Для зручного розглядання відмінностей в властивостях розповсюдження р/хвиль, діапазон частот поділений на ділянки.

Методичні вказівки: Показати кадр №9 діафільму (намалювати Мал.9. на дошці).

Р/станції, які вивчаються по ВУС-121202, працюють в діапазоні гектаметрових, декаметрових, метрових хвиль, тому розглянемо особливості організації р/зв’язку на цих хвилях.

Гектаметрові хвилі (СХ) можуть розповсюджуватись поверхневими та просторовими променями. Напруженість поля р/хвилі, яка розповсюджується вздовж земної поверхні, в значній степені визначаються електричними властивостями верхніх шарів грунту, рельєфом місцевості, рослинним покровом, глибиною снігового покрову, одне і теж середовище для різних ділянок р/хвиль може мати різні властивості. Вологий грунт для частоти 0.3 МГц —напівпровідником, а для частоти більш 30 МГц —діелектриком. Чим нижче частота (довша хвиля) тим більша дальність зв’язку поверхневим променем. Для гектаметрових хвиль дальність зв’язку поверхневим променем в залежності від потужності передатчика складає 500..1500 км.

Хвилі, які досягають іоносфери, інтенсивно поглинаються шаром D, коли він існує, але добре відбивається шаром Е. Тому дальність зв’язку на СХ просторовим променем в денний час літом обмежене. В ніч літом і в більшій частині доби зимою дальність зв’язку іоносферної хвилі різко збільшується.

Декаметрові хвилі (КХ). Займають окреме становище. Вони можуть поширюватись і як земні так і просторові. Земні хвилі при відносно невеликих потужностях передатчиків, властивих мобільним р/станціям, поширюються на відстані, не перебільшуючи декілька десятків кілометрів.

Іоносферні хвилі за рахунок однократного або багатократного відбиття від іоносфери при сприйнятливих умовах можуть поширюватись на будь-які великі віддалі. Їх основні властивості заключаються в тому , що вони погано поглинаються нижніми шарами іоносфери (D і Е) і добре відбиваються її верхніми шарами (головним чином шаром F2), який знаходиться на висоті 250..400 км над землею.

Частотна вмістимість (КХ) діапазону значно більше, ніж СХ діапазону що забезпечує можливість одночасної роботи великої кількості р/станції.

Суттєве зниження якості КХ р/зв’язку іоносферними хвилями зобов’язана замеранням сигналів, виникаючих в силу непостійності структури відбиваючих шарів іоносфери ,її постійного збудження і багатопроменевого поширення хвиль. Природа замирання в основному зводиться до інтерференції декількох променів, які приходять до місця прийому , фаза яких в наслідок зміни стану іоносфери неперервно змінюється .

Рівень сигналу в точці прийому в результаті замирання може змінюватися в широких межах—від десятка і навіть сотні разів.

При організації р/зв’язку на гектаметрових хвилях необхідно врахувати наявність так званої зони мовчання, тобто зони довкола передатчика, куди не доходить земний промінь , а просторовий промінь в цю зону не повертається.

Рис.10. Утворення зони мовчання.

Метрові хвилі (МХ). Поширюються переважно земною хвилею, яка при цьому сильно поглинається землею. Дальність зв’язку між р/станціями , працюючими метровими хвилями в залежності від їх потужності і типу антен досягає від декількох сот метрів до 50 км. На перший погляд дальність зв’язку земними хвилями в метровому діапазоні повинна бути невеликою. Але слід врахувати , що з збільшенням частоти збільшується ефективність антенних пристроїв за рахунок чого компенсуються енергетичні втрати в землі. Метрові, хвилі особливо належні до КХ діапазону мають властивість дифракції . Крім того збільшення дальності на метрових хвилях впливає явище тропосферної рефракції, тобто явище заломлення в тропосфері. При нормальному стану тропосфери (при рівномірному зменшенні температури з висотою)промінь, з’єднуючий р/станції, не викривляється опуклістю верх, що і забезпечує ведення зв’язку на закритих терасах. Коефіцієнт заломлення тропосфери не залишається сталим в часі , що призводить до замирання сигналу на відміну від замирання на КХ, вони дуже повільні і неглибокі.

Границя розділу між КХ і МХ проходить на довжині хвилі 10 м (30 МГц).Властивості поширення р/хвиль не можуть змінюватись скачками, існує перехідна ділянка. Такою ділянкою частотного діапазону є участок 20..30 МГц. В роки мінімуму сонячної активності (а також в нічний час незалежно від фази активності) ці частоти практично непридатні для далекого зв’язку іоносферними хвилями. В той ж час при вказаних умовах поширення хвиль цього участку стає досить близькими до властивостей метрових хвиль.

Діапазон метрових хвиль містить велику частотну ємність, ніж діапазон КХ, дальність взаємної завади між р/станціями не велика, тому р/станції цього діапазону широко використовуються в низових ланках управління.

Властивості метрових хвиль проникати через іоносферу без суттєвих енергетичних втрат зробила можливим здійснення космічного р/зв’язку на відстані до кількох мільйонів кілометрів.

3.Вплив ядерних вибухів на поширення р/хвиль

При поширені р/хвиль в широкому діапазоні частот сильний вплив чинить висотний ядерний вибух (ВЯВ). ВЯВ відбувається на висоті 30 км.

В результаті цього вибуху під дією утворених гамма променів початкового і остаточного ядерного випромінення виникає велика кількість вільних електронів.

Так, при вибуху заряду в 1 МгТ виникають до 10 електронів, число спів вимірювальне з числом електронів в усій атмосфері, які оточують землю в звичайних умовах.

Частина електронів, яка утворилась при вибуху, захоплюється магнітним полем Землі, які розповсюджуються вздовж силового магнітного поля, утворює штучний радіальний пояс, захоплюючий весь земний шар і існує 15..20 діб після вибуху.

Друга частина електронів, яка залишилась в районі вибуху і захоплена магнітним полем Землі, утворює декілька іонізованих областей.

В цих областях , з одного боку , енергія р/хвиль сильно поглинається, а з другого боку створюються всі умови відбиття р/хвиль навіть дуже високих частот.

Найбільша по розмірах область іонізації утворюється на висотах D (50..70 км).

З плином часу після вибуху розміри електронної хмари збільшуються і густина іонізації падає.

В день вибуху і днів ні години наступних 2..4 днів на великій території (до 2..3 тисяч км від епіцентру вибуху ) спостерігається високий рівень іонізації в області шару Е.

Найбільшому впливу висотних ядерних вибухів схильний р/зв’язок на декаметрових (коротких) хвилях (3..30 МГц ; 10..100 м).

Різке погіршення р/зв’язку на середніх хвилях обумовлене сильним поглинанням в нижньому шару іоносфери (шар D), електронна концентрація якого збільшується.

Умови роботи р/станції на метрову (1..10 м ; 30..300 МГц) діапазону в перший момент після вибуху покращуються і практично дальність зв’язку на деякий час може бути збільшена в 1.5..2 рази.

При організації р/зв’язку необхідно враховувати вплив ядерного вибуху на р/зв’язок і шукати нові способи забезпечення надійного р/зв’язку.

4. Класифікація антен прийомно передаючих станцій, порівняльні характеристики антен вивчає мої техніки р/зв’язку по основним показникам

(діаграма направленості, коефіцієнт направленої дії, коефіцієнт підсилення)

Антеною називається пристрій , який перетворює енергію струмів високої частоти в енергію електромагнітних хвиль в енергію струмів високої частоти при прийомі.

Антени військових р/станцій можна класифікувати по :

1.Призначення (передавальні , приймальні, приймальнопередавальні).

2.Діапазону (діапазонні, недіапазонні).

3.Направленої дії (направленні, ненаправленні).

4.Способи живлення (симетричні і несиметричні).

У навчальній техніці зв’язку застосовуються в основному наступні антени : Методичні вказівки: Показати названі антени на матеріальній частині або стенді “Антенне поле р/станції Р-140 (Р-137)”

— антенний штир = 1.5 м; 3 м ; 2.7 м ; 4 м ; 10 м ;

— антена бігучої хвилі (однопровідна бігуча) АБХ—40 м ;

— симетричний диполь (вібратор) ;

— Т—подібна антена ;

— У—подібна антена ;

— —подібна антена ;

— АЗВ— антена зенітного випроміння ;

—ФАП—феритова антена приймальна ;

Всі ці типи антен характеризується основними параметрами :

—діаграмою направленості ;

—коефіцієнтом направленої дії ;

— коефіцієнт підсилення ;

Крім цих основних параметрів антени характеризуються :

— опором випромінювання антен ;

— ККД ;

— діючою висотою антени ;

— частотною характеристикою антени ;

— вхідним опором ;

а) Діаграмою направленості називають залежність напруги яку створює антена на досить великій відстані від кутів спостерігання в просторі.

Діаграма направленості антени в полярній системі координат являє собою об’єм, накреслений радіус—вектором.

В практиці застосовують графічне зображення цього об’єму в горизонтальній і вертикальній площинах.

Антена має властивість зворотності, в наслідок чого діаграма направленості для випромінення і прийому однакові.

По формі діаграми направленості антени можна ділити на ненаправлені кругового випромінення і направлені випромінюючі переважно в одному визначеному напрямку .

Всі передавальні антени можна звести до трьох видів : несиметричні вібратори (штир , Т подібна), симетричні вібратори , антени біжучої хвилі (однопровідна бігуча, образна і У—подібна). Розглянемо діаграми направленості штирьової антени, симетричного диполя і У—подібної антени.

Тип антени	Зовнішній вигляд	Діаграма направленості	Найменув. макс.випро- мінювання в вертикаль ній площині (град)	Приблизна дальність зв’язку (км)
Горизонтальна площина	Вертикальна площина
АШ-4 АШ-10				Вздовж землі	До 100
Д-2х11 Д-2х13 Д-2х40				90 90…45	Більше 100
V-2х46				20 40…20	Більше 700
λ-2х46				Вздовж землі (10..12 по і .в.)	Більше 700

Рис .11. Діаграма направленості різних антен.

б) Коефіцієнт підсилення (К) антени.

Коефіцієнтом підсилення антени називають число, яке показує у скільки разів треба збільшити підведену потужність при переході від направленої антени і ненаправленої для того , щоб зберегти незмінну напругу в місці прийому.

Коефіцієнт підсилення антени завжди менше коефіцієнта направленої дії.

Коефіцієнтом підсилення дозволяє (оцінити) ефективність випромінення і прийому антени. Застосовуючи антени з більшим коефіцієнтом, можна отримати великі дальності зв’язку при малих потужностях передавачів або меншій чутливості приймачів.

5. Будова антен і правило їх вибору в залежності від частот і відстані до кореспондента—15 хв.

На мобільних КХ і УКХ р/станціях застосовують різні типи антен. Ці антени повинні бути легкими, малогабаритними, надійними, достатньо ефективними, час для їхнього розгортання (згортання) повинно бути по можливості короткими.

Штирьові антени виготовляються із дюралевих трубок, які з’єднуючись між собою забезпечують необхідну висоту антени.

Симетричні диполі, V—подібні антени виготовляються з міцного мідяного канатика, підвищуються на спеціальні розбірні мачти, з передавачем (приймачем) з’єднуються за допомогою фідера.

Фідер призначений для ефективної передачі енергії змінного струму із передавача в антену або із антени в р/приймач.

В передавальних антенах фідер являє собою два мідних провідника, паралельних один до одного. В приймальних антенах роль фідера виконує коаксіальний кабель. Методичні вказівки: Показати на стенді : “Антенне поле р/станції Р-140 (Р-173)”, антени і фідера.

Т—подібна антена перетворюється із симетричного диполя шляхом підключення двох провідників фідера до несиметричного виходу передавача.

Ефективність випромінювання (прийому) антен залежить від співвідношення між довжиною антени (l_u) і довжиною хвилі (λ). В кращому випадку довжина штирьової антени і довжина “плеча” диполя повинна бути рівна λ/4

Наприклад для частоти 20 МГц λ=300/20=15 м; l=15/4=4 м;

Для правильного вибору антени необхідно запам’ятати :

1. Вертикаль поляризовані хвилі послаблюються земною поверхнею менше ніж горизонтально поляризовані. Через цю причину на мобільних р/станціях використовуються вертикальні антени типів АШ—1.5, АШ—2.7, АШ—4, АШ— 10; телескопічні і Т —подібні антени.

2. Послаблення р/хвиль залежить від частоти : чим більша частота тим більше поглинаються р/хвилі, тим менше дальність зв’язку.

3. Чим більша провідність грунту, тим менше втрат тим більшу дальність зв’язку можна забезпечити.

Силові лінії електромагнітного поля у несиметричного вібратора замикаються через поверхність землі. При поганій провідності землі застосовують противагу— це система провідників, з’єднаних до корпуса р/станції і ізольованих від землі.

Вибір антен в залежності від частоти і віддалі до кореспондента розглянемо на прикладі передавальних антен р/станції Р-140М.

Методичні вказівки: Видати студентам таблицю основних характеристик антен р/станції Р-140М, дати характеристику кожній антені. Показати на стенді : “Антенне поле р/станції Р-140 (Р-173)”.