100 лет радио - Мигулина В.В.
ISBN 5-256-01228-2
Скачать (прямая ссылка):
106
А.Е.Резников, В.В.Копейкин
Переход на другие типы сигналов, отличных от квазимонохроматических, стал возможным в последнее время благодаря развитию вычислительной техники. В ряде современных радиоприемных устройств фильтрацию сигналов осуществляют микропроцессоры, которые способны реализовать оптимальный фильтр для произвольного сигнала. В этих условиях теряются преимущества квазимонохроматических сигналов, оптимальным фильтром для которых является колебательный контур, реализованный тем или иным способом.
Теперь употребительным становится другой класс сигналов, которые в последнее время принято называть сигналами без несущей, несинусоидальными или секвентными. Обычно под секвентны-ми сигналами понимается последовательность импульсов одинаковой формы, но различного знака. Чередование знаков задает код последовательности, или секвентную несущую.
Структура секвентных сигналов как нельзя лучше приспособлена для цифровых систем связи. Передатчик такой системы работает в нелинейном режиме, что значительно снижает его стоимость, массу, габариты и увеличивает КПД. Фактически он представляет собой источник питания, который непосредственно связан с излучателем через ключевой элемент.
На приемной стороне оптимальный фильтр для секвентных сигналов реализуется проще, поскольку в корреляторе операция умножения заменяется операцией сложения. Это также приводит к уменьшению стоимости, габаритов и массы приемного устройства.
Выбирая кодовую последовательность секвентного сигнала, можно достаточно произвольно распределять энергию по спектру. Естественно, полоса сигнала при этом не должна превышать физическую полосу пропускания радиоканала.
При спектральной плотности сигнала ниже уровня естественных шумов секвентная линия связи становится не пеленгуемой обычными радиотехническими средствами. Более того, ее невозможно запеленговать даже специальным приемником, предназначенным для работы именно в этой системе связи, если не известен код секвентной несущей. Его нельзя найти и панорамным обзором частот, как в обычных радиосистемах, поскольку невозможно перебрать все кодовые комбинации. Это указывает на два аспекта практического применения немонохроматических линий связи.
Во-первых, они позволяют уплотнять сильно перегруженный диапазон радиоволн, практически не мешая обычным радиосистемам и не испытывая помех от них до тех пор, пока суммарная спектральная плотность сигналов от секвентных систем не превысит плотность естественных шумов.
Во-вторых, секвентные линии связи могут обеспечить скрытность передачи информации. Здесь есть существенное отличие от аналогичных квазигармонических связанных систем. Сигнал таких
Распространение радиоволн
107
систем пеленгуется, и задача радиоперехвата заключается в дешифровке сообщения. В секвентной же линии так вопрос вообще не стоит, поскольку нет объекта дешифровки.
В отличие от обычных радиосигналов секвентные имеют значительно большую спектральную полосу. В реальных средах, обладающих частотной дисперсией, наблюдаются значительные дисперсионные искажения секвентных сигналов, зависящие от полосы, от дисперсионных свойств среды и от диапазонов радиоволн. Максимальные искажения наблюдаются в диапазоне коротких волн, минимальные — в диапазоне ультракоротких.
При разработке систем связи на основе секвентных сигналов необходимо либо сужать полосу, чтобы уменьшить дисперсионные искажения, либо вводить в приемное устройство специальную коррекцию, учитывающую эти искажения. Развитие секвентных систем в настоящее время тесно связано с развитием методов расчета распространения широкополосных радиосигналов. В будущем, вероятно, секвентные системы не вытеснят обычные квазимонохроматические, но займут достойное место в технических средствах связи.
Особенности распространения радиоволн различных диапазонов позволяют применять их в зависимости от решаемых задач в разнообразных приложениях.
Диапазон сверхнизкочастотных (СНЧ) волн (3...3000 Гц) был освоен для практической деятельности в последние 25 — 30 лет. В первую очередь это связано с развитием средств связи для подводных лодок, глубины погружения которых возросли за последние 50 — 60 лет с нескольких десятков до нескольких сотен метров. Сравнительно невысокая информативность СНЧ радиоканала, сложность и дороговизна приемной аппаратуры компенсируются большой глубиной проникновения этих волн в материальные среды, глобальностью их распространения благодаря гидрирующим свойствам нижней ионосферы и сравнительно высокой устойчивостью к воздействию внешних факторов, так как характерные размеры ионосферных и атмосферных неоднородностей частот меньше длины волны. Глобальные естественные помехи в этом диапазоне частот также отличаются сравнительно высокой стабильностью и предсказуемостью.
Сверхдлинноволновые (СДВ) системы радиосвязи, использующие диапазон частот 3...300 кГц, интенсивно начали развиваться со времен второй мировой войны и используются как для определения координат многих подвижных объектов (кораблей, самолетов) с точностью до нескольких сотен метров (километров), так и для связи с подводными лодками на глубинах погружения в десятки метров и наземными командными пунктами. Система радионавигации в этом диапазоне частот на глобальном уровне функционирует почти пятьдесят лет. Системы связи в СДВ диапазоне
