Сигналларнинг параметрлари. Сигналнинг давомийлиги. Тс -[сек]

Ионосфера тузилиши
Кундузи одатда қуйидаги ионлашган қатламлар фарқланади: 70-80 км баландликда D қатлам, 90-120 км баландликда Е қатлам, 200-250 км баландликда F₁ қатлам ва 350-450 км баландликда F₂ қатлам.
Ионосфера қатламларининг холати кундалик ва мавсумий ўзгаришларга дучор. Бу ўзгаришлар қуёш радиациясининг мавсумий ва кундалик ўзгаришига боғлиқдир. D қатлами – кундузги қатлам деб хисобланади. Кун ботгандан кейин D қатлам рекомбинация жараёни натижасида йўқолади. Е қатлам сутка давомида мавжуд, аммо унинг кундузги электрон концентрацияси N_e тундагига нисбатан кўп бўлади. F₁ қатлами ўрта кенгликда, фақат ёзги мавсумда кузатилади, бошка пайтда F₁ қатлами F₂ қатлами билан уйғунлашиб (аралашиб) ягона F қатламини ташкил қилади.

Узоқ масофага бўлган алоқани фақат фазовий нур билан амалга ошириш мумкин. Бунда Е қатлам ютувчи ҳисобланади. Унинг концентрацияси ҚТ тўлқинларнинг аксланиши учун етарли эмас. Тўлқинлар кундузи F₁ қатламидан ва кечаси F₂ қатламидан аксланади (қайтади). Демак алоқа узоқлиги битта частотада кундузи ва кечаси ҳар хил бўлади. Доимий корреспондентлар (мухбирлар) билан ишончли алоқа учун бу диапазонда тўлқин жадвали бўйича ишлайдилар:

• 
  кундузги тўлқинлар 14-25 м;
  
• 
  оралиқ тўлқинлар 25-35 м;
  
• 
  кечки (тунги) тўлқинлар 35-60 м.
  

1.8-расм.

Бу диапазон тўлқинлари учун яна қуйидаги хусусияталар мавжуд: сигнал сатҳининг тартибсизланиши, радио садо (акс садо), тунги вақтда радиостанциялар сони кўпайиши, жимжитлик зоналари, магнит бўронларининг таъсир қилиши.

7. 
   Радиотўлқинлар асосан қандай йўллар билан тарқалади?
   

Реал атмосфера қатламида Ер юзаси бўйлаб тўлқинлар тарқалишининг умумий масалалари, тарқалиш трактининг хусусиятига боғлиқ равишда ўз тарқалиш механизмига эга бўлган бир нечта ҳолларга бўлинади.

1.1-расм. Радиотўлқинларнинг тарқалиш механизми.

(а - ер тўлқини орқали; б - ионосферали тўлқин орқали; в-тропосферали тўлқин орқали; г-тўғри тўлқин орқали)

Дастлабки мунтазам механизмга радиотўлқинларнинг “хаво - ер юзаси” чегарасидаги тарқалиши киради (1.1.а-расм). Бу механизм дифракция қонунларига бўйсинади (дифракция – тўлқин узунлиги λ тўсиқ ўлчамларидан катта бўлгандаги тўсиқни енгиб ўтиш жараёни). Ернинг бевосита юзасида тарқалувчи ва дифракция қонунини натижасида ернинг қавариқлигини енгиб ўтувчи радиотўлқинлар ер тўлқинлари ёки сиртий тўлқинлар номини олган.

Атмосферадаги ионизацияланган юқори қатламларнинг жадал бир текис электрик нобиржинслилиги частотаси 30…40 МГц гача бўлган радиотўлқинларнинг яна бир мунтазам тарқалиш механизмини хосил қилади. Бунда радиотўлқинлар ионизацияланган қатлам ва ернинг сиртидан кўп каррали аксланиш ҳисобига тарқалади (1.1.б-расм). Ионосферанинг нобиржинсли муҳитида тарқалувчи ва ионосферадан бир ёки кўп карра аксланиш ҳисобига узоқ масофага тарқалувчи тўлқинлар ионосферали ёки фазовий тўлқинлар деб номланади.
Махаллий характерга эга бўлган суст электрик нобиржинслиликлар натижасида тропосферада радиотўлқинларнинг сочилиши рўй беради (10.1.в-расм). Ушбу механизмдан ишчи частотаси 300 МГц дан юқори бўлган ер усти радиолинияларида фойдаланилади. Тропосферада сочилиш ва унинг йўналтирувчи ҳусусияти ҳисобига 1000 км гача масофага тарқалувчи радиотўлқинлар тропосферали тўлқинлар номини олган.
Ер пункти ва коинот станцияси орасидаги алоқа фақат атмосфера қатлами ва коинот фазосидан ўтувчи тўғри тўлқин хисобига амалга оширилиши мумкин (1.1.г-расм). Биржинсли ёки суст нобиржинс муҳитда тўғри чизиқ ёки шунга яқин траектория бўйича тарқалувчи радиотўлқинлар эркин тарқалувчи ёки тўғри чизиқли тўлқинлар номини олган.

8. 
   Радиотўлқинларнинг критик частотаси деганда нимани тушунасиз?
   

Критик частота деб, нурни вертикал холатда йўналтирилганда берилган ионосфера катламидан аксланган энг катта радио тўлқин частотасига айтилади.
Радиотўлқиннинг бурилиш шарти фақат куйидаги холда бажарилиши мумкин:
Агар тўлқин частотаси f_кр дан юқори бўлмаса. Агар тўлқинлар бу шартга жавоб бермаса, улар ионосферадан аксланмайди, балки ионосферани тешиб утиб кетади.
Ионосферадан вертикал йўналтирилган нурларни аксланиши. Демак, ионосферага нормал шароитда тушаётган радиотўлқинлардан фақат частотаси критик кийматдан юқори бўлмган радиотўлқинлар аксланади. Хақиқатдан хисоб формулаларида f₀=0 деб хисоблаб, n_u=0 ни ёки E_u=0 ни топамиз. Шундай килиб, вертикал йўналтирилган нур фақат диэлектрик сингдирувчанлик нолга тенг бўлган ионосфера катламидан аксланади.

9. 
   Максимал қулланилиш частотаси (МПЧ - максимально применимая частота) деганда нимани тушунасиз?
   

Берилган қабул қилиш пунктида қабул қилиш мумкин бўлган ионосферадан аксланган максимал частотадаги тўлқинни, қўлланилиши мумкин бўлган максимал частота (ҚМБМЧ (Максимально применимая частота – МПЧ )) дейилади. ҚМБМЧ критик частотани f_кр ионосфера қатламига тўлқинни тушиш бурчагини секансига secφ₀ максимал кўпайтмасига тенг.
ҚМБМЧ = (f_кр∙ secφ₀)_max.

Умумий ҳолда ҚМБМЧ трасса узунлиги, аксланиш баландлиги, баландлик бўйича электрон концентрациясини тақсимланиш қонуни ва қатлмни критик частотасига боғлиқ бўлади. Ионосферадан аксланиш шарти бўйича қисқа тўлқинли радио линиялардаги ишчи частота f_и ҚМБМЧ дан катта бўлмаслиги керак, яъни f_и ≤ ҚМБМЧ. Ишчи частоталар пастги чегараси қуйидагича аниқланади: частота камайиши билан ионосферада ютилишлар кўпаяди (суткани ёруғ вақтларида) ва бунинг натижасида майдон кучланганлиги кичиклашади.

Энг кичик чатсотада ишлаш барқарорлиги минимал рухсат этилган даражагача пасайса, бундай частотани қўлланиши мумкин бўлган энг кичик частота дейилади (ҚМБЭКЧ). ҚМБЭКЧ ни қиймати ютилиш, ҳалақитлар сатҳи, нурланиш қуввати, талаб қилинган ишлаш барқарорлиги ва шу кабиларга боғлиқ. ҚМБЭКЧ ни ҳисоблаш қабул қилиб узатувчи аппаратурани берилаган параметрларида, ишлаш барқарорлиги минимал руҳсат этилган даражагача пасаядиган частотагача кетма-кет яқинлашиш усул билан аниқланади. Ишчи частота f_и, қелтирилган шарт ҚМБЭКЧ ≤ f_и ≤ ҚМБМЧ бажарилиши шарт. Ионосфера ҳолати ўзгариши билан ҚМБЭКЧ ва ҚМБМЧ қийматлари ўзгаради. Кисқа тўлқин радиолиниясини узлуксиз ишлашини таъминлаш учун ишчи частоталарини даврий равишда ўзгартириш зарур бўлади. Ишчи частота қабул қилиш нуқтасидаги майдон тузилишини аниқлашда муҳим ўрин тутади. Кундузги ишчи тўлқинлар бўлиб 10 ... 25 м, тунги – 50 ... 100 м ва оралиқ – 25 ... 50 м узунликдаги бўлган тўлқинлар ҳисобланади. Кўпинча, ишчи частотани ҚМБМЧ га яқин бўлган даражасига қараб кўзгули аксланган тўлқин билан ионосферани ножинсликларидан сочилган тўлқин орасидаги муносабатга боғлиқ. f_и < (0,8 ... 0,9) ∙ҚМБМЧ частоталарда майдон тузилишида кўзгули ташкил этувчи каттадир, ишчи частотани ҚМБМЧ га яқинлашган сари эса сочилган ташкил этувчининг ўрни ошади.

10. 
    Қандай шароитларда радиотўлқинлар ионосфера қатламидан тўлалигича қайтади?
    

Траектория баландлигидаги тўлқин қайилишининг физик сабаби бўлиб унинг тўлик ички аксланиши хисобланади. Таъкидлаш жоизки, тўлиқ аксланиш шу холда содир бўладики, качонки тушиш бурчаги оптик жихатдан анча калин бўлган мухитдан саёзроқ мухитга утганида унинг критик киймати бир неча марта ошади. Кушимча шартлари куйидагилар:

1. 
   Радио тўлқин траекториясининг эгрилик радиуси а+h_акс дан кам бўлиши керак;
   
2. 
   dN/dh радиотўлқин бурилиш нуқтасида унинг киймати критик кийматдан юқори бўлиши керак.
   

Хисоблар шуни кўрсатадики, охирги шарти деярли доимо автоматик равишда бажарилади ва секанс конуни шарти энг асосийси деб хисобланади.
Кушимча шартнинг амалий киймати куйидагича: Аксланиш нуқтасида электрон концентрацияси албатта ошиши керак, лекин аксланиш электрон концентрациясининг максимум жойида содир бўла олмайди. Шунингдек, баландлик ошиши билан электрон концентрацияси камайиб бораётган жойларда хам аксланиш содир бўла олмайди.

11. 
    Километрли ва гектометрли тўлқинларда радиолиниялар ҳосил қилишнинг қандай ўзига хос хусусиятлари мавжуд?
    

ЎТА УЗУН ВА УЗУН ТЎЛҚИН ДИАПАЗОНЛАРИ РАДИОТЎЛҚИНЛАРИНИНГ ТАРҚАЛИШ ХУСУСИЯТЛАРИ
Uzun va o’rta to’lqin
ЎУТ ва УТ диапазонининг кўлланилиш сохаси унинг тарқалиш хусусиятлари билан аникланади. Тарқалиш трактидаги тўлқин кувватининг нисбатан кам сўниши ва ионосферадаги нобоп холатларга баркарорлиги бу диапазонни антипод холатигача чузилувчи узоқ масофаларда алока урнатиш учун куллаш имконини беради. Бирок, частотавий сигимнинг камлиги бу диапазонда паст тезликли телеграф тизимларини (масалан: Морзе калити билан ишлаш) ишлатишгагина имкон беради холос. Бу диапазонда, майдонининг амплитуда ва фаза характеристикалари катта баркарорликка эга бўлганлиги туфайли, узоқ радионавигация хизмати ва аник вақт сигналини узатиш амалга оширилади. ЎУТ ва УТ диапазони тўлқинлари ионосфера хамда ер тўлқинлари каби тарқалади. Майдоннинг фазо ва вақтга боғлиқлик конуниятини ионосфера тўлқинларининг тўлқинўтказгичдаги тарқалиш назарияси аникрок тасвирлаб беради. Замонавий назарияда, ионосферали узун ва ута узун тўлқинлар сферасимон тўлқинўтказгичда тарқалади деб қабул қилинади. Бунда унинг пастки чегараси – ер юзаси, устки чегараси – кундузи D қатлами, кечаси эса Е қатлами хисобланади.
Ўрта узунликдаги тўлқинлар диапазони – λ = 1000 ... 100 м. Тропосфера таъсир этмайди. Бу диапазон тўлқинлари тахминан бир хил тарқалиш шароитлари билан характерланади, уларни асосий хусусиятларидан, бу кундузи фақат ер (сирт) тўлқинларни, тунда эса - ер (сирт) ҳам, фазо тўлқинларни ҳам қабул қилиш мумкин. Кундузги вақтда станцияни фаолият радиуси одатда бир неча юз километрни ташкил қилади, тунда эса 2000 ... 3000 км ва ундан ҳам катталашади. Бундай шароитлар кўриб чиқилаётган частота полосасини ўрта қисмидаги тўлқинларга хосдир. Юқори чегарага яқинлашганда фазо тўлқинларини роли кучаяди, пастги чегарага яқинлашганда эса аста секин тўлқин ўтказувчи тарқалишга ўта бошлайди. Бу частоталарни радио эшиттиришларда қўлланилиши энг қулай, бунинг учун Радио Частота бўйича Халқаро Консультатив Комитет (РЧХКК - МККР) томонидан 1,6 МГц ... 150 кГц (λ = 187...2000 м) полосаси ажратилган. Бундан ташқарии, бу частоталар денгиз алоқаси мақсадлари учун ҳам қўлланилади. Денгиз линияларида денгиз сувида ўтказувчанлиги юқорилиги учун энергия йўқалиши камлиги сабабли ер (сирт) тўлқинини тарқалиш шароитлари яхшидир. Ер тулқинини тарқалиш узоқлиги 500 ... 700 км дан ошмайди.

12. 
    Декаметрли тўлқинларда “Қотиш” (“Замирания”) ва “Жимлик зонаси” (“Зона молчания”) эффектларининг ҳосил бўлишини тушунтиринг.
    

Тинчланиш (замирание) ва силжитиб қабул қилиш. Қисқа тўлқин диапазонида, бошқа диапазонлар каби, қабул доим вақт бўйича сигнал сатҳини узлуксиз ўзгариши, яъни тинчланишлар билан кузатилади. Қисқа тўлқинлар линияларидаги тинчланишлар интерференцион ва қутбланиш келиб чиқишига эга, ҳамда ионосферадаги ютилишлар ўзгаришларига ва ионосферанинг ножинсликларидаги тўлқинларни фокусланиш ва дефокусланиши боғлиқ. Интерференцион тинчланишларнинг асосий сабаблари қуйидагилардир: ионосферадан кўп маротаба аксланган бир неча тўлқинларнинг интерференцияси (10.3,а-расм); тўлқинни сочилган ташкил этувчиларининг интерференцияси (10.3,б-расм); оддий («о») ва ғайри оддий («ғ») тўлқин ташкил этувчиларини интерференцияси (10.3,в-расм).

10.3-расм. ҚТ диапазонида сигнал сатхининг ўзгаришига сабаб бўладиган омиллар

Қутбланишли тинчланишлар битта нурли бўлганда ҳам, кўп нурли майдон тузилишида ҳам қабул қилинганда кузатилади. Қисқа тўлқин диапазонидаги интерференцион ва қутбланишли тинчланишлар одатда тез тинчланишлар каби ўтади, секин тинчланишлар ютилишни секин ўзгариш жараёнларига ёзилади; нурларни фокуслаш шартлари ўзгариши ҳисобидаги тинчланишлар доимий ўртача даврга эга бўлмайдилар. Қисқа тўлқинлар линияларидаги тез тинчланишлар асосий характеристикалари (частота ва тинчланиш чуқрлиги, фазо ва частота корреляция миқёси ва бошқалар) нисбатан қисқа вақт оралиқларида ҳам сезиларли ўзгаради, яъни сигнални тез флуктуациялари ностационар жараён сифатида бўлади. Бу қабул қлинаётган сигнални статистик характеристикаларига боғлиқ бўлган тарқалиш моделларини алмашиниши билан боғланган. 4- ва 5-моделларда амплитуда бўйича яқин бўлган сигналлар интерференцияси юз беради. Бир нурли 1-моделдаги тинчланишларни магнитоион ташкил этувчилар интерференцияси келтириб чиқаради, улардан бири («ғ») одатда жуда кучсизланган бўлади. Сочилган майдонни қабул қиладиган 2-модел мавжудлиги вақтида, тинчланишларни фазаси тасодифий тақсимланган кўп сонли элементар сочилган тўлқинлар интерференцияси келтирб чиқаради.Турли узунликдаги трассаларда ҳар хил турдаги моделлар мавжуд бўлади, бунга мос равишда тинчланишни статистик характеристикалари ҳам ўзгаради. Сигнал сатҳининг оний қийматларини турли хил статистик тақсимланиши радиолинияни ишлашининг сезиларли турли сифатига боғлиқ.

10.4-расм. U_c/U_х катталигидан ҳатолар эҳтимоллигининг боғлиқлиги.

Мисол учун 10.4-расмда сигнал/ҳалақит U_c/U_х нисбатдан куатилаётган дискрет ахборотни қабули қилишдаги хатолар эҳтимоллигининг р боғлиқлиги кўрсатилган. Расмдан кўриниб турибдики, агар тинчланишлар йўқ дейилганда хатолар эҳтимоллиги билан ишлаш учун, масалан, 10^-3 ҳам ҳалақитлардан сигнал сатҳини 6 дБ га кўтарилишни таъминлаш учун етарлидир. Рэлей қонуни билан тасвирланаётган тинчланишлар ҳолатида, керакли сигнал/ҳалақит нисбати 30 дБ гача ошади. Бир неча кўзгули тўлқин аксланишлар интерференцияларида, агар Рэлей тақсимланиши билан солиштирилиш бўйича майдоннинг кичик қийматлар эҳтимоллиги катталашса, белгиланган иш сифатини U_c/U_х = 50 дБ га тенг бўлганда ҳам таъминлаб бўлмайди.

13. 
    Антенна-фидер қурилмалари деганда нимани тушунасиз
    

Антенна – бу узатиш ҳолатида юқори частотали ток энергиясининг радиотўлқинларини электромагнит энергиясига айлантириб, уларни эфирга нурлатиш учун, қабул қилиш ҳолатида эса, радиотўлқин электромагнит энергиясини юқори частотали ток энергиясига айлантириш учун қўлланиладиган қурилмадир. Узатиш ва қабул қилиш антенналари ўзаро алмашиниш принципига эга, яъни ихтиёрий узатиш антеннасини қабул қилиш антеннаси сифатида ишлатиш мумкин.