Схема оборудования магистрали с четырьмя стволами (их число может быть больше) показана на рис.5.4. Здесь ПР1-ПРЗ - приемники 1-4 стволов, ПД1-ПД4 - соответственно передатчики. Частотные спектры отдельных стволов разделяются с помощью фильтров Ф в волноводах, связывающих аппаратуру с антеннами А через цепи связи ЦС.

На оконечных станциях ОС1 и ОС2 расположенных в пунктах М и N, АУ1 и АУ2 - аппаратура уплотнения в составе соответст­ венно передающего и приемного оборудования.

На станциях РРЛ имеется резервное оборудование, на кото­ рое переключается нагрузка (проходящие потоки сигналов) при неисправности какого либо из стволов. Кроме того, имеется ком­ плект аппаратуры служебной связи для дистанционного управле­ ния, автоматического контроля, разного рода сигнализации, опера­ тивных переговоров обслуживающего персонала и т.п.

5.3. Размещение станций

Расстояние между станциями зависит от высоты, на которой располагаются антенны. Для случая РРЛ, сооружаемой на ровной поверхности, расстояние можно определить из рис.5.5, где R -

средний радиус Земли (R = 6370 км), h, и h2 - высота располо­

жения антенн А, и А2 на мачтах или башнях. Предполагается, что прямая линия, изображающая траекторию волн и состоящая из отрезков ф и d2, почти касается земли.

Если антенны сблизить, то зазор между лучом и землей уве­ личится, если же разнести их на большее расстояние, то при той же высоте антенн волны проходить не смогут, как видно из рис. 3.5, а.

А

Рис.5.5

Применяя теорему Пифагора и учитывая, что высоты Л, и h2 малы в сравнении с радиусом земли R, нетрудно определить рас­ стояние D между антеннами А1 и А2, равное сумме d, + d2:

D = J l R { j h x +4h~2)

При этом 42R « 3500 км. С учетом небольшого огибания

волнами земной поверхности принимают

я * 4(V ^ + V A7)

Здесь D измеряется в километрах, hi и h2 - в метрах. Напри­ мер, при /?, = Л2 = 25 м получается D = 40 км. Значительное увели­ чение высоты башен резко увеличивает их стоимость, поэтому обычно D - 40...60 км.

Если между станциями РРЛ имеются возвышенности или го­ ры, на которых размещение станций почему-либо затруднительно, либо водные или иные преграды, то их можно обойти, применяя «пассивные ретрансляторы» - металлические отражатели волн в виде щитов площадью 30...40 м2 Примеры трасс с одним и двумя отражателями между станциями С1 и С2 представлены на рис.5.6.

Рис. 5.6

Увеличение расстояний между отдельными станциями РРЛ может в ряде случаев достигаться путем размещения их на высо­ ких сооружениях, а также на холмах и горных вершинах. В качест­ ве одного из путей увеличения расстояний, несколько десятилетий тому назад предлагалось применение аэростатных ретранслято­ ров: станция располагалась на высоте нескольких километров на аэростате. Электропитание аппаратуры подавалось по кабелю, совмещенному с тросом, на котором удерживался аэростат. Этот путь не получил практического развития. Фундаментальным реше­ нием проблемы связи в микроволновых диапазонах на любых рас­ стояниях стало применение спутниковых ретрансляторов.

5.4. Выбор и чередование частот в радиорелейной связи

Для РРЛ применяется главным образом диапазон СВЧ - сантиметровые волны. Как уже указывалось выше, для этого вида радиосвязи вполне применимы и диапазоны УВЧ и ОВЧ, однако первый из них на порядок, а второй - на два порядка уже, поэтому резко сокращается частотный ресурс. Напротив, применение бо­ лее коротких волн позволило бы занять более широкие полосы частот и соответственно увеличить пропускную способность РРЛ; это позволило бы также уменьшить размеры и стоимость антенн при сохранении острой направленности их действия. Но на волнах короче 5 см усиливается поглощение волн в атмосфере, особенно при осадках. Поэтому линии значительной протяженности работа­ ют чаще всего в диапазоне СВЧ; в частности широко используются полосы частот, средние частоты которых - 4 и 6 ГГц.

	—										г
I	1А	2А ЗА 4А 5А	6А 7А 8А		1Б 2Б	ЗБ	4Б	5Б	6Б 7Б	8Б	1
I											1
1											1
1											1
1	1	1	1	I	1	1	1	1	_1—		1
—L											Lj------ >
/„„„				/г/'						JMIIKC ./

Рис. 5.7

Для каждой РРЛ выделяется полоса частот, от ширины кото­ рой зависит пропускная способность линии. Так, например, суще­ ствуют системы, для которых в диапазоне 6 ГГц отведена полоса частот шириной в 500 МГц; в этой полосе образуются 16 каналов: в одном направлении восемь и восемь в противоположном, т. е. действуют восемь стволов. Схема распределения частот между каналами для этого примера показана на рис.5.7

Одно из важных свойств антенн СВЧ, соединяемых с радио­ аппаратурой посредством волноводов с прямоугольным попереч­ ным сечением, состоит в способности излучать и принимать волны с определенной поляризацией: если волновод, связанный с при­ емной антенной, пропускает волны, которые во внешнем про­ странстве имеют вертикальную поляризацию, то волны с горизон­ тальной поляризацией через этот волновод не пройдут; аналогич­ но волновод, пропускающий волны с горизонтальной поляризацией, не пропустит к приемнику вертикально поляризо­ ванные волны. Соответственно и волны от радиопередатчика из­ лучаются через антенну с поляризацией, зависящей от той, с кото­ рой они подводятся к антенне через волновод.

Волны можно подводить к антенне по двум волноводам с взаимно перпендикулярной поляризацией. Волны от передатчи­ ка, питающего один волновод, при этом излучаются с горизонталь­ ной поляризацией, а от второго передатчика - с вертикальной. При приеме соответственно горизонтально поляризованные волны на­ правляются в один волновод, а вертикально поляризованные - в другой. Для уменьшения взаимных помех между соседними по частоте каналами рекомендуется чередовать поляризацию волн каналов. Например, при распределении каналов по схеме рис.5.7 целесообразно чтобы в полосах частот 1А, ЗА, 5А, 7А, 2Б, 4Б, 6Б и 8Б волны имели горизонтальную поляризацию, а в полосах 2А, 4А, 6А, 8А, 1Б, ЗБ, 5Б и 7Б - вертикальную (или наоборот). В этом слу­ чае, например, сигнал ствола 5А не будет подвергаться помехам со стороны соседних отводов 4А и 6А не только потому, что их средние частоты сильно отличаются (примерно на 30 МГц в диапа­ зоне 6 ГГц), но и потому, что их волны не пройдут в волновод ствола 5А.

Выше уже упоминалось в составе ресурса многоканальных систем радиосвязи разделение каналов по частоте, пространству

ивремени. Возможность разделения сигналов по поляризации

вустройствах СВЧ также расширяет этот ресурс.

Для избежания мешающего воздействия передатчиков на приемники той же станции применяется по возможности большое взаимное разнесение частот передачи и приема каждого ствола

Если, например, в полосе 1А ведется прием, то передачу сигналов того же ствола осуществляют в полосе 1Б; для приема и передачи во втором стволе используют полосы 2А и 2Б и т.д.

ОС1	ПС1 ПС2 ПСЗ ПС4 ОС2

8Б
8А	X	X	X
7Б
7А	X	X	х
6Б
6А	X	X	X
5Б		___
5А	X	X	X
4Б
4А	X	X	х
ЗБ
ЗА	X	X	X
2Б
2А	X	X	X
1Б
1А	X	X	X

Рис. 5.8

			8Б
X	Ч	_ 1	8А
			7Б
X			7А
			6Б
X			6А
			5Б

X5А

4Б

X			4А
			ЗБ
X			ЗА
			2Б
X			2А
			1Б
X	-	о	1А

На промежуточных станциях РРЛ частоты целесообразно чередовать в соответствии с рис.5.8. Если со стороны ОС1 пере­ дача в стволе 1 ИАет в полосе 1А, то сигналы, принятые в этой по­ лосе на промежуточной станции ПС1 передаются в направлении станции ПС2 в полосе 1Б. Со станции ПС2 к станции ПСЗ они

139

опять передаются в полосе 1А и т.д. Следовательно, частоты приема и передачи чередуются как на схеме рис.5.3. На каждой станции в каждой полосе работают либо только приемники, либо только передатчики и притом в противоположных направлениях.

Возможность разделения волн по поляризации позволяет использовать единую антенну, как для приема, так и для передачи. В таких РРЛ на каждой промежуточной станция имеются только две антенны: по одной для каждого направления. Такое упрощение на практике делается только при небольшом количестве стволов, позволяющем увеличить разнос частот между ними. Пример стан­ ции с четырьмя стволами и двумя антеннами А1 и А2 приведен на рис.5.9.

		Ф	Ф
		ПР1	ПД1-
А 1	цс	ПР2	пдгЫЖ" цс	А 2
		ПРЗ	пдз-
горнз.		ПР4	ПД4 ■	горнз

верт.	Ж К п д Г ПР1	верт.
ЦС	ПД2| n P 2 H W T *~" цс
	пдз ПРЗ
	ПД4 ПР4

Рис. 5.9