Глава 6

РАДИОВЕЩАНИЕ НА ДЛИННЫХ, СРЕДНИХ И КОРОТКИХ ВОЛНАХ

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

О РАДИОВЕЩАНИИ НА ДВ И СВ

 

Характеристика диапазона ДВ и СВ. Диапазоны ДВ и СВ характеризуются сильными атмосферными и промышленными помехами (см. рис. 39). В дневное время область приема в ДВ и СВ диапазонах ограничивается условиями распространения земной волны, так как пространственные волны испытывают сильное поглощение в слое D. Степень поглощения увеличивается в сторону более коротких волн ДВ и СВ диапазонов. В ночные часы затухание пространственных волн резко уменьшается и радиоволны распространяются и как земные, и как пространственные.

В связи с непрерывными флуктуационными изменениями электронной концентрации меняется высота отражения волн и, следовательно, разность фаз между земной и пространственной волнами. В результате интерференции наблюдаются колебания напряженности результирующего поля (фединги), и искажения, вызванные замираниями, имеющими частотно-селективный характер. Замирания и искажения наиболее заметны на волнах, приближающихся к нижней границе СВ диапазона, и менее заметны на волнах ДВ диапазона.

Различают следующие области:

1.  На близких расстояниях от РВС даже ночью напряженность поля земной волны значительно превышает поле пространственной. В этом случае напряженность поля не зависит от времени суток. Эту область называют областью уверенного приема.

2.  На значительных расстояниях от РВС в дневное время возможен качественный прием земных волн. В ночные часы результирующее поле представляет собой результат сложения земной и пространственной волн. Эту область называют областью ближних замираний.

3.       На больших расстояниях от РВС в дневное время напряженность земной волны столь мала, что прием сигналов практически отсутствует. В ночные часы начинают проходить пространственные волны и напряженность поля может достигать больших значений. В этой области (область дальних замираний) наблюдаются замирания, вызванные многолучевым распространением радиоволн.

Для борьбы с замираниями в ближней зоне на передающей стороне применяют направленные (антифединговые) антенны, диаграмма направленности которых обеспечивает малое излучение под большими углами к горизонту, вследствие чего уменьшается интенсивность пространственной волны. На I Женевской Региональной конференции по радиовещанию было решено применять антенны с коэффициентом направленности до 20 дБ в горизонтальной плоскости (относится, главным образом, к земной волне) и до 15 дБ в вертикальной плоскости (относится, главным образом, к пространственной волне) [116]. На приемной стороне применяется система автоматической регулировки усиления (АРУ).

На Женевской Региональной конференции по радиовещанию [116, 117] для зоны А, в которую входит СССР (рис. 44), для частоты несущей 1 МГц принято минимальное значение напряженности поля Е_мин = 60 дБ/мкВ/м (1 мВ/м). Минимальное значение напряженности поля для других несущих частот в ДВ и СВ диапазонах определяется по рис. 45. Например, на частоте 0,2 МГц Е_мин = 60 + 12 = 72 дБ/мкВ/м, на частоте 1,5 МГц Е_мин = 60 - 3 = 57 дБ/мкВ/м.

 

 

Рис. 45. Кривая поправок к определению Е_мин.

 

Для упрощения планирования можно принять единые значения номинально используемой напряженности поля Е_ном для зоны А в диапазоне СВ при использовании земной волны в следующих трех случаях: 1) в дневное время, когда имеются помехи от земной волны других передатчиков, Е_ном = 53 дБ/мкВ/м; 2) в ночное время, если зона не ограничивается появлением замираний из-за пространственной волны того же передатчика, для сельской местности Е_ном = 71 дБ/мкВ/м, для городов Е_ном = 77 дБ/мкВ/м. Если мощность передатчика велика, то зона, обслуживаемая земной волной, ограничивается вследствие замираний, обусловленных пространственной волной этого же передатчика, тогда величину Е_ном можно взять больше. Однако Е_ном не может быть выше напряженности поля земной волны на границе зоны замирания. Зону замираний можно определить защитным отношением между земной и пространственной волнами, которое равно 8 дБ; 3) от передатчиков малой мощности (Р ≤ 1 кВт), работающих в специальных каналах, Е_ном = 88 дБ/мкВ/м. При этом результирующая напряженность поля сети маломощных передатчиков на границе территории любой другой страны не должна превышать 54 дБ/мкВ/м (0,5 мВ/м). В диапазонах длинных волн Е_ном = 77 дБ/мкВ/м. Выработаны соглашения относительно защитных отношений при работе радиовещательных станций в совмещенных частотных каналах [9]: для стабильного полезного сигнала в присутствии стабильного или флуктуирующего мешающего сигнала А = 30 дБ; для флуктуирующего полезного сигнала в присутствии стабильного или флуктуирующего мешающего сигнала А = 27 дБ.

Согласно нормам на допустимые отклонения частоты длинноволновых и средневолновых передатчиков суточный уход несущей частоты не превышает ±10 Гц [81]. При увеличении расхождения между частотами защитные отношения возрастают. Для больших значений расхождения несущих частот величина защитного отношения А определяется суммированием А при ∆f ≤ 50 Гц и поправки ∆А, определенной из рис. 46.

 

 

Рис. 46. Кривая поправок к определению коэффициента защитного отношения.

 

Увеличение защитного отношения вызывает уменьшение зоны хорошего приема или приводит к необходимости увеличения расстояния между радиовещательными станциями. В обоих случаях количество требуемых частотных каналов возрастает. Необходимость использования больших значений защитного отношения при работе РВС в совмещенных частотных каналах объясняется тем, что взаимные помехи в паузах передачи очень велики.

Защитное отношение в смежном канале зависит от величины разноса несущих частот и характера предварительной обработки низкочастотного сигнала. Рассмотрим несколько примеров, когда защитное отношение имеет различную величину.

1)  А = 9 дБ, когда на вход передатчика подается модулирующий сигнал с ограниченной степенью компрессии (соответствует компрессии при высококачественных передачах) и ширина полосы модулирующего сигнала по низкой частоте составляет 10 кГц.

2)  А = 7 дБ, когда при помощи автоматического устройства обеспечивается большая степень компрессии модулирующего сигнала (по крайней мере на 10 дБ больше, чем в предыдущем случае) и ширина полосы модулирующего сигнала по низкой частоте составляет 10 кГц.

3)  А = 5 дБ, когда используются ограниченная степень компрессии модулирующего сигнала и ширина полосы модулирующего сигнала по низкой частоте 4,5 кГц.

4)  А = 0 дБ, когда при помощи автоматического устройства обеспечиваются большая степень компрессии модулирующего сигнала и ширина полосы модулирующего сигнала по низкой частоте 4,5 кГц.

Следует отметить, что вышеприведенные значения справедливы только в том случае, когда полезный и мешающий сигналы подвергаются одинаковой компрессии.