связи получили широкое распространение во всем мире. По сравнению с традиционными наземными медными или оптоволоконными линиями они имеют следующие преимущества:

- сравнительная дешевизна высокоскоростного канала связи,

- отсутствие работ, связанных с прокладкой наземных линий связи,

- нечувствительность к сложным для прохождения участкам трассы (магистральные трассы, путепроводы, реки, болота, леса и т.п.),

- централизованное обслуживание и ремонтопригодность.

К недостаткам можно отнести:

- ограниченную дальность одного сегмента, не превышающую 100 км не только из-за энергетики, но и из-за влияния кривизны земли на обеспечение прямой видимости.

Ретранслятор - это чаще необслуживаемый приемо-передающий комплекс, состоящий из приемных и передающих антенн, широкополосных усилителей с фильтрующими блоками и фидерных линий, устанавливаемый на промежуточных пунктах линий радиосвязи с целью усиления принимаемых сигналов и дальнейшей их передачи.

1. Оконечная станция (OC), предназначаются для ввода в РРЛ многоканального и ТВ сигнала на стороне передачи и для выделения этих сигналов на стороне приема.

2. Промежуточная станция (ПС), предназначена для приема сигналов от предыдущей станции, их усиления и передачи в направлении следующей станции. Соединение на ПС между передатчиком и приемником осуществляется по промежуточной частоте, т.е. без демодуляции сигналов в приемнике и без модуляции в передатчике. При необходимости может быть осуществлено выделение ТВ программы - для этого демодуляция сигнала промежуточной частоты осуществляется путем его снятия с дополнительного выхода приемника, что не оказывает влияние на качественные показатели сквозных каналов.

В малоканальных РРЛ и особенно в РРЛ с временным разделением применяется построение аппаратуры ПС, при котором демодуляция и модуляция производится на каждой ПС. Это позволяет вводить и выводить ТЛФ каналы на любой ПС.

3. Узловые станции (OС) предназначаются для выделения части ТЛФ каналов и введения соответствующего количества новых каналов. От УС часто берут начало новые РРЛ (линии ответвления). В ТЛФ стволах на УС производится демодуляция сигналов со стороны приема и модуляция со стороны передачи. При необходимости эти преобразования производятся и в ТВ стволах.