ТОК Лекции. Конспект лекций Самара Самарский государственный технический университет 2011
 Скачать 6.93 Mb.
|
Модуляция – образование сигнала путем изменения параметров переносчика под воздействием сообщения.Несущая частота – высокочастотный периодический сигнал, параметры которого изменяются.
Частотная модуляция (ЧМ) – модуляция, при которой мгновенные значения сообщения (тока или напряжения) изменяют частоту переносчика (несущей), оставляя неизменной его амплитуду. Амплитудно-импульсная модуляция (АИМ) – это изменение амплитуды импульсной последовательности пропорционально мгновенному значению сообщения. Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) – это изменение длительности импульсов импульсной последовательности пропорционально мгновенному значению сообщения. Частотно-импульсная модуляция (ЧИМ) – изменение частоты импульсов импульсной последовательности пропорционально мгновенному значению сообщения. Кодоимпульсная модуляция (КИМ) – передача в дискретные моменты времени кодовой комбинации, отображающей мгновенное значение сообщения в эти моменты. Дельта-модуляция – передача положительным или отрицательным импульсом знака приращения сообщения при его дифференциальном квантовании. Разностно-дискретная модуляция – передача знака приращения сообщения при обычном квантовании. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
6. ЛИНИИ И КАНАЛЫ СВЯЗИ В ТЕЛЕМЕХАНИКЕ 6.1. ЛИНИИ СВЯЗИ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ Линия связи – это физическая среда, по которой передаются сигналы контроля и управления. В телемеханике сигналы контроля и управления представляют собой электромагнитные колебания в большом частотном диапазоне (табл. 6.1). Канал связи – это совокупность технических средств для независимой передачи информации от источника к получателю. Он состоит из линии связи и аппаратуры связи. Передача сигналов по заданному каналу осуществляется независимо от других каналов. Число каналов в одной линии связи при одновременной передаче всех сигналов определяется полосой пропускания линии связи и полосой частот канала связи:  , (6.1)где  – число каналов связи;К – коэффициент, учитывающий защитные полосы при частотном разделении и защитные интервалы при временном разделении;  – полоса пропускания линии связи; – полоса пропускания канала связи. Для организации каналов связи применяются типы и виды линии связи, приведённые в табл. 6.1 [8]. Проводные линии связи, используемые только для передачи телемеханической информации, называют физическими проводными линиями связи. Их использование только для целей телемеханики экономически нецелесообразно, поэтому прокладку таких линий связи на большие расстояния производят только в исключительных случаях. Как правило, для этого используются имеющиеся линии связи, служащие для передачи потоков информации или энергии. Наиболее массовые телефонные, телеграфные, каналы звукового вещания имеют типовую полосу пропускания, нормированные входной и выходной уровни сигналов, помех и другие технические показатели. Полоса пропускания линии связи – это непрерывный диапазон частот, для которого отношение амплитуды выходного сигнала к амплитуде входного превышает некоторый заранее заданный предел. Таблица 6.1 Типы и виды линии связи
Например, телефонный канал имеет полосу пропускания от 300 Гц до 3400 Гц. Такой сигнал может быть уплотнён каналами телемеханики с полосой пропускания (120 ÷ 140) Гц, число таких вторичных каналов в этой полосе частот до 24. Кроме телефонного канала для передачи телемеханических сообщений могут использоваться и другие диапазоны частот, стандартизированные в системе связи: – подтональный диапазон с полосой пропускания (40 ÷ 300) Гц, – тональный диапазон с полосой пропускания (300 ÷ 3400) Гц, – надтональный с полосой пропускания (3400 ÷ 5300) Гц, – высокочастотный с полосой пропускания свыше (5300) Гц. Для организации вторичных каналов применяется специальная аппаратура уплотнения, обеспечивающая максимальную скорость передачи информации по одному каналу (50 ÷ 75) Бод. Она построена по известным способам разделения сигналов – временному, частотному или частотно-временному. Скорость передачи, выражаемая в Бодах, используется для характеристики импульсных сигналов и равна числу импульсов, передаваемых в одну секунду. 6.2. ПРОВОДНЫЕ ЛИНИИ СВЯЗИ Проводные линии связи имеют следующие основные характеристики. Воздушные линии связи (см. табл. 6.1) состоят из металлических проводов, подвешенных с помощью изоляторов и специальной арматуры на столбах. В зависимости от условий, в которых находятся подвешенные провода (гололед, ветер и т.п.), различают воздушные линии связи четырех типов: облегченного, нормального, усиленного и особо усиленного. В качестве проводов (линейной проволоки) применяют провода: – стальной диаметрами 5; 4; 3; 2,5; 2; 1,5 мм; – медный диаметрами 4; 3,5 и 3 мм; – биметаллический сталемедный (стальной провод с медным покрытием толщиной до 0,2 мм) диаметрами 4; 3; 2; 1,6 мм; – биметаллический сталеалюминиевый диаметрами 2,6 ÷ 6,5 мм. Стальная воздушная линия пропускает частоты до 30 кГц. Медная воздушная линия является лучшей по качеству: она позволяет пропускать частоты до 180 кГц. Недостатки воздушных линий связи – подверженность внешним помехам, малая надежность, большая утечка при ухудшении атмосферных условий (гроза, дождь, гололед), большие затраты материалов при сооружении и необходимость постоянного профилактического обслуживания. При сезонном изменении температуры на 80 °С активное сопротивление проводов изменяется примерно в 1,5 раза. Кабельные линии связи. Кабель состоит из изолированных параллельных проводников, заключенных в общую влагозащитную оболочку и иногда в броневые покровы. Различают подземные, подводные и воздушные кабели. Конструктивно кабели бывают симметричными и коаксиальными (см. табл. 6.1). Симметричные кабели подразделяют на кабели парной и четвёрочной скрутки. Коаксиальный кабель состоит из круглого проводника, концентрически расположенного внутри другого полого проводника (цилиндра) так, что оси обоих проводников оказываются совмещенными. Внешний провод выполняют в виде цилиндрической оплетки из тонких медных проволочек или алюминиевой трубки, защищенной пластмассовой или металлической оболочкой. Различают высокочастотные (полоса частот выше 10 кГц) и низкочастотные (до 10 кГц) кабели. Коаксиальные кабели всегда высокочастотные; их целесообразно применять, начиная с частоты 60 кГц. Полоса пропускания такого кабеля достигает нескольких мегагерц. Для телемеханики применяют в основном симметричные многожильные кабели с различной изоляцией: – трубчатой, выполненной из бумажной или пластмассовой ленты, наложенной на жилу кабеля в виде трубки; – кордельной, состоящей из корделя (нити или жгута), расположенного на жиле кабеля спирально, и накладываемой поверх корделя ленты; эта конструкция кабеля экономичнее трубчатой, но обладает малой жёсткостью при повторных перемотках кабеля в процессе его изготовления. Температурные колебания сопротивления у подземных кабелей значительно меньше, чем у воздушных линий. Однако кабели, обладая более тонкими жилами (не более 1,4 мм), имеют значительно большие сопротивление и коэффициент затухания. Проводные линии связи характеризуются первичными и вторичными параметрами. Первичные параметры проводных линий связи – погонные активное сопротивление проводов R (Ом/км), индуктивность L (Гн/км), емкость С (Ф/км) и проводимость изоляции проводов G (Сим-км). Активное сопротивление определяют из выражения R = R0 + Rп.э+ Rбл + Rм, (6.2) где R0 – сопротивление постоянного тока; Rп.э – сопротивление поверхностного эффекта; Rбл – сопротивление эффекта близости; Rм – сопротивление потерь в металле (в соседних кабельных цепях и защитной металлической оболочке). Для кабельной линии учитывают все четыре слагаемых в (6.2), а для воздушной – только первые два, поскольку Rбл и Rм, пренебрежимо малы по сравнению с R0 и Rn.э. Активное сопротивление постоянного тока R0зависит от диаметра провода, материала, температуры и способа скрутки жил (для кабеля). Сопротивление переменному току учитывается членом Rп.э. Эффект близости, так же как и поверхностный эффект, тем сильнее, чем больше магнитная проницаемость материала, диаметр провода и частота тока. Эффект близости возникает за счет взаимного влияния рядом расположенных токонесущих проводов, так как магнитное поле каждого из двух проводов создает вихревые токи в соседнем проводе. Взаимодействие вихревых токов с основным током приводит к увеличению плотности тока на обращенных друг к другу поверхностях проводов. Сопротивление Rбл увеличивается также при уменьшении расстояния между проводами. Сопротивление потерь Rм в металле возникает из-за того, что вихревые токи, создаваемые внешним магнитным полем цепи, нагревают окружающие металлические части. Индуктивность проводов L зависит главным образом от расстояния между проводами, диаметра провода (уменьшается с увеличением диаметра) и в меньшей мере – от материала провода (у стали L больше, чем у меди) и частоты тока (возрастает с увеличением частоты). Емкость проводов С зависит от расстояния между проводами (увеличивается с уменьшением расстояния), диаметра провода и материала диэлектрика между проводами цепи. Произведение LC = , где и – соответственно магнитная и диэлектрическая проницаемости. Для воздушной линии LC= 1, для кабеля LC= . Проводимость изоляции (утечка) G зависит от типа изоляции, частоты тока (возрастает с увеличением частоты) и климатических условий. Для воздушных цепей на утечку влияют также гололед и иней. В табл. 6.2 приведены примеры некоторых проводных линий связи [8] и их первичных параметров. Если первичные параметры линии связи неизменны для любого участка её длины, то такая линия называется однородной. Однородность обеспечивается постоянством конструктивных размеров. Неоднородная линия обладает различными первичными параметрами на разных участках. В телемеханике применятся однородные линии. Таблица 6.2 Первичные параметры проводных линий связи
Вторичные параметры проводных линий связи – волновое сопротивление ZВ и постоянная передачи . Эти параметры характеризуют условия распространения электромагнитной энергии по линии связи и зависят только от первичных параметров и частоты. В линиях небольшой протяженности значение тока практически одинаково в начале и в конце линии. Если длина линии велика, то при высокой частоте значение тока в начале и в конце линии различно. Падение напряжения в разных точках линии будет иметь также разное значение. Электрическая модель длинной проводной линии представлена на рис. 6.1.  Рис. 6.1. Схема замещения проводной линии Сопротивление, которым можно заменить отрезанную часть длинной линии так, что при этом в любых точках оставшейся линии значения тока и напряжения будут прежними, называют волновым или характеристическим сопротивлением и обозначают ZВ. Волновое сопротивление выражается через первичные параметры проводной линии ZВ =  . (6.3)На частотах более 10 кГц, когда первые слагаемые числителя и знаменателя малы: ZВ =  . (6.4)Для медных воздушных линий связи ZВ =600 900 Ом. Сопротивление, измеренное в начале линии, называют входным сопротивлением ZВХ = UВХ/IВХ. (6.5) Входное сопротивление линии зависит от волнового сопротивления, затухания линии и нагрузки в конце линии. Входное сопротивление совпадает с волновым сопротивлением лишь тогда, когда сопротивление нагрузки равно волновому сопротивлению ZН = ZВ. Только в этом случае будет наилучшая передача электромагнитной энергии (наибольший к.п.д. передачи), так как отсутствует отражение волн. В телемеханике это имеет очень большое значение, так как телемеханические сигналы имеют небольшую мощность. Поэтому, если линия не будет нагружена на волновое сопротивление, могут возникнуть отражения импульсов от несогласованной нагрузки и повторное поступление их на схему, что вызовет искажение передачи. Постоянная передачи, или коэффициент распространения:  (6.6)где – коэффициент затухания, характеризующий уменьшение тока или напряжения; – коэффициент сдвига фазы, определяющий изменение фазы напряжения и тока. Затухание электромагнитной энергии в линии, нагруженной на волновое сопротивление, происходит по экспоненциальному закону: ток I1 и напряжение U1 в начале линии всегда больше тока I2 и напряжения U2 в конце линии (см. рис. 6.1). Поэтому I2=I1е-l, U2=U1e-l, где l – длина линии. Из этих соотношений вытекает, что  (6.7)Если l=1 км, то километрическое затухание в линии, согласованной с нагрузкой:  (6.8)Затухание выражают в неперах. Непер – натуральный логарифм отношения двух напряжений, токов или половина логарифма отношения мощностей на входе и выходе. Если линия обладает затуханием в 1 Нп, то это значит, что ток и напряжение в конце линии уменьшаются в е = 2,718 раза, а мощность – в e2 = 7,39 раза. При =2 Нп отношение U1/U2=e27,4, a Pl/P2=e455. Затухание также выражают в децибелах:  (6.9)На рис. 6.2 приведены данные о затухании некоторых воздушных и кабельных линий связи [8].  Рис. 6.2. Зависимость затухания от частоты для воздушных и кабельных линий связи: воздушные линии с диаметром провода 4 мм и расстоянием между проводами 20 см: 1 – медная, t=-20 °С в сухую погоду; 2 – медная, t=+20 °С в сырую погоду; 3 – медная при гололеде (диаметр провода 5 мм); 4 – стальная, t=+20 °С в сырую погоду; кабельные линии: 5 –МКС-441,2 (диаметр жилы 1,2 мм); 6 – КМ-42 с шайбовой полиэтиленовой изоляцией Чтобы затухание, выраженное в неперах, перевести в децибелы, число неперов нужно умножить на коэффициент 8,686. Для обратного перевода в неперы число децибелов умножают на коэффициент 0,1151. Затухание зависит в основном от активного сопротивления линии. Графики, представленные на рис. 6.2, иллюстрируют сказанное и одновременно подчеркивают сильную зависимость затухания воздушных линий от метеорологических условий. Стальные провода обладают в десятки раз большим коэффициентом затухания по сравнению с медными. Поэтому для увеличения дальности передачи необходимо применять провода с малым удельным сопротивлением или в линиях со стальными проводами более часто включать промежуточные усилительные станции. Например, при передаче по стальным проводам требуется примерно в 10 раз больше усилителей, чем при передаче по медным проводам. Из тех же графиков следует, что кабельные линии с медным проводником обладают большим затуханием из-за меньших диаметров жил. Для снижения затухания используют кабели с повышенной индуктивностью. Это достигается включением дополнительных катушек индуктивности (пупинизация), либо обматыванием кабеля стальной проволокой или лентой (краруповская обмотка). Однако одновременно со снижением затухания уменьшается и наивысшая допустимая частота спектра передаваемых сигналов. При расчетах линий связи часто пользуются не абсолютными значениями мощности сигналов, выраженными в ваттах, а их относительными значениями, выраженными в логарифмических единицах – абсолютных уровнях. Под абсолютным уровнем понимают уровень (Нп), определяемый из соотношения  (6.10) где Р – мощность передаваемого сигнала; P0–нулевой уровень, мощность которого принята равной 1 мВт. Абсолютный уровень может быть как положительным (Р>1 мВт), так и отрицательным (Р<1 мВт). Абсолютный уровень (Нп) можно выразить и напряжением сигнала:  (6.11)где U0 – напряжение нулевого уровня. Для цепей с волновым сопротивлением 600 Ом напряжение U0 =0,775 В. Введено понятие тока нулевого уровня I0=1,29 мА. В табл. 6.3 даны соотношения между уровнями мощности, напряжения и тока. Таблица 6.3 Соотношения уровней при Zв=600 Ом
Понятие уровня в неперах широко используют в телефонии. Так, если при нормальной громкости разговора телефонный аппарат развивает в начале линии мощность 1 мВт на сопротивлении 600 Ом, то качество слышимости оценивают как весьма отличное, при этом затухание между передающим и приемным аппаратами =0 Нп. При затухании =1 Нп качество слышимости считают отличным, при =2,0 Нп – хорошим, при =3,0 Нп – достаточным, при =4,0 Нп – недостаточным и только при =5,0 Нп слышимость считают неудовлетворительной. 6.3. КАНАЛЫ СВЯЗИ ПО ЛИНИЯМ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ Использование линий электроснабжения для передачи телемеханических сигналов имеет ряд преимуществ, обусловленных тем, что эти линии обладают высокой механической прочностью, хорошей изоляцией, легкостью обслуживания, а также тем, что их направление обычно совпадает с направлением передачи сигналов телемеханики. Линии электропередач (ЛЭП) позволяют экономить значительные средства при прокладке специальных линий для телемеханики несмотря на то, что использование линий электропередачи для передачи телемеханических сигналов связано с рядом трудностей. Главнейшей из них является необходимость передачи высокочастотного телемеханического сигнала. С этой целью применяется так называемая высокочастотная обработка линии, которая реализуется с применением специальной аппаратуры. Она применяется для присоединения телемеханических устройств к линиям, находящимся под высоким напряжением, и для снижения затухания токов высокой частоты при прохождении их через оборудование высокого напряжения (выключатели, трансформаторы, разъединители), обладающее низким сопротивлением. Линии электроснабжения, применяемые для передачи телемеханических сигналов, подразделяют на высоковольтные линии электропередачи (ВЛ) и промышленные или распределительные силовые сети (РСС) с напряжением 380 В. Каналы связи по высоковольтным линиям. Высоковольтные линии используются для передачи телемеханических сигналов контроля и управления объектами в энергосистемах. В связи с большим уровнем помех в ВЛ передача осуществляется на частотах 35 ÷ 500 кГц с достаточно большой мощностью сигналов (до 10 Вт). Повышенный уровень помех в ВЛ объясняется тем, что к помехам, свойственным обычным воздушным линиям связи, здесь добавляются специфические электрические помехи во всем спектре высоких частот. Эти помехи обусловливаются коронированием проводов (электрические разряды в воздухе вблизи поверхности проводов из-за высокого напряжения), разрядами на поверхности изоляторов, включением и отключением линии и высоковольтного оборудования и т.п. Иней и гололед увеличивают коэффициент затухания. Например, при толщине слоя льда 1 см на частоте 100 кГц затухание увеличивается примерно вдвое для линий напряжением 110 и 220 кВ (с 10 до 20 мНп/км). Наиболее распространенной схемой подключения аппаратуры телемеханики к высоковольтной линии является схема «фаза – земля», в которой передача сообщений телемеханики происходит по одному проводу (одной фазе) и общей шине (земле) (рис. 6.3).  Рис. 6.3. Схема «фаза – земля» для передачи телемеханических сигналов по высоковольтной линии: ВЧЗ – высокочастотная защита, КС – конденсатор связи, ФП – фильтр подключения, ВК – высокочастотный кабель, ПТ – пункт телемеханики Пункт телемеханики ПТ соединяется с ВЛ высокочастотным кабелем ВК. Чтобы исключить влияние высокого напряжения линии на аппаратуру телемеханики, ПТ отделяется от ВЛ конденсаторами связи КС (для ВЛ напряжением 110 кВ емкость КС равна 2200 пкФ), которые представляют большое сопротивление для переменного тока частотой 50 Гц, передаваемого по ВЛ, и малое сопротивление для высокочастотных сигналов телемеханики. Фильтр присоединения ФП и конденсатор связи КС составляют полосовой фильтр, настроенный на передающую частоту сигналов телемеханики. Высокочастотный заградитель ВЧЗ предотвращает протекание токов высокой частоты, на которых передаются сигналы телемеханики, в сторону подстанций 1 и 2. Для частоты переменного тока 50 Гц его сопротивление незначительно. Для увеличения помехоустойчивости применяют обработку ВЛ по схеме «фаза – фаза». Эта схема получается из схемы, изображенной на рис. 6.3, путём подключения второго выхода цепи с пункта телемеханики ПТ вместо «земли» ко второй фазе высоковольтной линии. Повышение помехоустойчивости достигается тем, что помехи в линии связи наводятся на обе фазы одновременно, как правило, одной и той же величины и с одним и тем же знаком. Рассматривая общую цепь передачи телемеханического сигнала, в которой источником сигнала является пункт телемеханики, нетрудно видеть, что помехи в двух фазах включены в общей цепи встречно, поэтому они взаимно компенсируются и результирующая наводка существенно снижается. Недостатком схемы подключения «фаза – фаза» является удвоение аппаратуры для обработки высокочастотного телемеханического сигнала. Каналы телемеханики по распределительным силовым сетям. Распределительные силовые сети (РСС) имеют широкое распространение и используются непосредственно для подведения энергии к потребителям. Поэтому имеется принципиальная возможность их использования для передачи телемеханических сигналов, особенно там, дополнительная прокладка проводных линий связи затруднительна и дорогостояща. Применение РСС упрощает решение таких задач, как переключение счетчиков электроэнергии с дневного тарифа на ночной, передача сигналов пожарной тревоги, включение уличного освещения и т.п., причем, как правило, передаётся только командная информация. Каналы по РСС характеризуются трудностью их обработки и сравнительно высоким уровнем помех. Эти особенности вытекают из того, что к РСС присоединяется большое количество нагрузок, места подключения которых меняются. Нагрузки обычно шунтируют сигналы телемеханики, а обработка каждой нагрузки соответствующими фильтрами и высокочастотными заградителями, аналогичная соответствующей обработке на ВЛ, достаточно дорогостоящая и трудоемкая. Если сигналы на РСС не обрабатывать, то для передачи сигналов сообщений требуется большая мощность. Например, для передачи телефонных сигналов потребуется мощность порядка 1 кВт. Снизить мощность входного сигнала до нескольких ватт можно путём использования узкой полосы частот, например, порядка 10 Гц, при этом достаточно выполнить лишь ограниченную обработку РСС или даже обойтись без нее. Недостатком такого способа уменьшения мощности сигнала является снижение быстродействия передачи, передача команд осуществляется в течение десятых долей секунды, а не миллисекунды. Передача телемеханических сигналов осуществляется и на высоких частотах. С увеличением частоты уровень помех уменьшается, причем в сетях напряжением 380 В уровень помех выше, чем в более высоковольтных сетях. Кроме того, с повышением частоты телемеханического сигнала увеличивается его затухание. Уменьшение уровня помех и рост затухания сигнала с повышением частоты происходят неравномерно, вследствие чего оптимальный диапазон частот для передачи может также изменяться. Конфигурации РСС, их длина, количество и характер нагрузок могут изменить оптимальный диапазон частот, в котором следует производить передачу телемеханических сигналов. Для его определения необходимо конкретное измерение параметров данной РСС. 6.4. КАНАЛЫ СВЯЗИ ПО РАДИО Радиосвязь для передачи телемеханических сообщений используют в первую очередь для объектов, с которыми невозможна проводная связь. Сюда следует отнести космические корабли, спутники, ракеты, самолеты. Сюда же относятся движущиеся промышленные объекты, например, электровозы, подъёмные краны, грузовые тележки и т.п. Телемеханизация подъёмных кранов, грузовых тележек связана с улучшением условий труда операторов этих средств, когда они находятся вне этих средств и управляют их работой. Частотные диапазоны, в которых осуществляется передача различной информации, включая радиовещание, телевидение, телефонную и телеграфную связь, телемеханические и другие сообщения, указаны в табл. 6.4 (ГОСТ 24.375-80). Таблица 6.4 Частотные диапазоны для передачи информации
Подтональный, надтональный и другие диапазоны, о которых говорилось в начале главы, размещены в диапазоне 1 и в более низкочастотном диапазоне. В диапазоне 2, 3 и 4 осуществляется радиовещание, в диапазоне 5 – телевидение. Диапазоны 5, 6 и 7 объединены общим названием – ультракороткие волны (УКВ). Измеренный в метрах диапазон 2 значительно превышает, например, диапазон 4, но из-за узкой полосы частот, в которой расположен диапазон 2, количество передаваемой информации в нем меньше, чем в диапазоне 4, занимающем большую полосу частот. Например, в декаметровом (коротковолновом) радиодиапазоне, занимающем полосу частот порядка 27 МГц, размещается примерно 1000 радиостанций, тогда как в километровом (длинноволновом) диапазоне в полосе частот 270 кГц – лишь 10 радиостанций. Таким образом, чем более высокочастотный диапазон используется для передачи информации, тем большее количество информации можно в нем передать. Десятым диапазоном является оптический диапазон. Оптический диапазон частично включает диапазон 9 и охватывает еще более высокие частоты до 1015 Гц. Замена проводных каналов связи радиоканалами для промышленной телемеханики привлекает простотой организации, однако она наталкивается на ряд трудностей, основная из которых заключается в том, что в большинстве диапазонов радиоволн качество радиосвязи в значительной мере зависит от времени года и суток, метеорологических условий, состояния ионосферы и других факторов, трудно поддающихся учёту. Это существенно снижает надежность передачи информации. Более надежной оказывается связь на ультракоротких волнах. Широта этого диапазона позволяет осуществить передачу многих тысяч сообщений без взаимного влияния друг на друга. Связь на сверхвысоких частотах мало подвержена воздействию помех, например, на приемники сантиметровых волн практически не воздействуют промышленные и атмосферные помехи. Поэтому энергия импульсных помех резко падает в этом диапазоне, волны которого распространяются примерно одинаково в любое время года. Некоторое затухание сантиметровых волн наблюдается при их распространении в тумане, дожде и снеге. Однако компенсация такого затухания достигается соответствующим увеличением мощности передатчика. Радиорелейные линии связи. Волны УКВ-диапазона в отличие от длинных и коротких волн могут распространяться только в пределах прямой геометрической видимости. Это объясняется тем, что УКВ не огибают поверхность Земли, как длинные волны, и не отражаются от ионосферы, как короткие волны. Распространение в пределах прямой видимости ограничивает дальность передачи на УКВ, поэтому максимальное расстояние между приемником и передатчиком зависит от рельефа местности и высоты расположения передающей и приемной антенн. При высоте антенны 100 м дальность прямого распространения радиоволн не превышает 40 ÷ 70 км. Для организации связи на большие расстояния применяют радиолинии с ретрансляцией или радиорелейные линии (РРЛ). РРЛ осуществляют передачу на волнах 75, 15, 7,5, 3,75, 2,73 см. В этих диапазонах (диапазоны 6 и 7, табл. 6.4) системой связи традиционно передаются телефонные сообщения и программы телевидения. Радиорелейная линия связи – это ряд радиостанций, поочередно принимающих, усиливающих и передающих сигналы. Каждая из таких радиостанций оборудована приёмной и передающей направленными антеннами. Принимаемый импульсный сигнал с искажёнными фронтами преобразуется в стандартный сигнал, усиливается и передаётся далее. Оконечные станции оборудуются аппаратурой уплотнения, позволяющей с помощью частотного и временного разделения сигналов обеспечить передачу большого числа сообщений. Телемеханические сообщения передаются по телеграфным каналам, которые создаются из телефонного канала методами и аппаратурой вторичного уплотнения. Далее происходит трансформация этих каналов из низкочастотных в высокочастотные методами и аппаратурой дискретной модуляции. В случае недостаточной пропускной способности РРЛ параллельно прокладывают еще одну или несколько таких же линий. При этом для удешевления строительства аппаратуру параллельных РРЛ сосредоточивают на общих оконечных и промежуточных станциях, а передающие и приемные антенны на этих станциях объединяют для всех передатчиков и приемников одного направления. Таким путём образуется многоствольная РРЛ, в которой одна РРЛ составляет один ствол. Такой ствол обладает полосой пропускания, в которой размещается до 2700 каналов тональной частоты (ТЧ), т.е. позволяет передавать 2700 телефонных разговоров или один канал сигналов изображения телевидения. Опыт эксплуатации РРЛ показал, что их качественные показатели не уступают показателям кабельных линий связи. В то же время РРЛ обладают большей пропускной способностью, имеют меньшую стоимость и требуют меньшей затраты цветного металла. Если необходимо передавать информацию более чем на 1500 км, то вместо связи по РРЛ целесообразно применять спутниковую связь. КЛЮЧЕВЫЕ ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||