РЯЗАНСКОЕ ВЫСШЕЕ ВОЕННОЕ КОМАНДНОЕ УЧИЛИЩЕ СВЯЗИ

ИМЕНИ МАРШАЛА СОВЕТСКОГО СОЮЗА М.В. ЗАХАРОВА

ПОДГОТОВКА СПЕЦИАЛИСТА РАДИОСВЯЗИ.

СПЕЦИАЛЬНАЯ, ТЕХНИЧЕСКАЯ И ТАКТИКОСПЕЦИАЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА

Учебное пособие выпускнику РВВКУС

Под редакцией кандидата военных наук,

доцента Н.В. Тютвина

Рязань

2007 УДК 623.00.621.396.72(07) ББК 32.884.1 Г 91 Руководитель авторского коллектива кандидат военных наук, доцент Н.В. Тютвин Авторский коллектив:

Гутенко А.И., Ковляшкин В.П., Корнеев А.В., Мостовщиков С.А., Некрытых В.Г., Юров Ю.Ю.

Г 91 Подготовка специалиста радиосвязи. Специальная, техническая и тактико-специальная подготовка. Учебное пособие выпускнику РВВКУС. – Рязань: РВВКУС, 2007.- 422 С.

В учебнике даны тактико-технические характеристики радиостанций малой и средней мощности, а также рассмотрены методики проведения занятий по специальной, технической и тактико-специальной подготовке.

Учебник предназначен для сержантского состава войск связи ВС РФ.

Учебник разработан с учетом требований наставлений, приказов и директив Министра Обороны Российской Федерации, Начальника связи Вооруженных Сил Российской Федерации.

Авторский коллектив выражает благодарность за помощь в подготовке учебника к изданию прапорщику Бермичевой И.В., служащим ВС РФ Антошкиной С.Б., Леоновой Е.С., Поляковой Н.А., Максимовой Е.В.

УДК 623.00.621.396.72(07) ББК 32.884.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СТР.

ВВЕДЕНИЕ

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ

ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ РАДИОСВЯЗИ

РАДИОСВЯЗЬ И ЕЕ ОСОБЕННОСТИ

2 Основные понятия и определения 2.1. Диапазон радиоволн и условия их распространения 2.2. Особенности радиоканала 2.3. Техника радиосвязи и ее классификация 2.4.

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СРЕДСТВ ВОЕННОЙ

3.

РАДИОСВЯЗИ

Телефонные виды радиосигналов 3.1. Амплитудная модуляция 3.1.1. Однополосная модуляция 3.1.2. Частотная модуляция 3.1.3. Телеграфные виды радиосигналов 3.2. Амплитудная манипуляция 3.2.1. Частотная манипуляция 3.2.2. Фазовая манипуляция 3.2.3. Принципы построения маломощных приемопередающих 3.3. станций Принципы построения маломощных радиостанций метрового 3.4. (УКВ) диапазона волн Принципы построения маломощных радиостанций 3.5. декаметрового (КВ) диапазона волн

РАДИОСТАНЦИИ МАЛОЙ МОЩНОСТИ КВ

Радиостанция Р-130М Тактико-технические характеристики и назначение 4.1.1.

Структурная схема радиостанции Р–130М Эксплуатация радиостанции Р-130М Радиостанция Р- Тактико-технические характеристики и назначение 4.2.1.

Структурная схема радиостанции Р- Эксплуатация радиостанции Р-

РАДИОСТАНЦИИ МАЛОЙ МОЩНОСТИ УКВ

Радиостанция Р- Тактико-технические характеристики и назначение основного оборудования Структурная схема радиостанции Р- Эксплуатация радиостанции Р- Радиостанция Р-123М Тактико-технические характеристики и назначение 5.2.1.

Структурная схема радиостанции Р-123М Эксплуатация радиостанции Р-123М Радиостанция Р-171М Тактико-технические характеристики и назначение 5.3.1.

Структурная схема радиостанции Р-171М Эксплуатация радиостанции Р-171М Радиостанция Р- Тактико-технические характеристики и назначение 5.4.1.

Структурная схема радиостанции Р- Эксплуатация радиостанции Р- Радиостанция Р- Радиостанция Р- Радиостанция Р- Радиостанция Р-159, назначение и общая характеристика радиостанции, органы управления радиостанции и их Радиостанция Р-163-1У, назначение и технические данные, состав радиостанции, устройство и работа радиостанции Радиостанция Р-105М, назначение и тактико-технические данные, состав радиостанции, общее устройство и органы Радиостанция Р – 163 – 50У, назначение и возможности радиостанции, тактико-технические характеристики, структурная схема радиостанции Р-163-50У, эксплуатация радиостанции Р-163-50У, подготовка радиостанции к работе Технические характеристики, состав комплекта и правила эксплуатации радиостанции Р-168-0,1У Технические характеристики, состав комплекта и правила эксплуатации радиостанции Р-168-0,5У Технические характеристики, состав комплекта и правила эксплуатации радиостанции Р-168-5УН

РАДИОСТАНЦИИ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ

Тактико-технические данные радиостанции Радиопередающее устройство Радиоприемник Р-155П Система электропитания радиостанции Система управления радиостанцией Радиостанция Р-161А-2М Тактико-технические характеристики радиостанции Состав комплекта радиостанции Состав и назначение элементов системы 6.2.3.

Порядок включения питания радиостанции Состав, общее устройство и основные тактико-технические 6.2.5.

Порядок настройки передатчика без излучения Общее устройство и основные тактико-технические данные 6.2.7.

Назначение, общее устройство системы управления и 6.2.8.

Назначение, общее устройство аппаратуры 6.2.9.

Управление радиостанцией в телефонном режиме Управление радиостанцией в телеграфном 6.2.11.

Развертывание антенн радиостанции средней мощности Р-166А.

КОМАНДНО-ШТАБНЫЕ МАШИНЫ

Классификация командно – штабных машин и требования, предъявляемые к ним.

7.3. Конструкция и технические возможности КШМ Р-145БМ и

ОПЕРАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ СЛУЖБА

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЙ ПО

СПЕЦИАЛЬНЫМ ДИСЦИПЛИНАМ

9.1. Методика проведения занятий по специальной подготовке по слуховому радиоприему и передаче датчиком р- 9.1.3. Методика наращивания скорости приема на слух до нормативных показателей 9.1.4. Порядок отработки, проверки нормативов и учебных задач 9.2. Методика проведения занятий по технической подготовке

СИСТЕМА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И

РЕМОНТА ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ СВЯЗИ И

АВТОМАТИЗАЦИИ

10.2. Системы технического обслуживания техники связи и автоматизации 10.2.2. Содержание и учет видов технического обслуживания 10.2.3. Ежедневное техническое обслуживание (ЕТО) Техническое обслуживание № 1 (ТО – 1) Техническое обслуживание № 2 (ТО - 2 ) Сезонное и регламентированное техническое обслуживание Система ремонта военной техники

ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

Требования безопасности при развертывании, эксплуатации и техническом обслуживании радиостанции Требования безопасности при развертывании радиостанции Требования безопасности при эксплуатации и техническом обслуживании радиостанции Меры и правила техники безопасности при работе с электроустановками, отопительными устройствами и ядовитыми техническими жидкостями и веществами Меры и правила техники безопасности при работе с электроустановками Меры и правила техники безопасности при работе с отопительными устройствами Меры и правила техники безопасности при работе с ядовитыми техническими жидкостями и веществами Правила техники безопасности при совершении марша Правила техники безопасности при развертывании военной техники связи и автоматизации Правила техники безопасности при эксплуатации военной техники связи и автоматизации обслуживании военной техники связи и автоматизации Правила техники безопасности при ремонте военной техники

МЕРЫ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ СВЯЗИ

ВВЕДЕНИЕ

Изобретение радио явилось одним из величайших научно-технических открытий, оказанных глубокое влияние на материальный и культурный прогресс человечества.

Российский народ по праву гордится тем, что родиной радио является наша страна, а изобретатель радио – замечательный русский ученый Александр Степанович Попов.

7 мая 1985 года А.С.Попов на заседании физического отделения Русского физико-химического общества сделал доклад на тему: “Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям” сопровождая его демонстрацией своего выдающегося изобретения – первого в мире приемника.

Зимой 1895-96гг. А.С.Попов присоединил к своему приемнику пишущий телеграфный аппарат "Морзе", чем обеспечил возможность приема радиотелеграфных сигналов с автоматической записью на ленту.

24 марта 1896 года А.С.Попов вторично демонстрировал свой приемник в соединении с телеграфным аппаратом. В этот исторический день перед ученым миром в лице Русского физико-химического общества была проведена передача и прием первой в мире радиопрограммы с записью на ленту на расстоянии метров. Текст этой радиограммы “ Генрих Герц”.

Однако практическое внедрение изобретения шло с большим трудом.

Но жизнь сама заставила обратиться к изобретению А.С.Попова.

В ноябре 1899 года потерпел аварию броненосец " Генерал-адмирал Апраксин". Для спасательных работ потребовалось организовать с ними связь.

Прокладка кабеля в условиях зимы была очень дорогой (около 150 тыс. рублей) и рискованной. Вот тогда и было предложено А.С. Попову совместно с Рыбкиным П.Н. обеспечить радиосвязь. А.С.Попов с этой задачей справился блестяще.

Две радиостанции, установленные на расстоянии 45 км. Осуществили бесперебойную связь в течение 84 дней. За это время было передано 440 радиограмм, содержащих около 6300 слов.

После этого радио стало внедряться на флоте, а затем и в сухопутных войсках.

А.С. Попову принадлежит изобретение первой в мире антенны. В 1945 году в ознаменование 50-летия Радио постановлением СН СССР был установлен день радио, который ежегодно отмечается 7 мая.

За прошедшие десятилетия российские ученые, инженеры, техники, рабочие самоотверженным трудом воплотили замыслы о развитии широких научных исследовании в области радиотехники, о создании мощной радиопромышленности, о превращении радио в незаменимое средство повседневной информации, просвещения.

Радио в наши дни - это не только совершенные средства связи и информации, это еще и обширная область науки, техники и производства имя которой радиоэлектроника. Можно назвать множество примеров в развитии народного хозяйства, науки и культуры. Она помогает варить сталь и управлять космическими кораблями, искать полезные ископаемые и конструировать машины служить надежным ускорителем прогресса, мощным орудием решения задач.

ГЛАВА 1.КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ЭТАПЫ

РАЗВИТИЯ ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ РАДИОСВЯЗИ

Управление подчиненными войсками, взаимодействие их на поле боя, своевременное оповещение войск о грозящей опасности не мыслимо без связи.

Связь является важнейшим средством управления войсками. В современных условиях ведения боя радио, радиорелейная и тропосферная связь является важнейшим, а порой и единственным средством, способным обеспечить бесперебойную и устойчивую связь.

Поэтому после окончания гражданской войны, в 1923 году на базе военной лаборатории в которой работали крупнейшие ученые: Введенский, Минц, Куксенко, Кляцкин и другие был создан военный научно-испытательный институт связи, ставший в последствии научной базой в создании военной аппаратуры связи.

В 1922-24 гг были созданы образцы подвижных радиостанции ст типа 5Р, 10 Р, 31ДП, 34ДП.

В 1929-30 гг были созданы новые образцы радиостанций типа 6ПК, 5АК, 71ТК.

Накануне ВОВ были разработаны радиостанции, которые обеспечили управление в годы Великой Отечественной Войны - РBM, РСВ, РАФ PAT А-7и др.

Опыт боевого использования военных радиостанций во время войны позволил критически оценить систему радиовооружения Красной Армии военных лет. На основе этого в начале 1945 г. Были разработаны рекомендации и намечены пути дальнейшего развития и совершенствования новой послевоенной системы радиовооружения, которые предусматривали коренное усовершенствование конструкции и технологии производства радиостанций, широкое применение новых устойчивых высококачественных изоляционных материалов, значительное улучшение стабильности частот и реальной чувствительности радиоприёмных устройств, применение эффективных антенных устройств, стандартизацию основных узлов и деталей радиостанций.

В 1946-1947 гг. был определен состав первой послевоенной системы вооружения, в которую входили радиостанции ротной (РРС), батальонной (РБС), полковой (РПС), корпусной (РКС)б армейской (РАС) и фронтовой (РФС) сетей, радиостанции сетей Генерального штаба (РГШ), танковые КВ (РТК) и УКВ (РТУ) радиостанции, артиллерийские УКВ радиостанции (РАУ-1 и РАУ-2), парашютно-десантная (РПД) радиостанция, а также радиостанции взаимодействия.

В 1947-1951 гг. были разработаны автомобильные унифицированные радиостанции Р-100 и Р-110 для радиосетей Генерального штаба, Р-101 и Р-102 – для фронтовых, Р-118 – для армейских и Р-103 – для корпусных радиосетей.

В 1947 - 1948 гг. для обеспечения радиосвязи в звене дивизия - полк была разработана новая коротковолновая телефонно-телеграфная радиостанция Рвыпускавшаяся в носимом и возимом вариантах, что сделало ее достаточно мобильной. Эта радиостанция использовалась и как личная радиостанция командира дивизии.

Неизмеримо выросла роль ультракоротковолновой радиосвязи.

В основу ее разработки был положен принцип организации связи на волнах выделенного диапазона для каждого рода войск и каждого звена управления: 36,0 - 46,1 МГц - стрелковым и 20,0 - 22,375 МГц - танковым частям, 28,0 МГц - артиллерийским частям, 21,5 - 28,5 МГц - частям и подразделениям войск ПВО, 46,1 - 48,65 МГц - стрелковым батальонам и 48,65 - 51,35 МГц стрелковым ротам.

В послевоенные годы были разработаны и освоены промышленностью:

радиостанция Р-106 (1946-1947 гг.) для обеспечения радиосвязи командира стрелкового батальона с командирами рот, которая отличалась простотой эксплуатации (в 1949 г. группа ее разработчиков, в том числе главный конструктор С. М. Плахотников, была удостоена Государственной премии СССР);

радиостанции УКВ диапазона семейства «Астра» Р-105, Р-108 и Р- (1947 - 1950 гг.) с одинаковыми структурной схемой и конструкцией, обеспечивающие беспоисковую и бесподстроечную радиотелефонную связь как на месте, так и в движении;

автомобильные радиостанции Р-102 армейской и Р-103 корпусной радиосети (1947 - 1951 гг.) с диапазонно-кварцевой стабилизацией частоты «Амур»;

танковая КВ радиостанция Р-112 (1947 - 1950 гг.);

парашютно-десантная КВ радиостанция Р-115 (1950 г.) - переносная приемопередающая телеграфно-телефонная с кварцевой стабилизацией частоты передатчика и приемника и механическим полудуплексом;

радиостанция Р-116 (1950г.) для обеспечения радиосвязи в звене ротавзвод и в качестве личной радиостанции командиров рот и взводов;

танковая радиостанция УКВ диапазона «Ясень» (1947 г. - начало разработки, 1951-1952 гг.-опытная партия), имевшая достаточно высокие характеристики, но громоздкая, сложная в эксплуатации и трудоемкая в изготовлении. В 1952 г. было принято решение о разработке новой малогабаритной с более широким диапазоном частот танковой радиостанции УКВ диапазона. Такой стала радиостанция Р-113 (1953 г.), разработанная под руководством А. Д. Князева;

радиостанция взаимодействия Р-114 (1952-1953 гг.) на базе радиостанций семейства «Астра»;

переносной комплект измерительных приборов «Ромашка» (ПК-1, ПК-2), позволяющих в полевых условиях и в передвижных мастерских оперативно производить проверку основных характеристик радиостанций УКВ диапазона.

Впоследствии был разработан измерительный комплект ПК-3, предназначенный для радиостанций КВ диапазона.

В 1951 г. было проведено специальное учение по радиосвязи с использованием радиостанций Р-104, Р-105, Р-109, Р-116 тактического звена управления, а также опытных образцов радиостанций Р-102 и Р-103. Оно показало, что новые средства радиосвязи имеют высокие тактико-технические данные, значительно повышающие надежность и устойчивость радиосвязи во всех видах боя.

В 1946 - 1948 гг. на вооружение были приняты радиоприемные устройства Р-250- 1-го класса и Р-251 - 2-го класса для радиоузлов, автомобильных радиостанций, радиоприемных пунктов и специальных целей, и Р-253 - 3-го класса для радиосетей взаимодействия и радиоприемных пунктов, которое стало основным переносным приемником военно-полевого типа в Советской Армии.

В 1951 г. на вооружение был принят приемник УС-П для приема сигналов с незатухающими колебаниями, а в 1952 г. - приемник Р-309 для КВ помехозащищенной радиосвязи на радиолиниях большой протяженности для слухового приема телефонных передач с амплитудной модуляцией и телеграфных передач с амплитудной манипуляцией.

В 1952 г. на вооружение поступил приемник Р-154-2 для КВ помехозащищенной радиосвязи на радиолиниях большой протяженности для слухового приема телеграфных и телефонных сигналов и записи телеграфных сигналов обычными буквопечатающими телеграфными аппаратами Бодо СТ-35, позволявший вести одновременный прием двух телеграфных и одного телефонного разговоров, при этом прием телеграфных передач проводился по 2-канальной частотной телеграфии (ДЧТ).

Новые радиосредства обладали улучшенными тактико-техническими характеристиками, использовали последние достижения в области теории военной связи, науки, техники и технологии и являлись качественным скачком в развитии средств радиосвязи.

Повышение требований к оперативности управления войсками вызвало необходимость дальнейшего совершенствования средств и комплексов радиосвязи различного назначения.

Для управления войсками в высших звеньях управления в начале 60-х годов были разработаны и приняты на вооружение радиостанции большой (РРМ) и средней (Р-140, Р-140-05, Р-137) мощности.

Радиостанции большой мощности имели систему дистанционного управления, которая позволяла выносить их передатчики за пределы пунктов управления. Радиостанции средней мощности типа Р-140 и Р-137 имели в своем составе аппаратуру телеуправления и телесигнализации, что позволяло использовать их как автономно, так и в составе радиоцентров. Управление передатчиками радиостанций, вынесенными за пределы пунктов управления, осуществлялось по линиям дистанционного управления.

На радиоцентрах для образования групповой линии дистанционного управления в составе отдельных приемных машин типа Р-454 имелись не только приемники, но и аппаратура уплотнения кабельных и радиорелейных линий.

Для образования групповой линии дистанционного управления была разработана аппаратная дистанционного управления типа Р-151.

С целью повышения эффективности функционирования радиосетей и радионаправлений, организованных на радиоцентре узла связи, в середине 60-х годов была разработана аппаратная Р-453. Она была оборудована таким образом, что из нее осуществлялось не только управление радиоцентром, но и контроль за характеристиками излучаемых сигналов и частотно-диспетчерская служба.

Для управления войсками в тактическом звене в то же время были созданы командно-штабные машины, оборудованные на базе бронетранспортеров и автомобилей. В качестве средств радиосвязи в них были установлены радиостанции малой мощности типа Р-111, Р-123МТ и Р-130М.

Беспоисковая и бесподстроечная радиосвязь осуществлялась на заранее подготовленных частотах (ЗПЧ). Наличие нескольких ЗПЧ давало возможность осуществлять маневр частотами при восстановлении радиосвязи в условиях случайных и преднамеренных помех.

С повышением требований к эффективности управления войсками в конце 70-х годов были разработаны и приняты на вооружение средства радиосвязи третьего поколения.

Отличительной особенностью комплекса средств радиосвязи высших звеньев управления «Поиск» являлось то, что в нем использовались унифицированные устройства. Так, во всех радиопередающих средствах комплекса применялся унифицированный возбудитель «Лазурь», а в качестве радиоприемного устройства - радиоприемник Р-160П.

Для повышения эффективности функционирования линий радиосвязи в комплексе «Поиск» был применен метод группового использования частот. Он был реализован в аппаратуре адаптации, которая устанавливалась в радиостанциях средней мощности типа Р-161А2М, приемных машинах радиостанций большой мощности и отдельных приемных машинах. Большой вклад в разработку теории и техники адаптивной радиосвязи внесли ученые и инженеры Военной академии связи: В. Н. Сосунов, В. Ф. Комарович, М. В. Верзунов, Г. И.

Бобылев, А. Н. Шаров.

Реализация метода группового использования частот требовала резкого сокращения времени перестройки радиолинии с одной частоты на другую. Эта проблема была решена за счет применения в них радиопередатчиков с широкодиапазонными усилителями мощности и согласующими устройствами на дискретных элементах. Низкий КПД широкодиапазонных усилителей мощности приводил к необходимости увеличения мощности первичных источников электропитания для того, чтобы получить те же мощности, что и в предыдущем поколении средств радиосвязи.

Дистанционное управление радиопередатчиками, вынесенными за пределы пунктов управления, осуществлялось по групповой и индивидуальным линиям дистанционного управления, образованным средствами радиорелейной и проводной связи отдельных приемных машин и аппаратных дистанционного управления, приемных и передающих аппаратных радиостанций большой мощности.

В составе комплекса «Поиск» появились новые по своему функциональному предназначению аппаратные Р-161У и др. Каждая из них позволяла осуществлять передачу информации в двух направлениях связи одновременно.

Применение адаптивных радиолиний, реализующих метод группового использования частот для связи в радионаправлении, позволило повышать КИД в условиях случайных помех и медленных замираний до 0,9-0,95.

Средства радиосвязи тактического звена управления третьего поколения по своим возможностям в целом мало отличались от средств радиосвязи второго поколения. Исключение составляла радиостанция Р-173 и радиоприемник РП. Они при их совместном использовании позволяли обеспечить одновременное ведение связи в одной радиосети и дежурный прием в другой с возможностью автоматизированного перехода из одной радиосети в другую.

Следует отметить и некоторые другие отличительные признаки средств третьего поколения ТЗУ:

значительно расширен диапазон рабочих частот;

во всех радиостанциях применялась диапазонно-кварцевая стабилизация рабочих частот;

все радиостанции (кроме Р-157 и Р-158) имели сетку рабочих частот через 1 кГц, что расширяло возможности по организации радиосвязи и позволяло избежать группирования радиостанций на частотах, кратных 10 кГц в КВ и кГц в УКВ диапазонах;

радиостанции выполнялись только на транзисторах и интегральных микросхемах, что в 2-5 раз повышало эксплуатационную надежность, уменьшало их массу и габариты при одновременном увеличении мощности передатчика;

полностью автоматизирован процесс настройки возимых и части носимых радиостанций;

обеспечивалось запоминание восьми-десяти частот в возимых радиостанциях.

С целью повышения эффективности управления войсками, особенно в низовом звене управления, к 1987 г. промышленность разработала опытные образцы радиосредств комплекса средств радиосвязи четвертого поколения «Арбалет». После государственных испытаний было выявлено, что некоторые радиосредства этого комплекса не отвечают современным требованиям. Поэтому на вооружение были приняты отдельные образцы данного комплекса, которые начали поступать в войска связи в конце 80-х - начале 90-х гг. Радиосредствам комплекса по классификатору военной техники присвоены условные обозначения Р-162 и Р-163. Комплекс Р-163 предназначался для замены существующего парка радиостанций в тактическом звене управления с целью повышения помехозащищенности линий радиосвязи на основе использования новых методов ее ведения. В средствах радиосвязи комплекса Р-163 было достигнуто следующее:

значительно расширен диапазон частот (2-30; 30-80 и 80-120 МГц);

увеличено количество ЗПЧ до 16 (32);

уменьшено время перестройки до 0,1 с;

в его составе появились принципиально новые дуплексные радиостанции внутриузловой связи (Р-163-1У) и привязки (Р-163-10В);

в основных радиостанциях помимо аналоговых были применены цифровые методы передачи (приема) информации, в том числе и для передачи (приема) речи;

все радиостанции мощностью 10 Вт и выше имели блочную структуру и разветвленную систему управления;

управление радиостанциями обеспечивалось с помощью специальных блоков управления, основу которых составляли микроЭВМ;

радиостанции комплекса в значительной степени были унифицированы в части как элементной базы, так и отдельных блоков, что позволило значительно повысить их эксплуатационную надежность.

Принципиально новые возможности в организации УКВ радиосвязи появились при использовании двух типов абонентских комплектов, построенных на основе средств радиосвязи комплекса «Арбалет». Первый тип комплекта включал в себя радиостанции Р-163-50У, радиоприемник Р-163-АР, второй-две радиостанции Р-163-10В и блок Р-163-АР, причем одна из радиостанций использовалась для дежурного приема.

Комплект первого типа позволял обеспечить связь в абонентской группе симплексом (АГ-С) и в автоматизированной радиосети с резервом (РС-Р). Комплект второго типа предназначался для привязки подвижных объектов к различным опорным узлам связи в режиме абонентской группы дуплексом (АГ-Д).

Комплекты обоих типов позволяли повысить разведзащищенность линий радиосвязи, однако вооружить ими войска связи не удалось из-за отсутствия средств.

Таким образом, во втором послевоенном периоде осуществлялась разработка средств и комплексов радиосвязи в основном для высших звеньев управления. Реализация группового метода использования частот обеспечила высокую эффективность их функционирования в различных условиях ведения радиосвязи. Разработке средств и комплексов радиосвязи тактического звена управления уделялось недостаточно внимания, поэтому их применение не позволило существенно повысить эффективность радиосвязи в условиях случайных и преднамеренных помех.

В последние годы разработан и принят на вооружение комплекс Р-168, Р-169, которые позволяют обеспечивать не только прямые связи радиостанции, но и развертывание автоматических абонентских сетей.

Разработаны также новые типы радиостанции, которые обеспечивают возможность работы радиосредств, оконечных аппаратных в адаптивном режиме и ППРЧ (РПеречисленные средства связи по своим ТТД не уступают зарубежным и удовлетворяют мировым стандартам по видам работы, количеству рабочих частот, используемому диапазону.

ГЛАВА 2. РАДИОСВЯЗЬ И ЕЕ ОСОБЕННОСТИ

2.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Радиосвязь – это способ передачи информации на расстояние с помощью электрических сигналов, которые излучаются в окружающее пространство в виде электромагнитных волн (радиоволн).

Под информацией понимается совокупность сведений о событиях в обществе и окружающем материальном мире. Информация может быть представлена в различной форме: в виде речи, текста, последовательности чисел, в виде подвижных и неподвижных изображений и т. д. Форма представления передаваемой информации называется сообщением. Чтобы передать сообщение от источника информации к получателю, необходимо использовать любой физический процесс, способный распространяться с некоторой скоростью от источника к получателю информации, например: звуковые колебания, электрический ток в проводниках, свет, электромагнитное поле и др. Физическая величина, определяющая данный процесс, изменяющаяся во времени и отображающая передаваемое сообщение (сила тока, интенсивность электромагнитного поля, яркость света и т.д.) называется сигналом. Сигнал не является передаваемым сообщением, а лишь отображает его. Для передачи по радио сообщение преобразовывается в первичный электрический сигнал. В зависимости от характера сообщения первичные сигналы могут быть непрерывными и дискретными.

Непрерывные сигналы принимают любые значения по состояниям в некотором интервале. Такие сигналы описываются на некотором достаточно большом интервале времени непрерывными функциями времени. Типичным примером непрерывного сигнала является речевой сигнал; его амплитуда (состояние) непрерывно меняется во времени в пределах ± Umax.

Дискретные сигналы принимают конечное число вполне определенных значений по состоянию. Эти дискретные состояния передаются непрерывно или в определенные моменты времени (дискретно во времени). Наиболее общим примером дискретных сигналов могут служить сигналы, отображающие текст сообщения, использующий определенный алфавит. Каждая буква или цифра алфавита в простейшем случае выражается дискретным состоянием сигнала.

Любой непрерывный сигнал для передачи сообщения с определенной точностью можно дискретизировать. Эта возможность заложена в том, что все реальные сигналы, несмотря на ограниченность их действия во времени, имеют ограниченные спектры частот, т. е. описываются функциями со счетным (конечным) множеством значений на конечном интервале времени.

Первичный электрический сигнал носит низкочастотный характер. Он может быть непосредственно переданным по проводным линиям связи, но не может эффективно излучаться в среду распространения радиоволн, поскольку далеко не всегда удается создать излучатели, геометрические размеры которых соизмеримы с длиной волны сигнала.

Следовательно, для передачи по радио первичный сигнал должен быть преобразован в высокочастотный сигнал. С этой целью используются высокочастотные гармонические колебания, один из параметров которых (амплитуда, частота или фаза) подвергается модуляции, т. е. изменению, прямо пропорциональному значениям первичного сигнала по состояниям. Модуляцию высокочастотных колебаний дискретными сигналами обычно называют манипуляцией. В ряде случаев переносчиком первичного сигнала, в том числе и непрерывного, служит последовательность высокочастотных импульсов (модулируются амплитуды, длительность, временное положение импульсов, частота их заполнения и т. д.). Наконец, в качестве переносчика могут быть использованы высокочастотные стационарные случайные процессы. В этом случае модулируемыми параметрами являются числовые характеристики процессов, которые в силу стационарности постоянны.

Как отмечалось выше, для осуществления радиосвязи необходимо иметь радиопередающее и радиоприемное устройства, обеспечивающие преобразование сообщений в радиосигналы, их излучение в окружающее пространство и обратное преобразование принимаемых радиосигналов в сообщение.

Режим работы в радиоканале. По этому признаку могут быть классифицированы только приемопередающие радиостанции. Приемопередающие радиостанции подразделяются на симплексные (прием и передача сообщений производится поочередно) и дуплексные (прием и передача сообщений может производиться одновременно).

Канал радиосвязи или радиоканал образуется совокупностью технических средств и среды распространения радиоволн и представляет собой тот путь, по которому обеспечивается передача высокочастотного сигнала (радиосигнала) на расстояние.

Принято считать, что канал радиосвязи начинается с элемента, в котором первичный электрический сигнал, поступающий от источника, преобразуется в радиосигнал, а заканчивается элементом обратного преобразования на приемной стороне. В интересах детализации изучения прохождения радиосигнала границы канала радиосвязи могут изменяться. Например, можно рассматривать канал радиосвязи только в границах технических устройств или отдельно в границах среды распространения.

Совокупность технических устройств (радиопередающие, радиоприемные, антенно-фидерные устройства), среды распространения сигнала, образующие канал связи называется линией радиосвязи.

Линия радиосвязи может быть одноканальной и многоканальной. В последнем случае ей принадлежит несколько одновременно действующих каналов, по которым передаются сигналы, отображающие различные (иногда одинаковые) сообщения.

В состав радиоканала входят среда распространения радиоволн и технические устройства, осуществляющие преобразование первичных электрических сигналов в радиосигналы и обратное преобразование. К ним относятся радиопередающие и радиоприемные устройства, которые обеспечивают передачу и прием радиосигналов, вследствие чего они и определяются как средства радиосвязи или радиосредства.

В практике военной связи отдельные радиосредства автономно используются весьма ограниченно. С целью расширения их возможностей по обеспечению связи в различных условиях они, как правило, объединяются в комплексы. В дальнейшем под комплексом радиосвязи понимается совокупность технически, функционально и конструктивно взаимосвязанных средств радиосвязи, а также вспомогательных технических устройств, объединенных общим управлением.

В зависимости от предназначения и соответствующего ему состава оборудования комплексы радиосвязи подразделяют на передающие, приемные и приемопередающие. Последние на практике принято называть радиостанциями.

Комплексы радиосвязи можно классифицировать также по принадлежности их к соответствующему звену управления. Но зачастую одни и те же комплексы радиосвязи используются одновременно в различных звеньях управления.

В низовом звене для связи с подчиненными и взаимодействующими войсками наибольшее применение нашли маломощные приемопередающие радиостанции, конструктивно выполненные как единое целое. Для уменьшения массы и габаритов эти радиостанции почти всегда построены по так называемой совместной схеме, в которой общая часть элементов используется при работе поочередно на передачу и прием. Такие симплексные радиостанции, как правило, не имеют в своем составе вспомогательных устройств. Поэтому их относят к средствам радиосвязи.

Для обеспечения радиосвязи в интересах нескольких должностных лиц радиостанции низового звена могут объединяться в комплексы совместно с другими средствами и оконечной аппаратурой, что обеспечивает более рациональное их использование. С учетом этого под комплексом радиосвязи низового звена обычно понимают совокупность радиосредств, оконечных и вспомогательных устройств, объединенных общей системой управления в составе командно-штабных машин или машин боевого управления.

Все комплексы и средства радиосвязи, обеспечивающие связь в интересах определенного пункта управления, для рационального их использования выделяются в отдельный элемент узла связи — радиоцентр. Таким образом, радиоцентр представляет собой организационно-техническое объединение комплексов и средств радиосвязи узла связи пункта управления, которое служит для обмена информацией с радиоцентрами других узлов связи.

Для решения задач управления войсками и оружием развертывается система связи. Одной из составных ее частей является сеть радиосвязи — совокупность радиоцентров и линий радиосвязи, предназначенных для обмена информацией между пунктами управления определенного звена. Степень выполнения задач, возложенных на сеть радиосвязи, определяется ее структурой и тактико-техническими возможностями используемых в ее составе средств и комплексов радиосвязи, которые в свою очередь зависят от способов их технического построения. Те средства и комплексы радиосвязи, которые построены по единым техническим принципам с применением унифицированных элементов и обеспечивают сопрягаемость при использовании их в составе сетей радиосвязи и радиоцентров, составляют систему радиовооружения, или военную систему радиосвязи. Таким образом, системой военной радиосвязи будем называть всю совокупность сопрягаемых средств и комплексов радиосвязи, в основу построения которых положены единые технические принципы, обеспечивающие выполнение предъявленных оперативно-тактических требований.

На базе систем военной радиосвязи организуются сети радиосвязи различных звеньев управления. Причем при построении конкретной сети радиосвязи, особенно в периоды перевооружения войск, могут использоваться одновременно разные системы радиосвязи.

Средства, комплексы и системы радиосвязи и являются основным предметом рассмотрения в данном учебнике.

2.2. ДИАПАЗОН РАДИОВОЛН И УСЛОВИЯ ИХ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

Среда распространения радиоволн, которой могут быть земная атмосфера и космос, а в отдельных случаях вода и даже некоторые геологические слои Земли, является общей для многих каналов радиосвязи. Разделение каналов радиосвязи в основном осуществляется по частотному признаку. Ширина диапазона частот, используемого в интересах радиосвязи, определяется свойствами распространения радиоволн и его частотной емкостью.

Для удобства рассмотрения различий в свойствах распространения радиоволн диапазон частот разделен на участки. Наименование некоторых участков диапазона и числовые значения их границ, выраженные в длинах волн и частотах, приведены в таблице.

Большую роль в характере распространения радиоволн ряда участков диапазона частот играет ионосфера – область атмосферы, ионизированная в результате солнечной радиации.

Ионосфера делится на существенно-отличающиеся друг от друга по свойствам слои D (60-90 км), E (100-140 км), F1 (170-240 км), F2 (230-400 км). Слой D существует лишь в дневные часы, слой F1 - только в дневные и преимущественно летом. Слой E отличается наибольшей стабильностью, а F2 - наибольшим изменением своих параметров.

Радиоволны, излучаемые в точках передачи, могут достигать точек приема различными путями.

Радиоволны, распространяющиеся вдоль земной поверхности, называются земными или поверхностными, а волны, достигающие отдельных слоев ионосферы и отражающиеся от них, называются ионосферными или пространственными.

Радиоволны, обеспечивающие связь между объектами, находящимися в пространстве, настолько удаленном от Земли, что с ее влиянием можно не считаться, называются радиоволнами в свободном пространстве.

Дадим характеристику свойств распространения радиоволн отдельных участков диапазона с целью определения области их применения (табл. 2.2.1).

Услов. Наименование участка Длина волн, м Наименование Частота, кГц Зона П р и м е ч а н и е. Термины «сверхдлинные волны», «длинные волны», «средние волны», «короткие волны» и «ультракороткие волны», охватывающие метровые, дециметровые и более короткие волны, являются не рекомендуемыми. Однако для преемственности эти термины еще широко используются в литературе и технической документации.

Мириаметровые и километровые или сверхдлинные и длинные волны (СДВ и ДВ) могут распространяться и как земные, и как ионосферные. Наличие земной волны, распространяющейся на сотни и даже тысячи километров, объясняется тем, что напряженность поля этих волн убывает с расстоянием довольно медленно, так как поглощение их энергии земной или водной поверхностью невелико. Начиная с расстояний 300400 км от передатчика появляется ионосферная волна, отраженная от нижней области ионосферы (от слоя Д, находящегося на высоте 6080 км в летнее дневное время, или от слоя Е, находящегося на высоте 100130 км). Глобальные связи на СДВ и ДВ осуществляются волнами, распространяющимися в сферическом волноводе, образованном ионосферой и земной поверхностью.

СДВ и ДВ обладают свойством проникать в толщу воды, а также свойством распространения в некоторых структурах почвы.

Эффективное излучение волн рассматриваемых участков диапазона может достигаться лишь с помощью весьма громоздких антенных устройств, размеры которых соизмеримы с длиной волны. Поскольку реально выполняемые антенны этому условию обычно не удовлетворяют, то компенсация пониженной их эффективности достигается увеличением мощности передатчиков до сотен и более кВт.

Существенным недостатком СДВ и ДВ диапазонов является их небольшая частотная емкость.

Практические области применения СДВ и ДВ — это связь с подводными объектами, связь по глобальным магистральным линиям и подземная связь.

Гектометровые или средние волны (СВ) испытывают большее поглощение при распространении вдоль земной поверхности, чем волны рассмотренных выше участков. Волны, достигающие ионосферы, интенсивно поглощаются слоем Д, когда он существует, но хорошо отражаются слоем Е. Поэтому дальность связи на СВ в дневное время летом всегда ограничена, так как она возможна лишь земной волной. В ночное время летом и в течение большей части суток зимой дальность связи, обеспечиваемой ионосферной волной, резко увеличивается.

Средневолновые антенные устройства оказываются достаточно эффективными и имеют приемлемые габариты даже для мобильных средств радиосвязи.

Частотная емкость этого участка диапазона значительно выше, чем участков СДВ и ДВ, однако его загруженность мощными радиовещательными радиостанциями создает затруднения в широком использовании этой емкости.

Средневолновые радиостанции чаще всего применяются в арктических районах как резервные в случаях потери широко используемой коротковолновой радиосвязи из-за ионосферных и магнитных возмущений.

Декаметровые или короткие волны (KB) занимают особое положение.

Они могут распространяться и как земные, и как ионосферные волны. Земные волны при относительно небольших мощностях передатчиков, свойственных мобильным радиостанциям, распространяются на расстояния, не превышающие нескольких десятков километров, так как они испытывают значительное поглощение в земле, возрастающее с ростом частоты.

Ионосферные волны за счет однократного или многократного отражения от ионосферы при благоприятных условиях могут распространяться на сколь угодно большие расстояния. Их основное свойство состоит в том, что они слабо поглощаются нижними областями ионосферы (слоями Д и Е) и хорошо отражаются ее верхними областями (главным образом, слоем F2, находящимся на высоте 300—500 км над землей). Это дает возможность использовать относительно маломощные радиостанции для ведения прямой связи в неограниченно широком диапазоне расстояний.

Частотная вместимость KB диапазона значительно больше, чем предшествующих диапазонов, что обеспечивает возможность одновременной работы большого числа радиостанций.

Антенны KB радиостанций при небольших габаритах обладают достаточно высокой эффективностью и вполне приемлемы для установки на подвижных объектах.

Радиосвязь ионосферными волнами может осуществляться, если применяемые частоты лежат ниже максимальных значений, определяемых для каждой протяженности линии радиосвязи степенью ионизации отражающих слоев. Кроме того, связь возможна лишь в том случае, если мощности передатчиков и коэффициенты усиления применяемых антенн при имеющем место поглощении энергии в ионосфере обеспечивают необходимую напряженность электромагнитного поля в точке приема. Первое из двух условий ограничивает верхний предел применимых частот, второе — нижний предел.

Таким образом, ведение KB радиосвязи ионосферными волнами на заданное расстояние возможно лишь в определенном участке частотного диапазона.

Ширина этого участка зависит от времени суток и года, а также от фазы цикла солнечной активности; его границы могут быть определены с помощью ионосферных карт (ионосферных прогнозов).

С уменьшением протяженности линии радиосвязи участок применимых частот сокращается, например, для расстояний до 500 км в ночное время он может составлять всего лишь 12 МГц.

Условия радиосвязи для протяженных линий радиосвязи оказываются более благоприятными, чем для коротких линий, так как таких линий меньше, а участок пригодных частот для них значительно шире.

Существенное снижение качества KB радиосвязи ионосферными волнами обязано замираниям сигналов, возникающим в силу непостоянства структуры отражающих слоев ионосферы, ее постоянного возмущения и многолучевого распространения волн. Природа замираний в основном сводится к интерференции нескольких приходящих к месту приема лучей, фаза которых вследствие изменения состояния ионосферы непрерывно меняется.

Причинами прихода нескольких лучей в место приема сигналов могут быть:

облучение ионосферы под углами, при которых лучи, претерпевающие различное число отражений от ионосферы и от земли, сходятся в точке приема;

явление двойного лучепреломления под воздействием магнитного поля Земли, благодаря которому два луча, отражаясь от различных слоев ионосферы, достигают одной и той же точки приема;

неоднородность ионосферы, приводящая к диффузному отражению волн от различных ее областей, т. е. к отражению пучков множества элементарных лучей.

Замирания могут происходить также в силу изменения соотношения вертикальных и горизонтальных составляющих электрического поля в месте приема.

Поляризационные замирания наблюдаются гораздо реже интерференционных и составляют 1015% общего их числа.

Уровень сигнала в точках приема в результате замираний может изменяться в широких пределах — в десятки и даже в сотни раз. Промежуток времени между глубокими замираниями является случайной величиной и может меняться от десятых долей секунды до нескольких секунд, а иногда и более, причем переход от высокого к низкому уровню может проходить как плавно, так и весьма резко. Быстрые изменения уровня часто накладываются на медленные.

Условия прохождения коротких волн через ионосферу меняются от года к году, что связано с почти периодическим изменением солнечной активности, т. е. с изменением числа и площади солнечных пятен (числа Вольфа), которые являются источниками радиации, ионизирующей атмосферу. Период повторения максимальной солнечной активности составляет 11,3±4 года. В годы максимумов солнечной активности МПЧ повышаются, а области рабочих диапазонов частот расширяются.

Существенное влияние на состояние KB радиосвязи (особенно в полярных районах) могут иметь ионосферные и магнитные бури, т. е. возмущения ионосферы и магнитного поля Земли под воздействием потоков заряженных частиц, извергаемых Солнцем. Эти потоки часто разрушают основной отражающий ионосферный слой F2 в районе высоких геомагнитных широт.

Магнитные бури могут проявляться не только в полярных областях, но и на всем земном шаре.

Ионосферные возмущения обладают периодичностью и связаны с временем обращения Солнца вокруг своей оси, которое равно 27 суткам.

Кроме этих явлений нередко наблюдаются поглощения коротких волн в зоне полярных сияний и в полярной шапке, причиной которых является сильная ионизация нижних областей атмосферы под воздействием проникающих в эти области космических частиц высоких энергий.

Основным видом KB радиосвязи является связь ионосферными волнами, потому что они обеспечивают возможность создания линий самой различной протяженности при относительно невысоких мощностях радиопередатчиков. Это, конечно, не означает, что связь земными волнами исключается, всегда существует некоторая зона вокруг точки размещения передатчика, в пределах которой напряженность поля поверхностной волны будет больше, чем напряженность поля ионосферной волны. Характерной особенностью работы земной волной при правильно выбранной антенне является отсутствие или ослабление замираний.

Рассмотренные нами особенности распространения коротких волн относятся к естественным состояниям ионосферы. Однако человек может оказывать сильное влияние на окружающую среду. В частности, ядерные взрывы в атмосфере могут вызвать искусственную ее ионизацию и вместе с этим существенно повлиять на состояние KB радиосвязи. Нарушение связи на длительный период может произойти из-за возникновения нижней области повышенной ионизации, экранирующей основной слой F2 Очевидно, что KB радиосвязь в этих условиях возможна лишь при условии выноса точки отражения волн за пределы области возмущения атмосферы.

Несмотря на существование целого ряда причин, которые могут привести к неустойчивости KB радиосвязи, она находит очень широкое применение. Основная ее привлекательность, как уже говорилось, состоит в возможности организации прямых связей на трассах самой различной протяженности при низких энергетических затратах.

Ультракороткие волны включают в себя ряд участков частотного диапазона, обладающих огромной частотной емкостью.

Естественно, что эти участки в значительной степени отличаются один от другого по свойствам распространения радиоволн.

Энергия УКВ сильно поглощается землей (в общем случае пропорционально квадрату частоты), поэтому земная волна довольно быстро затухает.

Для УКВ несвойственно регулярное отражение от ионосферы, следовательно, связь рассчитывается на использование земной волны и волны, распространяющейся в свободном пространстве.

На первый взгляд дальность связи земными волнами на УКВ должна быть весьма небольшой. Однако следует учитывать, что с ростом частоты повышается эффективность антенных устройств, за счет чего компенсируются энергетические потери в земле.

Дальность связи земными волнами существенно зависит от длины волн. Наибольшая дальность достигается на метровых волнах (MB), особенно на волнах, примыкающих к KB диапазону.

Метровые волны не обладают свойством дифракции, т. е. свойством огибать неровности рельефа местности. Увеличению дальности связи на метровых волнах способствует явление тропосферной рефракции, т. е явление преломления в тропосфере. При нормальном состоянии тропосферы (при равномерном убывании температуры с высотой) луч, соединяющий корреспондирующие радиостанции, искривляется выпуклостью вверх, что и обеспечивает ведение связи на закрытых трассах. Коэффициент преломления тропосферы не остается постоянным во времени, что связано с вариациями метеорологических условий, а это приводит к замираниям сигналов, но в отличие от замираний на KB они очень медленные и неглубокие.

В диапазоне метровых волн нередко наблюдается дальнее распространение радиоволн, что обусловлено рядом причин.

Дальнее распространение может возникнуть при образовании спорадических ионизированных облаков (спорадического слоя Fs). Известно, что этот слой может появиться в любое время года и суток, однако для нашего полушария — преимущественно в конце весны и в начале лета в дневное время. Особенностью этих облаков является весьма высокая ионная концентрация, достаточная иногда для отражения волн всего УКВ диапазона. При этом зона расположения источников излучения относительно точек приема находится чаще всего на удалении 20002500 км, а иногда и ближе. Интенсивность сигналов, отраженных от слоя Fs, может быть очень большой даже при весьма небольших мощностях источников.

Другой причиной дальнего распространения метровых волн в годы максимума солнечной активности может быть регулярный слой F2. Это распространение проявляется в зимние месяцы в освещенное время точек отражения, т. е. тогда, когда поглощение энергии волн в нижних областях ионосферы минимально. Дальность связи при этом может достигать глобальных масштабов.

Наконец, дальнее распространение метровых волн может быть при осуществлении высотных ядерных взрывов. В этом случае кроме нижней области повышенной ионизации возникает верхняя область (на уровне слоя Fs).

Метровые волны проникают через нижнюю область, испытывая некоторое поглощение, отражаются от верхней и возвращаются на землю. Расстояния, перекрываемые при этом, лежат в пределах от 100 до 2500 км. Напряженность поля отраженных волн сильно зависит от частоты: наиболее низкие частоты претерпевают наибольшее поглощение в нижней области ионизации, а наиболее высокие испытывают неполное отражение от верхней области.

Граница раздела между KB и MB проходит на длине волны 10 м (30 МГц). Совершенно естественно, что свойства распространения радиоволн не могут изменяться скачком, т. е. должна существовать область или участок частот, который является переходным. Таким участком частотного диапазона является участок 2030 МГц. В годы минимума солнечной активности (а также в ночное время независимо от фазы активности) эти частоты практически непригодны для дальней связи ионосферными волнами, и их использование оказывается чрезвычайно ограниченным. В то же время при указанных условиях свойства распространения волн этого участка становятся весьма близкими к свойствам метровых волн. Не случайно этот участок часто применяется в интересах радиосвязи, ориентирующейся на метровые волны.

Возвращаясь к УКВ диапазону в целом, отметим, что он может использоваться одновременно очень большим числом радиостанций, тем более, что дальность взаимного мешания между ними, как правило, невелика.

Свойства распространения земных волн обеспечивают широкое применение ультракоротких волн для связи в низовой сети, в том числе между различного рода подвижными объектами.

Большое значение приобретают УКВ для связи в свободном пространстве, т. е. в зоне весьма низких энергетических потерь. Дальность связи между летательными аппаратами, оборудованными относительно маломощными радиостанциями, может достигать нескольких сот километров.

Способность УКВ проникать через ионосферу без существенных энергетических потерь сделала возможным осуществление космической радиосвязи на расстояния, измеряемые миллионами километров.

Свойства канала радиосвязи: во-первых, канал радиосвязи может обладать очень большим затуханием, достигающим нередко 140160 дБ. Мощность сигнала на входе приемной части канала часто измеряется величинами порядка 10-1010-14 Вт, в то время как для надежной работы аппаратуры, регистрирующей сигнал, требуется мощное достигающая иногда единиц ватт и более. Это значит, что приемная аппаратура канала должна иметь коэффициент усиления по меньшей мере 10101014 по мощности или 105107 по напряжению.

Во-вторых, затухание канала радиосвязи оказывается переменным в широких пределах. Напряженность поля электромагнитной волны в точке приема обратно пропорциональна квадрату длины пути, совершенного ею, поэтому изменение уровня канала на входе приемной части канала в реальном диапазоне необходимых дальностей связи достигает 100120 дБ. Это создает, свои трудности — трудности обеспечения постоянства выходного уровня сигнала, что необходимо для нормального функционирования регистрирующей аппаратуры.

Большие колебания затухания канала наблюдаются при ведении связи между подвижными объектами, если используются ультракороткие волны, распространение которых зависит от характера рельефа местности, в общем случае быстро меняющегося. Особенно неблагоприятными становятся условия ведения cвязи когда на пути движения встречаются объекты, отражающие волны, так как при этом имеет место прием нескольких интерферирующих между собой лучей, что приводит к замираниям сигнала. Наиболее тяжелые условия связи в этом смысле наблюдаются в гористой местности, в городах и крупных населенных пунктах.

В-третьих, затухание канала радиосвязи оказывается переменным в силу изменчивости параметров земной атмосферы, изменение наблюдается в большей степени в диапазоне коротких волн при ведении связи отраженными от ионосферы волнами. Прежде всего, в силу протекающих медленных суточных изменений степени ионизации отдельных областей атмосферы возникают суточные колебания уровня сигнала. Кроме того, прием радиоволн, отраженных от ионосферы, сопровождается частыми и довольно быстрыми замираниями сигналов, вызванными интерференцией лучей, пришедших в точку приема различными путями, протяженность которых изменяется в результате флюктуации ионосферы.

В-четвертых, канал радиосвязи, ограниченный только средой распространения радиоволн, является физически общим для всех существующих средств радиосвязи, радиовещания, радионавигации и т. д. Возможность одновременной передачи огромного количества сообщений по радио заложена в частотном различии сигналов, т. е. в различном положении сигналов на частотной оси. Однако если принять во внимание, что организованное использование частотного диапазона, особенно участков, для которых дальность распространения радиоволн практически не ограничена (KB), чрезвычайно затруднительно, а потребность в некоторых участках диапазона превышает их физическую емкость, то легко сделать вывод о возможности или даже неизбежности взаимных помех при передаче сообщений, приводящих к потере какой-то части информации.

Источниками помех, затрудняющих прием сигналов, являются также такие природные процессы, как грозовые разряды в атмосфере и радиоизлучения Солнца и Галактики. Кроме того, помехи создаются большим числом промышленных и бытовых электрических установок (имеются в виду электрический транспорт, различного рода электрические двигатели, электросварочные аппараты, световые рекламы, медицинское высокочастотное оборудование и т. д.).

Большинство помех природного и промышленного происхождения является широкополосными помехами, охватывающими практически весь частотный диапазон или значительную его часть.

Нельзя не принимать во внимание и искусственные или преднамеренные помехи, специально рассчитанные на срыв передачи сообщений. Относительная легкость осуществления преднамеренных помех обусловлена свободным доступом к среде распространения радиоволн.

Таким образом, сигнал, поступающий на вход приемной аппаратуры, может существенно отличаться от сигнала, действующего на выходе передающей аппаратуры.

Существование помех радиоприему, снижающих надежность радиосвязи, создает проблему совместимости электромагнитных полей, создаваемых различными источниками, или проблему электромагнитной совместимости (ЭМС). Проблема ЭМС в первую очередь затрагивает совместимость полей средств радиосвязи, так как взаимные помехи между радиостанциями занимают главенствующее положение. В настоящее время все вопросы, относящиеся к использованию каналов радиосвязи (технические или организационные), не могут решаться вне связи с решением проблемы ЭМС.

В-пятых, радиоканал вносит искажения в передаваемый сигнал за счет ограничения его спектра частот. К ограничению бесконечно широкого спектра сигнала, имеющего конечную длительность, прибегают во всех системах связи, поскольку основная энергия сигналов сосредоточена обычно в относительно узкой полосе, однако в системах радиосвязи необходимость максимального ограничения спектра вызывается недостаточной емкостью частотного диапазона и стремлением уменьшить вероятность попадания посторонних помех в полосу пропускания канала.

Итак, радиоканал (в отличие от проводного канала) характеризуется, с одной стороны, широким диапазоном медленных и быстрых изменений затухания, с другой — действием большого количества помех от внешних источников.

Свободный доступ к среде распространения радиоволн приводит к тому, что в каналах радиосвязи кроме собственных шумов почти всегда действуют помехи.

Атмосферные помехи вызываются грозовыми разрядами, возникающими как в непосредственной близости от пунктов приема, так и в удаленных районах. На коротких волнах даже в северных широтах обнаруживаются помехи от грозовых разрядов, происходящих в экваториальных зонах. Уровень помех от удаленных очагов определяется условиями распространения радиоволн на трассе. Спектральная плотность атмосферных помех максимальна в области звуковых частот и убывает с ростом частоты.

Шумы космического происхождения создают общий шумовой фон. Они обусловлены излучением Галактики и внегалактическим излучением. Наибольшая спектральная плотность этих шумов наблюдается в дециметровом и сантиметровом диапазонах и с ними приходится считаться, например, при обеспечении космической радиосвязи.

Промышленные помехи исходят от различных электрических установок, электрического транспорта, медицинских и бытовых приборов. Эти помехи наиболее ощутимы в крупных промышленных центрах. Уровень промышленных помех, как правило, убывает с ростом частоты.

Взаимные помехи между различными радиотехническими устройствами возникают в силу ограниченности частотных ресурсов и несовершенства организации их использования.

Это особенно относится к KB диапазону, так как его замечательные свойства привлекают огромное число потребителей. Взаимные помехи между радиостанциями стали основными в этом диапазоне. Они теперь превышают по уровню такие виды помех, как промышленные помехи, шумы космического происхождения и даже атмосферные помехи (за исключением случаев гроз в непосредственной близости от пунктов приема).

Высокая загрузка KB диапазона является лишь указанием на то, что в настоящее время нельзя рассчитывать на надежную KB радиосвязь без должной ее организации и без учета знаний закономерностей распределения уровней помех.

Эксперименты показывают, что при переходе от дня к ночи среднее значение уровней помех, особенно в нижней части KB диапазона, и их рассеяние увеличиваются. Однако при устойчивом состоянии ионосферы для интервалов времени, обычно не превышающих двух часов, рассматриваемый случайный процесс можно считать стационарным. Для полосы Fc=l,2 кГц значения х в среднем составляют 510 дБ днем и 1015 дБ ночью.

Таким образом, в KB диапазоне медленные флюктуации параметров сигналов и помех, обусловленные изменением поглощения, включением и выключением источников помех, локальными возмущениями ионосферы, в сочетании с быстрыми замираниями характеризуют KB радиоканал как канал с резко переменными параметрами.

Иная картина имеет место в УКВ диапазоне. Уже говорилось, что уровни сигналов при связи земной волной в этом диапазоне подвержены небольшим медленным замираниям в результате суточных изменений метеорологических условий, причем эти изменения наблюдаются на трассах, протяженность которых превышает 2040 км. Более глубокие замирания наблюдаются в условиях ведения связи между подвижными объектами, что объясняется, во-первых, изменениями условий распространения радиоволн в силу меняющегося рельефа местности и, во-вторых, отражением волн от местных предметов, приводящим к интерференционной картине поля в точках приема.

Что касается взаимных помех, то их характер и влияние на качество радиосвязи определяются степенью совершенства организации радиосвязи, поскольку зоны взаимного мешания для земных волн ограничены. При наличии нерегулярного отражения волн от областей ионосферы F2 и Fs и тем более при искусственной ионизации атмосферы картина помех может существенно усложниться.

Если оценка действия помех в KB диапазоне опирается на статистические исследования, позволившие найти законы распределения уровней помех по интересующим нас координатам (f, t) и соответствующие им числовые характеристики, то, оценивая действие помех в диапазоне УКВ, мы не можем сослаться на обширные статистические данные, потому что их трудно, а иногда и невозможно получить.

Критерием качества радиосвязи является степень точности воспроизведения первичных электрических сигналов на выходе радиоканала или, другими словами, достоверность этих сигналов.

Искажения радиосигналов могут возникать при их преобразовании (модуляции) и усилении в передатчике за счет физических свойств среды распространения радиоволн, в результате действия помех, при усилении в приемнике и, наконец, при обратном преобразовании (демодуляции). Наибольший вес среди названных причин, приводящих к искажению радиосигналов, имеют помехи. Качество радиосвязи в условиях действия помех находится в зависимости от видов используемых радиосигналов.

Один и тот же первичный электрический сигнал можно преобразовать в различные виды радиосигналов, поэтому существует некоторая возможность их выбора. Однако повышение качества радиосвязи в какой-то конкретной помеховой обстановке с соблюдением условия передачи радиосигналов со скоростью передачи поступающих первичных сигналов всегда связано с расходом такого ресурса, как полоса частот.

Повышение качества связи может достигаться применением специальной оконечной аппаратуры линии, например аппаратуры для передачи дискретных сигналов, в которой предусмотрено кодирование с избыточностью, используемой для обнаружения, запроса и исправления возникающих в канале передачи ошибок, но при этом качество собственно радиосвязи остается неизменным. Положительный эффект в этом случае достигается за счет задержки передачи сообщений, т. е. за счет временного ресурса.

Специфика различных видов радиосигналов приводит к необходимости введения частных критериев достоверности.

Для наиболее употребимых в радиосвязи дискретных сигналов (телеграфных или телекодовых) достоверность передачи оценивается вероятностью ошибочного приема элементов сигнала (импульсов, посылок), т. е. отношением числа искаженных элементов к общему числу переданных элементов: POm = Nиск / N.

Осуществить связь дискретными сигналами заданного качества или с заданной достоверностью значит выполнить условие: Рош < Pош доп Требования, предъявляемые к достоверности приема дискретных сигналов, вытекают из возможности логического восстановления ошибок, а также из значимости передаваемой по линии радиосвязи информации. Так, допустимая вероятность ошибок в приеме элементов телеграфных сигналов, передаваемых по обычным линиям радиосвязи, может достигать значений (35)· 10 -3, а в приеме элементов телекодовых сигналов автоматизированных систем управления — не превышающих (110) • 10-6.

Большинство современных KB радиоканалов не может обеспечить столь высокое качество передачи радиосигналов, поэтому функция исправления ошибок возлагается на оконечную аппаратуру с решающей обратной связью (РОС).

Несколько сложнее обстоит дело с оценкой достоверности приема непрерывных сигналов.

Для оценки степени соответствия принятого и переданного сигналов можно было бы воспользоваться таким критерием, как среднеквадратичная ошибка Критерием достоверности телефонных (речевых) сообщений служат артикуляционные потери A = Rиск / R,, где Rиск — количество неправильно принятых элементов речи; R — количество переданных элементов речи.

Элементами речи могут быть звуки, слоги, слова и фразы. Осуществить связь телефоном с заданным качеством значит удовлетворить условию:

А1, т.е. f m > F;.

Теоретически спектр ЧМ колебаний бесконечно широк. Практически, начиная с некоторых частот, амплитуды гармоник столь малы, что ими можно пренебречь. На этом основании ширина спектра ЧМ колебаний определяется как диапазон частот, расположенный симметрично относительно несущей, за пределами которого нет гармоник с амплитудами, превосходящими 0,01 U 0.

Приближенно ширина спектра определяется формулой Например, при девиации частоты f m = 5 кГц и наивысшей частоте спектра звукового сигнала F = 3,4 кГц, принятых для военной радиосвязи, ширина спектра ЧМ сигнала составит FC 2(5+3,4)=16,8 кГц.

При большом индексе частотной модуляции, когда m f >>1, формула (3.4.2.) принимает вид т. е. ширина спектра практически равна удвоенной девиации частоты.