Радиосвязь

При радиосвязи передача сообщений осуществляется посредством электромагнитных сигналов (электромагнитных волн) через пространство.

Фактически с момента изобретения в 1895 г. технического средства беспроводной передачи информации – радио – оно стало предметом спора между Россией и остальным миром о принадлежности изобретения А.С. Попову или Г. Маркони. Важно иное – оба изобретателя сделали многое для его распространения во всем мире. В начале своего пути радиосвязь была, прежде всего, конкурентом проводного телеграфа, обеспечивая связь с подвижными объектами (в первую очередь, с кораблями). Радиотелеграф, начиная с 1910-х гг., стал одним из важнейших средств связи. Дальнейшее совершенствование аппаратуры радиосвязи, изобретение электровакуумных, а затем полупроводниковых, выпрямительных и усилительных приборов, создало возможность беспроводной передачи на большие расстояния человеческого голоса, звука и иной информации. В 20-е гг. ХХ в. радио разделилось на две самостоятельные ветви: радиосвязь и радиовещание. Эти ветви развивались параллельно, заимствовали лучшее друг у друга. Процесс развития радио продолжается и сегодня. Передача дискретных сигналов, передача речи, передача неподвижных изображений, передача видеосигналов по радиосвязи – реальность нашего времени.

Принцип радиосвязи заключается в следующем:

1. Источник электромагнитного излучения (передатчик) возбуждает в пространстве (даже в вакууме) электромагнитную волну определенной частоты, распространяющуюся во всех направлениях.

2. Еслина ее пути встречаетсязаземленный проводник (приемник), то в нем индуцируется электрический ток той же частоты.

Если между «принимающим» проводником и землей включить резонансный контур (индуктивность L и емкость C определенных значений), это существенно увеличит индуцируемый ток.

3. Если в передатчикепередаваемая электромагнитная волна подвергается каким-либо изменениям (по частоте, амплитуде, фазе и т. д.), то в приемнике (в заземленном проводнике) происходят аналогичные изменения электрического тока. Их можно выделить и таким образом получить посылаемое сообщение.

Первым источником электромагнитного излучения для передачи послужил искровой электрический разряд. Поэтому первые радиопередатчики назывались «искровыми». Мощность такого разряда могла достигать сотен ватт при длинах волн до нескольких тысяч метров, дальность связи – сотни километров.

По мере того как радиофизика более точно постигала законы распространения волн в пространстве, а техника создавала более совершенные устройства, радиосвязь осваивала все новые и новые диапазоны радиоволн. В настоящее время диапазон используемых длин волн от 100 километров (сверхдлинноволновая радиосвязь с объектами, находящимися под водой) до долей миллиметра (ультракоротковолновая радиосвязь с объектами, находящимися в космическом пространстве) (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Деление радиоволн на диапазоны

Номер диапазона	Диапазон частот	Наименование частот	Диапазон длины волны	Наименование волн
в метрической системе	традиционное
	3–30 кГц	ОНЧ – очень низкие	100–10 км	Мириаметровые	СДВ – сверхдлинные
	30–300 кГц	НЧ–низкие	10–1 км	Километровые	ДВ–длинные
	300–3000 кГц	СЧ–средние	1–0,1 км	Гектометровые	СВ–средние
	3–30 МГц	ВЧ–высокие	100–10 м	Декаметровые	КВ–короткие
	30–300 МГц	ОВЧ – очень высокие	10–1 м	Метровые	УКВ – ультракороткие
	300–3000 МГц	УВЧ – ультравысокие	100–10 см	Дециметровые
	3–30 ГГц	СВЧ – сверхвысокие	10–1 см	Сантиметровые
	30–300 ГГц	КВЧ – крайневысокие	10–1 мм	Миллиметровые
	300–3000 ГГц	ГВЧ – гипервысокие	1–0,1 мм	Субмиллиметровые

Радиоволны диапазонов НЧ, СЧ, ВЧ, ОВЧ и УВЧ широко применяются для передачи и приема информации, обнаружения и установления координат различных объектов (радиолокации), управления на расстоянии механизмами и устройствами (телеуправления), определения направления на излучающую станцию и местоположения кораблей и самолетов (радионавигации), определения места работы радиостанций (радиопеленгации).

Для организации радиосвязи ОВД используются диапазоны КВ и УКВ (при этом преимущественно диапазоны ОВЧ и УВЧ).

Особенности распространения радиоволн в значительной мере зависят от их длины. На большом удалении от земли атмосфера неоднородна и имеет незначительную плотность. На высотах от 60…80 до 400…600 км расположена ионосфера, которая представляет собой ионизированный слой атмосферы. Под ионизацией понимается образование положительно заряженных ионов и отрицательно заряженных электронов. Интенсивность ионизации ионосферы зависит от времени суток, сезона года и цикличности солнечной активности. В зависимости от длины радиоволны частично поглощаются, преломляются ионосферой или от нее отражаются. Считается, что волны длиннее 10 м отражаются от ионосферы и возвращаются на землю, короче 10 м – пронизывают ионосферу и прямолинейно распространяются в космическом пространстве. Таким образом, для радиоволн длиннее 10 м ионосфера непрозрачна, волны отражаются от нее и возвращаются на землю. При этом радиоволны могут повторно отражаться от земной поверхности в направлении к ионосфере и вновь отражаться от нее с постепенной потерей энергии. Такое свойство радиоволн успешно используется в ВЧ-диапазоне для организации связи на сотни и тысячи километров.

Радиоволны диапазонов ОВЧ и УВЧ распространяются в пределах прямой геометрической видимости. Вместе с тем волны этих диапазонов обладают способностью огибать незначительные препятствия на пути своего распространения. Они отражаются от препятствий и частично проникают через них. По этой причине распространение радиоволн диапазонов ОВЧ и УВЧ на сильно пересеченной или интенсивно застроенной местности представляет чрезвычайно сложную картину с множеством неоднородных, как по структуре, так и по размерам, препятствий.

Дальность связи в диапазонах ОВЧ и УВЧ зависит от ряда факторов, в том числе:

мощности используемых радиопередатчиков;

чувствительности приемников;

высоты размещения антенн;

уровня электромагнитных помех;

рельефа местности;

количества и характера препятствий на пути распространения радиоволн.

При организации радиосвязи в диапазонах ОВЧ и УВЧ, например, в условиях города с патрульными группами ОВД, дальность связи целесообразно не высчитывать теоретически, а определять опытным путем с последующей выдачей патрульным группам соответствующих рекомендаций.

Достоинства радиосвязи:

возможность обмена информацией с подвижными объектами (корреспондентами, абонентами);

возможность быстрой организации и изменения структуры сетей радиосвязи.

Недостатки радиосвязи:

наличие непреднамеренных естественных и искусственных помех;

возможность перехвата сообщений, определения местоположения радиостанций и создания преднамеренных помех;

return false">ссылка скрыта

негативное воздействие электромагнитных излучений на человеческий организм (особенно вблизи передающих устройств при значительных мощностях и высоких частотах излучения).

Основные способы организации радиосвязи – радионаправление и радиосеть.

Радионаправление – это способ организации радиосвязи между двумя корреспондентами, имеющими радиоданные, которые установлены только для этого направления.

К радиоданным, в общем случае, относятся:

позывные радиостанций;

рабочие и запасные частоты;

время работы;

тип используемой аппаратуры и ее местонахождение.

Радионаправление может быть организовано посредством радиостанций и (или) станций радиорелейной связи. Радиорелейная[2] связь – род электросвязи, основанный на ретрансляции[3] радиосигналов в диапазоне УКВ с помощью приемопередающих станций, отстоящих друг от друга на расстоянии прямой видимости антенн (40…60 км). Радиорелейная связь позволяет обеспечивать многоканальность, высокое качество связи при малой мощности передатчика (10…20 Вт), обладает повышенной помехоустойчивостью.

Достоинства радионаправления:

возможность резервирования или замещения проводных линий связи;

высокая надежность и оперативность доведения сообщений до корреспондента;

достоверность и относительная скрытность связи.

Недостаток данного способа организации связи:большой расход радиосредств.

Радиосеть – это способ организации радиосвязи между тремя и большим числом корреспондентов, которые имеют согласованные радиоданные; в каждой радиосети одна радиостанция назначается главной.

Достоинства радиосетей:

экономичное расходование радиосредств;

экономичное расходование частотного ресурса;

возможность одновременного доведения информации до всех корреспондентов (циркулярная передача).

Недостаток данного способа организации связи: значительная зависимость устойчивости (надежности) связи от рельефа местности, наличия строений, иных преград межу корреспондентами и уровня помех в пункте приема (передачи).

Для увеличения дальности радиосвязи в радиосетях, как и в радионаправлениях, применяются ретрансляторы. Ретрансляторы–промежуточные пункты (станции, устройства), предназначенные для приема сигналов, их усиления и передачи на другой промежуточный или оконечный пункт (станцию, устройство). Различают ретрансляторы с усилением и передачей сигналов в том же виде, в каком они были получены, и регенеративные – с преобразованием полученных сигналов и исправлением в них искажений. Одни ретрансляторы предназначены для усиления и передачи сигналов связи мгновенно, другие – с задержкой (сигнал запоминается в специальном устройстве и передается далее в предусмотренное время).

В зависимости от способа организации, используемых технических средств различают: традиционные, конвенциональные, транкинговые, сотовые, спутниковые сети и системы радиосвязи, системы навигации и позиционирования, беспроводные учрежденческие коммуникации управления, связи и радиочастотной идентификации, иные сети и системы радиосвязи.