2. Загальна характеристика радіорелейного звязку.

Загальні закономірності, що характеризують радіорелейний зв'язок, випливають з багаторазового застосування ретрансляції переданого сигналу. Ретрансляція переданого сигналу приводить:

• до нагромадження шумів (перешкод) у каналах і до зниження стійкості зв'язку;

• до нагромадження перекручувань сигналів, що виникають при проходженні сигналів через апаратуру станцій;

• до збільшення нестабільності середньої частоти коливань, що впливають на приймач оконечной станції;

• до зниження надійності роботи радіорелейної лінії.

Розглянемо фізичні причини нагромадження шумів, перекручувань і нестабільності частоти сигналу на радіорелейній лінії.

Процес нагромадження перешкод розглянемо на конкретному прикладі використання на радіорелейній лінії частотної модуляції.

Будемо спочатку вважати, що сигнал, випромінюваний передавачем оконечной станції, не модульований. В ослабленому виді сигнал надходить на вхід приймача першої проміжної станції, де складається з напругою перешкод, що діють у перших каскадах приймача. Між ними виникає процес биття, і корисний сигнал виявляється промодулированным як по амплітуді, так і по фазі (частоті). Амплітудна модуляція сигналу придушується амплітудним обмежником приймача, а паразитна частотна модуляція зберігається. Її інтенсивність залежить від величини и_{с вх} і смуги пропущення приймача. Збільшенням амплітуди сигналу, що діє на вході приймача, можна домогтися будь-якого зменшення глибини паразитної частотної модуляції, але цілком виключити її принципово неможливо. Тому сигнал, що підлягає ретрансляції, уже містить сліди впливу перешкод першої проміжної станції, тобто сигнал, одержуваний другою проміжною станцією, виявляється промодулированным по частоті напругою перешкод, що діють у першій станції.

У приймачі другої проміжної станції процес повторюється знову, але вже до паразитної частотної модуляції сигналу, що виникла на першій станції, додається паразитна модуляція сигналу шумами другої станції; на третій проміжній станції - паразитна частотна модуляція шумами цієї станції і т.д., аж до останньої (оконечной) станції лінії. Оскільки шуми, що діють у приймачах різних станцій, статично незалежні і ніяк не коррелированы, те і викликана ними частотна модуляція теж не коррелирована.

З огляду на, що глибина паразитної частотної модуляції перешкодами i-й станції визначається величиною девиации частоти ∆f_i, сумарну величину паразитної девиации частоти можемо записати у виді:

. (1.3)

Тому що в процесі демодуляції сигналу квадрат девиации частоти перетвориться в потужність низькочастотного (у даному випадку шумового) сигналу, те після демодуляції сигналу будемо мати:

, (1.4)

де Р_шi - потужність шуму, внесеного i-й станцією.

Звідси випливає, що наявність проміжних станцій виявляється насамперед у додаванні потужностей шумів, що виникли на кожній станції радіорелейної лінії.

Якщо потужності шумів, внесені кожною станцією, у середньому однакові, то

, (1.5)

де Р_ш1 - потужність шуму, внесеною однією станцією радіорелейної лінії.

Слід зазначити, що потужність шуму, внесеною однією станцією, не є постійної в часі величиною, він міняється відповідно до зміни величини високочастотного сигналу, що надходить на вхід приймача. Тому і сумарна потужність шуму на виході каналів радіорелейної лінії теж випадкова величина, що з визначеною імовірністю може приймати порівняно великі значення. Ця імовірність практично визначається як відсоток часу, протягом якого Р_ш∑ може бути більше визначеної величини. Відсоток часу задається технічними умовами на радіорелейну лінію, а також нормується рекомендаціями МККР.

Якщо під стійкістю зв'язку розуміти ступінь стабільності відносини сигналу до шуму на виході каналів оконечной станції, то випадкові коливання й особливо різке зростання шумів у каналах зв'язку істотно будуть знижувати її стійкість.

Різкі перевищення припустимої величини шуму спостерігаються, коли на одному чи декількох інтервалах радіорелейної лінії різко падає величина прийнятого корисного сигналу. А ця імовірність тим більше, чим більше число інтервалів на лінії зв'язку. Отже, стійкість радіорелейного зв'язку в міру збільшення числа проміжних станцій зменшується.

Нагромадження перекручувань сигналів на радіорелейної ліній відбувається при передачі модульованого, особливо многоканального сигналу. Кожна станція внаслідок деякої нелінійності амплітудних, частотних і фазочастотных характеристик складової її апаратури частково спотворює ретранслируемый сигнал.

Перекручування, що виникають в апаратурі всіх радіорелейних станцій, суммируются по арифметичному (тобто по напрузі) чи геометричному (по потужності) закону, у залежності від виду електричних характеристик апаратури станий і характеру причин, що викликають перекручування.

Нагромадження (збільшення) нестабільності центральної частоти, що йде, відбувається на станціях, що ретранслюють сигнал по високій чи по проміжній частоті. Тому що відходи частоти на таких станціях - події незалежні, то складаються квадрати стандартних відхилень, і загальний відхід центральної частоти з імовірністю 0,998 буде менше

,

де п - число станцій, послідовно здійснюючу ретрансляцію сигналів по високій чи проміжній частоті.

Зниження надійності роботи радіорелейної лінії в міру збільшення числа проміжних станцій є наслідком додаткового ускладнення лінії, істотного підвищення числа використовуваних деталей і ламп і збільшення імовірності появи відмовлень і погіршення параметрів використовуваної апаратури. Усе це приводить до збільшення можливого часу простою, часу відновлення зв'язку і часу будівництва і налагодження лінії зв'язку.

Таким чином, наявність проміжних станцій визначає основні закономірності радіорелейного зв'язку, який необхідно враховувати при її проектуванні, розрахунку і будівництві.