Definiție comunicare prin releu radioîn contrast cu comunicarea radio directă. Mesajul abonatului este transmis în mod repetat prin verigi intermediare din lanț, formând o linie de releu radio (RRL). Numele a fost inventat de britanici: releu - schimbare. Caracteristicile fizice ale propagării i-au forțat pe ingineri să folosească unde ultrascurte (UHF): decimetru, centimetru și mai rar, metru. Pentru că cei lungi sunt capabili să ocolească globul singuri. Motivul utilizării liniilor de releu radio se explică prin necesitatea de a stoca o cantitate mare de informații, ceea ce este imposibil la frecvențe joase. Restricțiile sunt explicate prin teorema lui Kotelnikov.

Notă. Comunicarea troposferică considerată o subspecie de releu radio.

Avantajele metodei

1. Este menționat primul avantaj - capacitatea de a stoca o cantitate mai mare de informații. Numărul de canale este proporțional cu lățimea de bandă a echipamentului de transmisie și recepție. Valoarea crește odată cu creșterea frecvenței. Acest fapt se datorează formulelor care descriu circuit oscilator, alte secțiuni selective ale circuitului electric.
2. Linearitatea propagării VHF determină proprietăți direcționale înalte. Directivitatea crește odată cu creșterea ariei antenei în raport cu lungimea de undă. Cele scurte sunt mai ușor de acoperit cu o farfurie. De exemplu, comunicațiile la distanță lungă sunt efectuate pe lungimi care ajung la kilometri. Undele centimetrice și decimetrice sunt ușor acoperite de paraboloizi relativ mici, reducând semnificativ puterea necesară (cu excepția cazului transmitere troposferică informaţii), nivelul de zgomot. Zgomotul este de fapt limitat de imperfecțiunea internă a treptelor de intrare ale receptorului.
3. Stabilitatea se explică prin vizibilitatea directă a tandemului emițător-receptor. Vremea și ora zilei/anului au o influență redusă.

Aceste avantaje deja la începutul celei de-a doua jumătate a secolului al XX-lea au permis economiștilor să compare eficiența economică a unui lanț cu un cablu. A fost posibilă transmiterea analogică canale de televiziune. Echipamentul turnurilor este mult mai complex decât regeneratoarele. Cu toate acestea, cablul trebuie să reînnoiască semnalul la fiecare 6 km. Turnurile sunt de obicei separate prin distanțe de 50-150 km, distanța (km) fiind limitată la rădăcina pătrată a înălțimii turnului (m) înmulțită cu 7,2. În cele din urmă, permafrostul complică foarte mult așezarea liniilor de cabluri; mlaștinile, stâncile și râurile contribuie.

Experții observă ușurința de implementare a sistemului și economiile la metale neferoase:

• Cupru.
• Conduce.
• Aluminiu.

Se remarcă eficiența scăzută a turnurilor autonome. Personalul de întreținere este inevitabil necesar. Este necesar să sferturiți oamenii și să atribuiți un ceas.

Principiul de funcționare

Linia implementează de obicei un mod duplex (bidirecțional) de transmitere a informațiilor. Diviziunea în frecvență a canalelor a fost folosită mai des. Primele acorduri europene au stabilit zone de spectru:

• unde decimetrice:

1. 460-470 MHz.
2. 1300-1600 MHz.
3. 1700-2300 MHz.

• Centimetru:

1. 3500-4200 MHz.
2. 4400-5000 MHz.
3. 5925-8500 MHz.
4. 9800-10.000 MHz.

Undele de contor sunt capabile să se îndoaie în jurul obstacolelor; utilizarea este permisă din cauza lipsei de vizibilitate directă. Frecvențele de peste 10 GHz sunt dezavantajoase deoarece sunt absorbite excelent de precipitații. Proiectele postbelice ale lui Bell (11 GHz) s-au dovedit necompetitive. Secțiunea de spectru este adesea selectată în funcție de obținerea numărului necesar de canale.

Poveste

Apelarea digitală a fost oferită înainte de apelarea cu impulsuri. Cu toate acestea, implementarea ideii a întârziat 60 de ani. Soarta antibioticelor se repetă prin comunicațiile prin releu radio.

Inventarea unei idei

Istoricii acordă în unanimitate prioritate descoperirii lui Johann Matthausch, care a scris o publicație corespunzătoare (1898) în revista Electrical Engineering Notes (vol. 16, 35-36). Criticii notează inconsecvența părții teoretice care propunea crearea repetitoarelor de telegraf. Cu toate acestea, un an mai târziu, Emil Guarini-Forestio a construit primul exemplar de lucru. Originar din comunitatea italiană din Fasano (Apulia), pe când era student, la 27 mai 1899, a brevetat un repetitor radio în divizia belgiană. Data este considerată ziua oficială de naștere a comunicațiilor radio releu.

Dispozitivul este reprezentat de o combinație de echipamente transceiver. Proiectarea a efectuat demodularea semnalului recepționat, formarea ulterioară, radiația printr-o antenă omnidirecțională, formând un canal de difuzare. Filtrul protejat calea de primire de la radiația puternică de la emițător.

Simțind neajunsurile designului prezentat, Guarini-Foresio (decembrie 1899) a brevetat (Elveția, nr. 21413) proiectarea unei antene elicoidale direcționale (polarizare circulară), echipată cu un reflector metalic. Dispozitivul a împiedicat turnurile să intercepteze reciproc mesajele altor persoane. Alte îmbunătățiri au fost făcute în strânsă colaborare cu Fernando Pontsele. Împreună, inventatorii au încercat să stabilească o comunicare între Bruxelles și Anvers, folosind Maliny ca punct intermediar și locația repetitorului.

Structura a fost echipată cu antene cilindrice cu diametrul de 50 cm, dotând o clădire înaltă cu echipamente. Pe baza rezultatelor obținute în fierbinte iunie 1901, au început pregătirile pentru linia Paris-Bruxelles cu o rază de acțiune de 275 km. Etapa de instalare a repetorului a fost de 27 km. Decembrie a adus succes ideii, oferind un timp de întârziere a mesajului de 3..5 secunde.

Văzând perspective strălucitoare, Guarini a avut capul în nori, anticipând succesul comercial (echivalent cu profiturile companiei Bell) al comunicațiilor prin releu radio, eliminând problemele de rază. Realitatea a făcut ajustări. A fost necesară o gamă largă de soluții:

1. Sursa de alimentare pentru echipamentul transceiver.
2. Proiectarea de antene mai digerabile.
3. Costuri reduse de echipamente.

Abia 30 de ani mai târziu, inventarea tuburilor electronice adecvate de înaltă frecvență a permis ideea să iasă la suprafață. Inventatorul a primit Ordinul Coroana Italiei.

Modelele de lămpi cuceresc Canalul Mânecii

În 1931, consorțiul anglo-francez (Company telefon internationalși telegraf, Anglia; Laboratorul de echipamente telefonice, Franța), condus de Andre Clavier, a cucerit Canalul Mânecii (Dover-Calais). Evenimentul a fost acoperit de revista Radio News (august 1931, p. 107). Să ne amintim esența problemei: așezarea unui cablu submarin este costisitoare, iar o întrerupere de linie înseamnă necesitatea de a cheltui fonduri semnificative pentru reparații. Inginerii celor două țări au decis să depășească spațiul de apă (40 km) cu valuri de șapte inci (18 cm). Experimentatorii au raportat:

1. Conversatie telefonica.
2. Semnal codificat.
3. Imagini.

Un sistem de antenă parabolică cu diametrul de 10 picioare (19-20 de lungimi de undă) a produs două fascicule paralele, o configurație care bloca automat fenomenul de interferență. Consumul de putere al emițătorului a fost de 25 W, eficiența a fost de 50%. Rezultate pozitive ne-a făcut să ne asumăm posibilitatea de a genera frecvențe mai mari, inclusiv optice. Astăzi, inutilitatea unor astfel de obiceiuri este evidentă. Caracteristicile tehnice ale tuburilor de vid folosite au fost ținute sub tăcere de către organizatori, a fost menționat doar principiul general de funcționare, inventat de Heinrich Barkhausen (Universitatea din Dresda), îmbunătățit de experimentatorul francez Pierre; Animatorii și-au exprimat recunoștința față de predecesorii lor oameni de știință:

1. Glagolieva-Arkadieva A.A. a inventat (1922) un generator de microunde (5 cm..82 microni) din pilitură de aluminiu suspendată într-un vas cu ulei.
2. Profesorul Ernest Nichols și Dr. Teer au efectuat cercetări similare în SUA, realizând generarea de unde comparabile cu domeniul infraroșu.
3. Dezvoltatorii au fost ajutați de nenumărate experimente ale lui Gustav Ferrier, care a fost implicat în miniaturizarea dispozitivelor de vid în încercarea de a reduce lungimea de undă.

Cheia a fost ideea lui Barkhausen de a genera vibrații direct în interiorul lămpii (principiul de funcționare al magnetronilor moderni). Observatorii au observat imediat posibilitatea de a pune mai multe canale. Difuzare UHF apoi a lipsit cu desăvârșire. Gama este cu patru ordine de mărime mai largă decât undele utilizate pe scară largă atunci de televiziune. Creșterea bruscă a numărului de canale de difuzare devenea o problemă reală. Oportunitățile deschise de spectrul decimetric au depășit în mod clar nevoile.

Chiar și atunci, nota sugera utilizarea tranzițiilor atomice pentru a genera unde frecventa inalta. S-a discutat despre radiația cu raze X. Jurnaliştii au încheiat cu un apel general către ingineri pentru a explora perspectivele emergente.

Ia doua

Câțiva ani mai târziu, experimentele au fost reluate. O linie lungă de 56 km lega malurile strâmtorii:

1. Comunitatea Saint Inglever (Franța).
2. Castelul Lympne (Kent, Marea Britanie).

Creatorii liniei se așteptau să devină serioși prin instalarea a două turnuri de oțel decorate antene parabolice diametru 9,75 picioare. Generatorul s-a ascuns în spatele reflectorului, vârful subțire al ghidului de undă a străpuns placa, alimentarea a fost formată dintr-o oglindă sferică. Operatorul a fost construit punct de sol control, dotat cu panourile necesare, inclusiv un regulator de tensiune. Set funcțional a presupus utilizarea codului Morse, a faxului și a transmisiilor de televiziune și radio.

Un receptor superheterodin stabilizat cu cristale a redus semnalul de intrare la 300 kHz, decodând modulația de amplitudine. Potrivit organizatorilor, echipamentul este conceput pentru a înlocui cablurile telefonice și telegrafice marine. companie americană Bella a construit un sistem similar traversând Golful Cape Cod.

Tehnologia radar al celui de-al Doilea Război Mondial

Declanșarea celui de-al Doilea Război Mondial a stimulat dezvoltarea generatoarelor de microunde. Inventatorii americani (Stanford) ai klystronului (1937), Russell și Sigmund Varian, au ajutat acest demers. Noile lămpi au ajutat la crearea amplificatoarelor și a generatoarelor de microunde. Anterior, tuburile Barkhausen-Kurtz și magnetronii cu anod divizat, care produceau prea puțină putere, erau utilizate pe scară largă. Prototipul a fost demonstrat cu succes la 30 august 1937. Dezvoltatorii occidentali au început imediat să construiască stații de observare aeriană.

Frații au creat o organizație dedicată comercializării invenției. Acceleratorul liniar de protoni i-a ajutat pe medici să trateze unele boli (cancer). Principiul de funcționare folosește conceptul de modulare a vitezei (1935) de Oskar Heil și soția sa. Deși experții presupun că Varienii nu sunt complet conștienți de existența acestei lucrări științifice.

Lucrarea fizicianului american Hansen (1939) privind accelerația particulelor ar putea fi folosită pentru a încetini transferul de energie a electronilor către calea de ieșire a frecvenței radio. Un rezonator Hansen este uneori numit rumbatron. Klystron-urile au fost folosite în primul rând de către naziști; stațiile aliate erau pline cu magnetroni. Armata SUA a construit sisteme mobile conexiuni bazate pe camioane care traversau oceanul pentru a-i ajuta pe aliați. Armatei i-a plăcut ideea de a stabili rapid comunicații la distanță lungă. După război, AT&T a folosit klystroni de 4 wați pentru a crea o rețea de relee radio care să acopere America de Nord. Datorită 2K25, Western Union și-a construit propria infrastructură.

Principalul motor al progresului rapid este considerat a fi ideea unei expansiuni puternice a volumului canalelor, dobândită prin costul scăzut al ridicării turnurilor. Rețelele de releu (RRLS) au cuprins trei linii de apărare America de Nordîn timpul Războiului Rece. Prototipul TDX a fost dezvoltat (1946) de Bell Laboratories. Sistemul a fost îmbunătățit rapid, actualizându-se tuburile de vid:

• 416V.
• 416C.

Încercările postbelice de organizare a comunicațiilor au întâmpinat nevoia de a selecta o bază de elemente. Experții au discutat serios despre designul lămpilor și klystron-urilor și s-au plâns de influența ploii. Probleme tipice neprotejat comunicare analogică. Primele linii (inclusiv rețelele de apărare aeriană a SUA) erau alimentate cu motorină. Turnul conținea cu siguranță un etaj inferior pentru depozitarea combustibililor și lubrifianților, adesea toxici.

Tehnologia de decolorare

Trecerea la intervalul de centimetri necesită eliminarea triodelor metalo-ceramice și far. În schimb, sunt introduse klystroni și tuburi de unde călătoare. Dispozitivele de antenă, dimpotrivă, ies mai mici. Intervalul de centimetri crește foarte mult pierderile de conexiuni coaxiale native pentru spectrul UHF. În schimb, au decis să instaleze ghiduri de undă. A treia generație TDX a trecut la electronice cu stare solidă. Opțiuni mobile a transmis 24 de canale cu diviziune de frecvență. Fiecare conținea 18 linii de teletip. Sisteme similare au fost dezvoltate peste tot. Abia în anii 1980, utilitatea tehnologiei a fost pusă la îndoială din cauza introducerii comunicațiilor prin satelit. Cablu optic a blocat capacitățile legăturilor radio.

Acest lucru este interesant! Grupul prin satelit Rhyolite a fost angajat în interceptarea comunicațiilor radio sovietice prin releu.

Starea curenta

În zilele noastre ideea este folosită pe scară largă retele mobile la sol. Oamenii de știință iau în considerare din ce în ce mai mult posibilitatea transferului de energie. Sursa ideii trebuie considerată Nikola Tesla, care la începutul secolului al XX-lea plănuia să acopere teritoriul Statelor Unite cu o rețea de transmițători. Inventatorul a demonstrat siguranta deplina descărcări de înaltă frecvență. Experții de astăzi înseamnă mutarea acțiunii în spațiul cosmic.

Transfer de energie

Descoperirea electromagnetismului i-a lăsat pe oamenii de știință să se scarpină în cap, încercând să-și dea seama cum să transfere energia. Prima metodă implementată este transformatorul toroidal al lui Mike Faraday (1831). Luând în considerare ecuațiile lui Maxwell, John Henry Poynting a creat o teoremă (1884) care descrie procesul de transfer de putere printr-o undă electromagnetică. Patru ani mai târziu, Heinrich Rudolf Hertz a confirmat teoria cu practică, observând descărcarea de scânteie a unui vibrator receptor. Problema a fost abordată de William Henry Ward (1871) și Mahlon Loomis (1872), ambii care doreau să valorifice potențialul atmosferei Pământului.

Cărțile „secrete” sunt pline de proiectele Tesla de a învinge aviația fascistă cu emițători wireless. Faptele menționează confiscarea postumă totală a documentelor inventatorului de către serviciile de informații americane. Bobinele Tesla au făcut în glumă posibilă obținerea descărcărilor de fulgere de înaltă frecvență. Wardenclyffe Tower (1899) a înspăimântat serios zona producătorii de cupru s-au umplut de groază la acest gând transmisie fără fir. Tesla a aprins de la distanță tuburi Giessler (1891), becuri cu incandescență.

Inventatorul sârb a diseminat tehnica de generare a oscilațiilor prin circuite rezonante LC. Tehnica genială a lui Tesla presupunea lansarea baloanelor la altitudini de 9,1 km. Presiunea redusă a facilitat transmiterea tensiunilor de megavolți. Cu a doua idee, inventatorul a decis să forțeze potențialul electric Glob vibrează, aprovizionând cu energie stațiile planetei. Sistemul World Wireless proiectat ar putea transmite, de asemenea, informații. Nu este de mirare că investitorii care și-au căptușit buzunarele cu producția de cupru s-au speriat.

Metoda de alimentare a trenurilor cu o tensiune de 3 kHz a fost brevetată de Maurice Hatin și Maurice Leblanc (1892). În 1964, William Brown a creat un model de elicopter de jucărie alimentat de energia undelor electromagnetice. Tehnologiile RFID (de exemplu, cheia interfonului) au fost inventate la mijlocul anilor '70:

1. Mario Cardullo (1973).
2. Koelle (1975).

Ulterior, au apărut cardurile de acces. Astăzi tehnologia a fost testată gadgeturi mobile, reîncărcat fără fir. O tehnologie similară este utilizată de plitele cu inducție și cuptoarele de topire. Inginerii implementează în mod activ ideile de jocuri pe calculator de la începutul mileniului al doilea, plănuind să creeze centrale solare orbitale apărate de drone de luptă alimentate de energia undelor electromagnetice. Majoritatea oamenilor sunt familiarizați cu bisturiul laser, care folosește principiul transmiterii puterii către pielea pacientului.

Acest lucru este interesant! Conceptul de drone wireless (1959) a fost propus de Radeon, derulând un proiect al Ministerului Apărării. canadian Centru de cercetare Communications (1987) a creat primul prototip, care și-a îndeplinit luni de zile funcțiile atribuite.

Consorțiul de transmisie a energiei fără fir

La 17 decembrie 2008, a fost înființată o organizație pentru promovarea standardului încărcare fără fir Dispozitive Qi. Peste 250 de companii globale au susținut ideea. Ulterior proiectul a fost aprobat de Nokia, Huawei, Visteon. Planurile de echipare a dispozitivelor mobile cu această tehnologie au devenit cunoscute în avans. În octombrie 2016, a fost anunțată intenția de a crea hotspot-uri de încărcare.

24 de companii au format „nucleul de oțel” al grupului de lobby. 2017 a adăugat managerii de marketing Apple pe listă. În ceea ce privește siguranța tehnicii, opiniile oamenilor de știință sunt împărțite. Experții au convenit asupra unui lucru: în curând tehnica de încărcare inductivă va deveni general acceptată.

Comunicarea cu sistemele de relee

La fel cum primii experimentatori au traversat Canalul Mânecii, primele centrale solare orbitale vor alimenta sateliții, prelungind dramatic durata de viață a echipamentului. Apoi transferul de energie va deveni global, acoperind toate dispozitivele umane. Tehnologia se numește cel mai simplu tehnologie de releu. Energia va fi primită, amplificată și transmisă în continuare.

Acest lucru este interesant! Peter Glasser a fost primul (1968) care a propus cultivarea energiei solare cu fabrici orbitale, transmiterea fasciculului către stațiile terestre.

Raza laser transferă energie eficient. Puterea de 475 W a atins ținta, parcurgând multe mile spatiu liber. Sistemul a arătat o eficiență de 54%. Laboratoarele NASA au transmis 30 kW folosind o frecvență de 2,38 GHz (spectru de microunde) cu o antenă cu diametrul de 26 de metri. Eficiența finală a ajuns la 80%. Japonia (1983) a început cercetările privind transferul de energie de către un strat al ionosferei plin de purtători de încărcare liberă.

Prototipul a fost creat de echipa lui Marin Solyasic (Universitatea de Tehnologie din Massachusetts). Emițătorul rezonant a trimis 60 W de energie la o frecvență de 10 MHz, acoperind o distanță de 2 metri, realizând o eficiență de 40%. Un an mai târziu, echipa formată din Greg Lay și Mike Kennan (Nevada), folosind o frecvență de 60 kHz, a cucerit o rază de acțiune de 12 metri. Noi credem ultimele evoluții vor fi clasificate rapid.

Povestea dezvăluită pune capăt înființării NASA. aeronave(2003), alimentat de radiații laser. Anunțat pe 12 martie 2015, proiectul JAXA are scopul de a implementa ideile lui Nikola Tesla.

Principii de bază ale comunicării prin releu radio

Structura unui sistem de transmisie cu relee radio. Concepte de bază și definiții. Portbagajul releului radio. RRSP cu mai multe bariere. Intervalele de frecvență utilizate pentru comunicațiile prin releu radio. Planuri de alocare a frecvenței.

Sub comunicare prin releu radioînțelegerea comunicațiilor radio bazate pe retransmiterea semnalelor radio de unde decimetrice și mai scurte de către stații situate pe suprafața Pământului. Totalitate mijloace tehniceși mediul de propagare a undelor radio pentru a asigura forme de comunicație prin releu radio linie de comunicație prin releu radio.

Terestru numită undă radio care se propagă lângă suprafața pământului. Undele radio Pământului mai scurte de 100 cm se propagă bine numai în linia vizuală. Prin urmare, linia de comunicație prin releu radio la distante lungi sunt construite sub forma unui lanț de stații de transmisie și recepție radio (RRS), în care RRS învecinate sunt plasate la o distanță care asigură comunicații radio cu vizibilitate și sunt numite linia vizuală a releului radio(RRL).

Figura 1.1 – Pentru a explica principiul construirii RRL

O diagramă bloc generalizată a unui RSP multicanal este prezentată în Fig. 1.3.

Orez. Schema bloc generalizată a unui sistem de transmisie radio cu mai multe canale:

1.7 - echipamente de formare a canalelor și grupare;

2.6 - linie de legătură;

3, 5 - echipament terminal al arborelui;

4 – canal radio

Interval (interval) RRL este distanța dintre cele mai apropiate două stații.

Secțiune (secțiune) RRL- aceasta este distanța dintre cele mai apropiate două stații deservite (URS sau ORS).

Echipamentul de formare a canalelor și grupare asigură formarea unui semnal de grup dintr-o multitudine de semnale de telecomunicații primare care trebuie transmise (la capătul de transmisie) și conversia inversă a semnalului de grup într-o multitudine de semnale primare (la capătul de recepție). Echipamentul specificat este de obicei situat la stațiile de rețea și la nodurile de comutare ale rețelei primare EACC.

Stațiile RSP, inclusiv cele la care se efectuează alocarea, introducerea și tranzitul semnale transmise, de regulă, sunt îndepărtate geografic de stații de rețeași noduri de comutare, prin urmare majoritatea RSP-urilor includ linii de conectare prin cablu.

Pentru a genera un semnal radio și a-l transmite la distanță prin unde radio, se folosesc diverse sisteme de comunicații radio. Un sistem de comunicații radio este un complex de echipamente radio și alte mijloace tehnice concepute pentru a organiza comunicațiile radio într-un interval de frecvență dat folosind un mecanism specific de propagare a undelor radio. Împreună cu mediul (calea) de propagare a undelor radio se formează sistemul de comunicații radio cale liniară sau trompă. Trunchiul RSP este format din echipamentul terminal al portbagajului și trunchiul radio. Echipamentul trunchiului este situat la stațiile terminale și releu.

În echipamentul terminal al portbagajului la capătul de transmisie, a semnal de linie, format din semnale de serviciu de grup și auxiliare (semnale de comunicare de serviciu, semnale pilot etc.), cu care sunt modulate oscilațiile de înaltă frecvență. La capătul de recepție se efectuează operațiunile inverse: semnalul radio de înaltă frecvență este demodulat și semnalul de grup, precum și semnalele de serviciu auxiliare sunt separate. Echipamentul terminal al trunchiului este amplasat la stațiile terminale ale RSP și la stațiile de releu speciale.

Scopul canalului radio este de a transmite semnale radio modulate pe o distanță folosind unde radio. Un canal radio se numește simplu dacă include doar două stații terminale și o cale de propagare a undelor radio și compus dacă, pe lângă două stații radio terminale, conține una sau mai multe stații releu care asigură recepție, conversie, amplificare și retransmisie semnale radio. Necesitatea utilizării canalelor radio compozite se datorează unui număr de factori, dintre care principalii sunt lungimea canalului radio, capacitatea acestuia și mecanismul de propagare a undelor radio.

Schema structurala butoiul RSP cu două fețe este prezentat în figură

Orez. 1.4. Schema bloc a portbagajului unui sistem de transmisie radio bidirecțională:

1 - echipament final;

2 - echipamente de transmisie;

3 - zona de receptie utilata;

4 - emițător;

5 - receptor;

6 - cale de alimentare;

7 - antenă;

8 - calea de propagare a undelor radio;

9 - interferență (intra-sistem și extern)

De la terminalul echipament de transmisie 2 trunchiuri ^ 1, un semnal radio de înaltă frecvență modulat de un semnal liniar este recepționat la intrarea canalului radio. Într-un transmițător radio 4 Puterea semnalului radio este crescută la valoarea sa nominală, iar frecvența acestuia este convertită pentru a transfera spectrul într-un interval de frecvență dat. Prin calea de alimentare 6, semnalele radio transmise sunt trimise către antena 7, care asigură radiația undelor radio în spațiul deschis în direcția dorită. Mai mult decât atât, în majoritatea stațiilor radio bidirecționale moderne, o cale comună de alimentare a antenei este utilizată pentru a transmite și recepționa semnale radio în direcții opuse. În spațiu deschis (cale de propagare 8) undele radio se deplasează cu o viteză apropiată de viteza luminii c = 3*10 8 m/s. O parte din energia undelor radio care provine de la un post de radio 1, este preluată de antena 7 situată la stația radio terminală 2. Energia semnalului radio primit de la antena 7 de-a lungul căii de alimentare 6 este trimis la receptorul radio 5, unde sunt efectuate selecția frecvenței semnalelor radio recepționate, conversia inversă a frecvenței și amplificarea necesară. De la ieșirea canalului radio, semnalul radio recepționat este trimis către echipamentul terminal al canalului 1. În mod similar, semnalele radio sunt transmise în direcția opusă de la terminalul radio 2 la radio 1. După cum se poate observa din Fig. 1.4, canalul radio bidirecțional constă din două canale radio, fiecare dintre acestea oferind transmisie de semnale radio într-o singură direcție. Astfel, echipamentul de canal radio (inclusiv emițătoare radio, receptoare radio și căi de alimentare antenă) este în esență echipamentul pentru cuplarea echipamentului terminal al trunchiului RSP cu calea de propagare a undelor radio.

Intervalele de frecvență

Planuri de frecventa

Pentru operarea RRL, benzile de frecvență cu o lățime de 400 MHz sunt alocate în intervalul 1,2 GHz (1,7...2,1 GHz), 500 MHz în intervalele 4 (3,4... 3,9), 6 (5,67 .. .6). ,17) și 8 (7,9... 8,4) GHz și o lățime de 1 GHz în benzile de frecvență de 11 și 13 GHz și mai mari. Aceste benzi sunt distribuite între trunchiurile HF ale sistemului de relee radio conform unui plan specific, numit plan de alocare a frecvenței. Planurile de frecvență sunt concepute pentru a asigura o interferență reciprocă minimă între trunchiurile care funcționează antenă comună.

În banda de 400 MHz se pot organiza 6, în banda de 500 MHz - 8, iar în banda de 1 GHz - 12 trunchiuri HF duplex.

În ceea ce privește frecvențele (Fig. 1.3), de obicei este indicată frecvența medie f0. Frecvențele de recepție ale trunchiurilor sunt situate într-o jumătate a benzii alocate, iar frecvențele de transmisie sunt în cealaltă. Cu această diviziune, se obține o frecvență de deplasare suficient de mare, care asigură o izolare suficientă între semnalele de recepție și transmisie, deoarece recepția RF (sau transmisia RF) va funcționa doar pe jumătate din întreaga bandă de frecvență a sistemului. În acest caz, puteți utiliza o antenă comună pentru a primi și transmite semnale. Dacă este necesar, se obține o izolare suplimentară între undele de recepție și cele de transmisie dintr-o antenă prin utilizarea diferitelor polarizări. RRL utilizează unde cu polarizare liniară: verticală sau orizontală. Sunt utilizate două variante de distribuție a polarizării. În prima opțiune, la fiecare PRS și URS, polarizarea se modifică astfel încât undele de polarizări diferite sunt recepționate și transmise. În a doua opțiune, o polarizare a undei este utilizată în direcția „acolo”, iar alta în direcția „în spate”.

Figura 1.3. Plan de distribuție a frecvenței pentru sistemul de relee radio KURS pentru o stație de tip NV în benzile 4 (f0=3.6536), 6(f0=5.92) și 8(f0=8.157)

O stație la care frecvențele de recepție sunt situate în partea inferioară (H) a benzii alocate, iar frecvențele de transmisie în partea superioară (B) este desemnată prin indicele „HB”. La următoarea stație, frecvența de recepție va fi mai mare decât frecvența de transmisie și o astfel de stație este desemnată de indexul „VN”.

Pentru direcția inversă de comunicare a unui trunchi dat, puteți lua fie aceeași pereche de frecvențe ca pentru cea înainte, fie una diferită. În consecință, ei spun că planul de frecvență vă permite să organizați munca folosind sisteme cu două frecvențe (Fig. 1.4) sau cu patru frecvențe (Fig. 1.5). În aceste imagini, prin f1н, f1в,...f5н, f5в sunt indicate frecvenţele medii ale trunchiurilor. Indicii de frecvență corespund denumirilor trunchiurilor din Fig. 1.3. Cu un sistem cu două frecvențe, aceeași frecvență trebuie luată pe PRS și pe PC pentru recepție din direcții opuse. Antena WA1 (Fig. 1.4a) va primi unde radio la frecvență f1n din două direcții: principal A și retur B. O undă radio care vine din direcția B creează interferențe. Gradul în care antena atenuează această interferență depinde de proprietățile de protecție ale antenei. Dacă antena atenuează unda de retur cu cel puțin 65 dB în comparație cu unda care vine din direcția principală, atunci o astfel de antenă poate fi utilizată într-un sistem cu frecvență duală. Un sistem cu dublă frecvență are avantajul că permite organizarea de 2 ori mai multe canale HF într-o bandă de frecvență dedicată decât un sistem cu patru frecvențe, dar necesită antene mai scumpe.

Pe RRL-urile principale, de regulă, sunt utilizate sisteme cu frecvență duală. Planul de frecvență nu prevede intervale de frecvență de protecție între trunchiurile de recepție (transmisie) adiacente. Prin urmare, semnalele de la trunchiurile adiacente sunt greu de separat folosind RF. Pentru a evita interferența reciprocă între trunchiurile adiacente, trunchiurile pare sau impare funcționează pe aceeași antenă. În ceea ce privește frecvențele, este indicată distanța minimă de frecvență între trunchiurile de recepție și de transmisie conectate la aceeași antenă (98 MHz în Fig. 1.3). De regulă, trunchiurile pare sunt utilizate pe RRL-urile principale, iar trunchiurile impare sunt folosite pe ramurile din acestea. În acest caz, frecvențele de recepție și transmisie între trunchiurile RRL principal sunt distribuite conform Fig. 1.4, c și între trunchiurile zonei RRL cu un sistem cu patru frecvențe - conform Fig. 1.5, c.

În practică, un plan de frecvență implementat pe un RRL bazat pe un sistem cu două frecvențe (patru frecvențe) se numește plan cu două frecvențe (patru frecvențe).

Pe RRL există o repetare a frecvențelor de transmisie de-a lungul intervalului (vezi Fig. 1.1). Mai mult, pentru a reduce interferența reciprocă între RRS care funcționează aceleasi frecvente, stațiile sunt situate în zig-zag în raport cu direcția dintre punctele de capăt (Fig. 1.6). În condiții normale de propagare, semnalul de la RRS1 la o distanță de 150 km este foarte slăbit și practic nu poate fi recepționat la RRS4. Cu toate acestea, în unele cazuri, apar condiții favorabile pentru propagarea erei. Pentru a atenua în mod fiabil o astfel de interferență, sunt utilizate proprietățile direcționale ale antenelor. Pe calea dintre direcția de radiație maximă a antenei de transmisie RRS1, adică. Adică direcția către RRS2 și direcția către RRS4 (direcția AC în Fig. 1.6) asigură un unghi de îndoire de protecție a traseului a1 de câteva grade, astfel încât în ​​direcția AC câștigul antenei de transmisie la RRS1 este suficient de mic.

Clasificarea RRS, compoziția echipamentelor stației terminale. Alcătuirea echipamentelor și schemele de construcție a stațiilor intermediare. Echipamente și caracteristici ale structurilor de circuite ale stațiilor de releu radio de joncțiune.

Liniile de comunicație prin releu radio sunt una dintre cele mai mari și mai avansate rețele pentru transmiterea, primirea și procesarea datelor din întreaga lume. Însuși principiul transmiterii mesajelor se bazează pe propagarea undelor radio în atmosferă. Pentru ca semnalul să parcurgă distanțe lungi, este necesar să se utilizeze echipamente speciale de comunicație cu releu radio - un lanț de repetoare, datorită căruia se vor propaga undele radio de o anumită frecvență.

Principiul de funcționare al unei linii de comunicație prin releu radio

Pentru a înțelege natura propagării undelor radio, este necesar să se studieze fizica, mecanica și dinamica acestor fenomene, care sunt direct legate de proprietățile atmosferice și câmp electromagnetic. Pe baza multor factori, sunt calculate liniile de comunicație prin releu radio. Fără a intra în detalii, principiul de funcționare al întregului sistem este următorul:

• în primul rând, oscilațiile de înaltă frecvență sunt generate într-un dispozitiv special de transmisie și este eliberat un așa-numit semnal purtător;
• informația care trebuie transmisă (voce, video, text) este codificată și convertită în vibrații de frecvență, apoi modulată împreună cu semnalul purtător;
• folosind antene speciale, semnalul pregătit este transmis în spațiu, ajungând la dispozitive de recepție care se află într-o anumită rază de la emițător;
• când putere insuficientă semnal, complexitatea propagării acestuia sau distanța mare dintre emițător și receptor, se folosesc linii de comunicație prin releu radio, al căror echipament ne permite să rezolvăm problemele care apar. De regulă, aceasta este o rețea de repetoare de sol care nu numai că primesc semnalul, ci și îl amplifică, elimină interferența și îl transmit de-a lungul lanțului către următorul obiect prin antene cu direcție puternică;
• semnalul ajunge la receptor, unde este separat de frecvența purtătoare și convertit la forma sa originală, urmat de afișare pe terminalul de comunicație. Ar putea fi doar un mesaj vocal sau video complet difuzat. Transmisiile terestre de radio și televiziune sunt construite tocmai pe acest principiu de transmisie a semnalului.

Tipuri de linii de comunicație

Releele radio și liniile de comunicație prin satelit sunt un set de echipamente care combină repetoarele de la sol și cele orbitale, care fac posibilă difuzarea unui semnal în aproape orice punct de pe suprafața planetei.

Există două tipuri de metode de bază de transmisie a semnalului radio:

• transmisie cu linie de vedere;
• comunicație troposferică prin releu radio.

În primul caz, transmisia semnalului are loc prin algoritm standard- de la sursă (emițător) printr-un sistem de rețele de releu terestre direct la receptor. Una dintre caracteristici este că repetitoarele sunt amplasate practic în zona de vizibilitate imediată, pe cote naturale (munti, dealuri). Dacă nu există trecere directă a semnalului între antene, interferența și distorsiunea apar din cauza estompării difracției, care poate duce la o atenuare semnificativă a semnalului și la pierderea comunicării. Utilizarea acestui tip de comunicații este limitată în locurile fără infrastructura necesară și este nepotrivită în zonele slab populate ale țării noastre, în principal în partea de nord.

Soluția la problemele de mai sus a fost o nouă tehnologie - o linie de comunicație cu releu radio troposferic. Principiul de propagare a semnalului a rămas același, dar metoda sa s-a schimbat, care conține practic procesele fizice de reflectare a undelor radio de diferite game din straturile inferioare ale atmosferei. Numeroase teste au arătat că cel mai mare efect este obținut prin utilizarea undelor VHF. Datorită calculelor corecte, a fost posibilă difuzarea semnalului radio pe o distanță de 300 km.

Avantajele liniei de comunicație prin releu radio

Avantaje tehnologie nouă sunt evidente:

• nu este nevoie să construiți repetoare în zona liniei de vedere;
• o creștere semnificativă a intervalului de transmisie a semnalului;
• capacitatea de a asigura o rază maximă de transmitere a informațiilor pe o distanță de până la 450 de kilometri datorită amplasării antenelor repetitoare pe dealuri și alte cote.

Una dintre principalele probleme cu care s-au confruntat oamenii de știință este efectul puternic de amortizare al oscilațiilor la difuzarea undelor radio. Problema a fost rezolvată datorită utilizării unui echipament de repetitor activ, care permite nu numai recepția și transmiterea undelor radio, ci și stabilizarea nivelului semnalului, amplificarea acestuia și filtrarea interferențelor. Comunicațiile militare moderne cu releu radio funcționează pe baza tehnologiei de propagare a semnalului în troposferă, care este completată de alte soluții inovatoare.

Comunicare prin releu radio Acesta este unul dintre tipurile de comunicații radio formate dintr-un lanț de posturi radio de transmisie și recepție (releu). Comunicațiile prin releu radio terestre sunt de obicei efectuate la unde deci- și centimetrice (de la sute de megaherți la zeci de gigaherți).

Avantajele comunicării prin releu radio:

Capacitatea de a organiza comunicații multicanal și de a transmite orice semnal, atât în ​​bandă îngustă, cât și în bandă largă;

Posibilitatea de a furniza comunicații bidirecționale (duplex) între consumatorii de canal (abonați);

Posibilitatea de a crea 2 fire și 4 fire ieșiri cu fir canale de comunicatie;

Absența virtuală a interferențelor atmosferice și industriale;

Direcționalitatea îngustă a radiației de la dispozitivele de antenă;

Timp de comunicare redus în comparație cu comunicarea prin cablu.

Dezavantajele comunicării prin releu radio:

Necesitatea asigurării vizibilității geometrice directe între antenele stațiilor învecinate;

Necesitatea de a folosi antene la înălțime mare;

Utilizarea stațiilor intermediare pentru organizarea comunicării pe distanțe mari, ceea ce determină scăderea fiabilității și calității comunicației;

Echipamente greoaie;

Dificultate în construirea liniilor de releu radio în zone greu accesibile;/div>

În funcție de scopul lor, sistemele de comunicație prin releu radio sunt împărțite în trei categorii, fiecare dintre acestea având propriile game de frecvență pe teritoriul Rusiei:

legături locale de la 0,39 GHz la 40,5 GHz legături intra-zonă de la 1,85 GHz la 15,35 GHz linii trunk de la 3,4 GHz la 11,7 GHz

Echipamentul RRL este de obicei construit pe o bază modulară. Distingeți funcțional modulul interfețe standard, incluzând de obicei una sau mai multe interfețe PDH (E1, E3), SDH (STM-1), Fast Ethernet sau Gigabit Ethernet sau o combinație a interfețelor enumerate, precum și interfețe de control și monitorizare RRL (RS-232, etc.) și interfețe de sincronizare. Sarcina modulului de interfețe standard este de a comuta interfețele între el și alte module RRL.

Din punct de vedere structural, un modul de interfață standard poate fi un singur bloc sau poate consta din mai multe blocuri instalate într-un singur șasiu. În literatura tehnică, modulul de interfață standard este de obicei numit unitate de instalare internă (IDU) deoarece de obicei bloc similar instalat în camera hardware RRS sau în camera container-hardware de telecomunicații). Fluxurile de date de la mai multe interfețe standard sunt combinate în unitatea interioară într-un singur cadru. În continuare, canalele de servicii necesare pentru controlul și monitorizarea RRL sunt adăugate cadrului primit. În total, toate fluxurile de date formează un cadru radio. Cadrul radio de la unitatea de montare internă este de obicei transmis la o frecvență intermediară către un alt bloc funcțional RRL - modulul radio (ODU). Modulul radio realizează o codificare rezistentă la zgomot a cadrului radio, modulează cadrul radio în funcție de tipul de modulație utilizat și, de asemenea, convertește fluxul total de date de la frecvența intermediară la frecvența de operare RRL. În plus, modulul radio îndeplinește adesea această funcție reglare automată Amplificarea puterii transmițătorului RRL.

Din punct de vedere structural, modulul radio este o unitate etanșă cu o interfață care conectează modulul radio la unitatea de montare internă. În literatura tehnică, modulul radio este de obicei numit unitate de montare externă, deoarece în cele mai multe cazuri, modulul radio este instalat pe un turn de releu radio sau catarg în imediata apropiere a antenei RRL. Amplasarea modulului radio în imediata apropiere a antenei RRL se datorează de obicei dorinței de a reduce atenuarea semnalului de înaltă frecvență în diferite ghiduri de undă de tranziție (pentru frecvențe peste 6 - 7 GHz) sau cabluri coaxiale(pentru frecvențe mai mici de 6 GHz).

Pentru condiții deosebit de dificile în care întreținerea echipamentelor de comunicații este dificilă, se utilizează o locație mai mică a modulelor radio. Frecventa de operare transmis la antenă printr-un ghid de undă. Această opțiune de amplasare a blocurilor permite deservirea RRS (înlocuirea modulelor radio) fără ca personalul să se deplaseze la structurile catargului antenei.

Configurații și metode de redundanță

Starea în care o linie de releu radio nu poate oferi calitatea necesară a canalelor pentru transmiterea informațiilor se numește indisponibilitate, iar raportul dintre timpul de indisponibilitate și timpul total de funcționare al liniei se numește coeficient de indisponibilitate.

În cele mai importante direcții, pentru a reduce indisponibilitatea intervalelor RRL, se folosesc diverse metode Redundanța echipamentelor RRL. De obicei, configurațiile cu echipamente RRL redundante sunt notate ca suma N+M, unde N denotă numărul total de trunchiuri RRL și M este numărul de trunchiuri RRL rezervate (setul de echipamente care asigură comunicația în fiecare direcție pe o frecvență radio). canalul se numește trunk RRL). După sumă, adăugați abrevierea HSB, SD sau FD, indicând metoda de rezervare a trunchiurilor RRL.

Reducerea factorului de indisponibilitate se realizează prin duplicarea blocurilor funcționale RRL sau prin utilizarea unui trunchi RRL de rezervă separat.

Configurație 1+0

Configurație echipament RRL cu un singur butoi fără redundanță.

Configurație N+0

Configurarea echipamentelor RRL cu N trunchiuri fără redundanță.

Configurația N+0 constă din mai multe canale de frecvență RRL sau canale cu polarizări diferite, care funcționează printr-o antenă. În cazul utilizării mai multor canale de frecvență, separarea canalelor se realizează folosind un divizor de putere și filtre trece-bandă de frecvență. În cazul utilizării trunchiurilor RRL cu polarizări diferite, separarea trunchiurilor se realizează prin folosirea de antene speciale care suportă recepția și transmiterea semnalelor cu polarizări diferite (de exemplu, antene cu polarizare încrucișată care au același câștig pentru un semnal). cu polarizare orizontală şi verticală).

Configurația N+0 nu oferă redundanță RRL fiecare trunchi este un canal de transmisie fizică separat. Această configurație folosit de obicei pentru a crește capacitatea RRL. În echipamentele RRL, canalele fizice separate de transmisie a datelor pot fi combinate într-un singur canal logic.

Configurație N+1 HSB (Hot Standby)

Configurația echipamentului RRL cu N trunchiuri și un trunchi de rezervă situat în standby la cald. De fapt, redundanța se realizează prin duplicarea tuturor sau a unei părți a blocurilor funcționale RRL. Dacă una dintre unitățile RRL eșuează, unitățile aflate în regim de așteptare la cald înlocuiesc unitățile inoperante.

Configurație N+M HSB (Hot Standby)

Comunicațiile prin releu radio oferă canale de comunicație duplex de înaltă calitate, care depind practic puțin de perioada anului și de zi, condițiile meteorologice și interferența atmosferică.

La organizarea comunicațiilor radio releu, este necesar să se țină cont de dependența acestuia de teren, ceea ce necesită o selecție atentă a traseului liniei de comunicație, imposibilitatea de funcționare sau o reducere semnificativă a razei de radioreleu în mișcare, posibilitatea de a interceptarea transmisiilor și crearea de interferențe radio de către inamic.

Comunicarea prin releu radio poate fi organizată pe direcție, pe rețea și pe axe. Utilizarea uneia sau alteia metode în fiecare caz individual depinde de condițiile specifice ale situației, de caracteristicile organizației de management, de teren, de importanța acestei conexiuni, de nevoia de schimb, de disponibilitatea fondurilor și de alți factori.

Direcția comunicației prin releu radio - aceasta este o modalitate de organizare a comunicării între două puncte de control (comandanți, cartier general) (Fig. 19).

Figura 19. Organizarea comunicațiilor prin releu radio pe direcții

Această metodă asigură cea mai mare fiabilitate a direcției de comunicație și un debit mai mare al acesteia, dar în comparație cu alte metode necesită de obicei un consum crescut de frecvențe și stații radio releu la sediul care organizează comunicațiile. În plus, la organizarea comunicațiilor pe direcții, apar dificultăți în amplasarea unui număr mare de stații radioreleu fără interferențe reciproce la centrul de comunicații al sediului superior și este exclusă posibilitatea de a manevra canale între direcții.

Rețea de relee radio - aceasta este o metodă de organizare a comunicațiilor în care comunicarea între un punct de control superior (comandant, sediu) și mai multe puncte de control subordonate (comandanți, cartier general) se realizează folosind un semiset de relee radio (Fig. 20).

Figura 20. Organizarea unei rețele de comunicații prin releu radio

Atunci când lucrează într-o rețea, emițătoarele stațiilor de releu radio ale corespondenților din subordine sunt reglate în mod constant la frecvența receptorului stației principale. Trebuie avut în vedere că, în absența schimbului, toate stațiile din rețea trebuie să fie în modul simplex, adică în modul de recepție standby. Dreptul de apelare este acordat în primul rând stației principale. După ce postul principal sună unul dintre corespondenți, conversația dintre ei poate continua pt modul duplex. La sfârșitul conversației, posturile revin în modul simplex. Numărul de stații radio releu din rețea nu trebuie să depășească trei sau patru.

Comunicarea în rețea este posibilă în principal atunci când stația principală funcționează pe o antenă omnidirecțională (bici). În funcție de situație, corespondenții slave pot folosi fie antene bici, fie antene direcționale. Dacă corespondenții subordonați sunt localizați în raport cu stația principală în orice direcție sau în sectorul de radiație direcțională al antenei stației principale, atunci comunicarea între comandantul superior și subordonați poate fi asigurată prin intermediul rețelei și atunci când se lucrează la o antenă direcțională având o antenă relativ unghi de direcție mare (60 - 70°).

Axa releului radio - aceasta este o metodă de organizare a comunicării prin releu radio în care comunicarea între un punct de control superior (comandant, sediu) și mai multe puncte de control subordonate (comandanți, sediu) se realizează printr-o linie de releu radio dislocată în direcția de mișcare a controlului său punct sau unul din punctele de control ale 1 sediu subordonat (Fig. .23).

Figura 21. Organizarea axei de comunicație prin releu radio

Comunicarea între centrul de control al sediului superior și punctele de control se realizează prin noduri de comunicare suport (auxiliare), unde canalele telefonice și telegrafice sunt distribuite între punctele de control.

În comparație cu comunicarea direcțională, organizarea comunicării prin releu radio de-a lungul unei axe reduce numărul de stații releu radio la centrul de comunicații al punctului de control al sediului principal și, prin urmare, simplifică alocarea frecvențelor acestor stații fără interferențe reciproce, face posibilă manevrarea canale, asigură o utilizare mai eficientă a acestora, și reduce timpul de selecție și calcul al rutelor, facilitează gestionarea comunicațiilor radioreleu și necesită mai puțin personal necesar pentru protecția și apărarea stațiilor intermediare. Dezavantajele acestei metode sunt dependența tuturor comunicațiilor prin relee radio de funcționarea liniei centrale și nevoia de comutare suplimentară a canalului la nodurile de comunicare (auxiliare) de referință. Capacitatea axei este determinată de capacitatea liniei centrale, prin urmare, organizarea comunicării prin releu radio de-a lungul axei este recomandabilă numai dacă pe linia centrală sunt utilizate stații cu mai multe canale, iar pe linia centrală sunt utilizate stații cu câteva canale. linii de referință. Utilizarea stațiilor cu câteva canale pentru axă nu dă efectul dorit, deoarece necesită un număr semnificativ din aceste stații și frecvențe.

Comunicarea prin releu radio se realizează direct sau prin intermediar (releu) posturi de radioreleu. Aceste stații sunt desfășurate în cazurile în care comunicarea directă între stațiile de capăt nu este asigurată din cauza distanței dintre acestea sau din cauza condițiilor de teren, precum și atunci când este necesară alocarea canalelor într-un punct intermediar.