ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Выбор частоты радиопередатчика из "Космическая техника " Это выражение выведено в предположении, что антенна ракеты ограничена по размерам, а наземная — по коэффициенту направленности. [c.611] В этих предположениях дальность порогового приема не зависит непосредственно от номинальной частоты передатчика. Можно сделать два вывода а) для космической радиосвязи можно использовать сравнительно широкий диапазон частот и б) окончательный выбор частоты будет, вероятно, больше зависеть от частотных характеристик шумов и технических средств электроники и ракетной техники, чем от величин, входящих в формулу (19.3). [c.611] В соответствии с первым выводом многочисленные исследования подтвердили возможность использования любых частот в диапазоне от 100 до 10 ООО Мгц. В соответствии со вторым выводом конкретный выбор частоты зависит в основном от предпосылок и состояния средств электроники и значительно меньше от состояния ракетной техники. [c.611] В то время, когда планировались первые запуски спутников технические средства электроники ограничивали выбор частоты диапазоном, простирающимся до 300 Мгц. Спутники должны были иметь малый вес, располагаемая мощность была достаточной, и поэтому только передатчики с высоким к. п. д. были выполнены на транзисторах. В то время еще не были созданы передатчики на транзисторах на частоты выше 200 Мгц. Кроме того, рабочая частота приемников с малым коэффициентом шумов не превосходила нескольких сотен мегагерц. [c.611] При современных жестких весовых и энергетических ограничениях весьма трудно поддерживать стабильную мош ность сигнала при частотах, значительно превосходяш их 1000 Мгц. На короткий промежуток времени частотный предел может быть поднят до 2000 Мгц. Однако с появлением более мош,ных ракет-носителей и усовершенствованием преобразователей солнечной энергии эти ограничения будут постепенно ослабевать. Тогда можно будет работать в новом классе мощностей (10—100 ватт), что совершенно нереально для современных квантовомеханических устройств. Здесь будут использоваться лампы с к. п. д., превышающим 10%, а частотный диапазон будет расширен до 10 ООО Мгц. Таким образом, можно заключить, что современное состояние электроники не накладывает существенных ограничений на выбор частот для связи Земля — космос — Земля. Более жестко выбор частот определяется затуханием сигнала и характером шума в земной атмосфере. На частотах ниже 100 Мгц сказываются ионосферные помехи, а на частотах выше 5000 Мгц сказывается влияние молекул водорода, кислорода и водяных паров, которые ослабляют сигнал и генерируют шум. [c.612] Радиошумы изменяются с изменением рабочей частоты, и следовательно, это необходимо учитывать при ее выборе. Как уже упоминалось, обычно шумы ослабевают с увеличением частоты. Индустриальные помехи ослабевают потому, что высокие частоты используются довольно редко, генерирование их затруднено, затухание на высоких частотах при распространении волны за пределы прямой видимости резко возрастает, а большая направленность при высокочастотном излучении способствует улучшению помехоустойчивости посредством соответствующего выбора расположения станции. [c.612] Особую важность в космической связи приобретает понижение интенсивности фона косйгических шумов с частотой. По мере все большего использования квантовомеханических усилителей, обладающих низким уровнем шумов, влияние внутренних шумов приемника ослабевает, и основным ограничением становятся температурные шумы антенны, которые в свою очередь определяются галактическими шумами и тепловым излучением Земли, воспринимаемым боковыми лепестками антенны. Вполне достижима эффективная температура приемника в 40° К при частоте 1500 Мгц. Отмеченное повышение шума нк частотах ниже 500 Мгц серьезно ограничивает возможности космической связи на низких частотах. [c.612] Источники галактических шумов распределены на небесной сфере неравномерно. Несомненно, крупнейшие источники помех расположены вдоль Млечного Пути или в центре Галактики в полосе шириной примерно 15°, расположенной вблизи возможных маршрутов космических кораблей. Для борьбы с этими помехами возможны два пути использование антенн с шириной луча не более нескольких градусов и использование возможно более высоких рабочих частот. При совмещении этих методов можно было бы добиться минимальной ширины луча в доли градуса. Иначе говоря, наземная антенна с предельным коэффициентом направленности является прекрасным решением проблемы уменьшения галактического шума. [c.612] Как указывалось выше, выбор частоты для связи Земля — космос — Земля относительно свободен. Полагая, что ошибки соответствуют принятым допущениям, и не рассматривая экономические проблемы, связанные с созданием такой системы, мы можем сделать вывод, что связь Земля — космос — Земля должна осуществляться на частотах 500—5000 Мгц. [c.613] Выбор частоты для связи космос — космос может быть проведен аналогично. Разумеется, поместить высокочувствительный приемник на борту космического аппарата значительно сложнее, чем в наземных условиях. С другой стороны, связь космос — космос, вероятно, потребуется позже, чем связь Земля — космос — Земля. Проблема антенн для канала связи космос — космос до некоторой стенени облегчается тем, что космический корабль в отличие от Земли может не вращаться. Характеристики шума в космосе для частот выше 300 Мгц достаточно хорошо изучены. Для более низких частот ионосфера, окружающая Землю, не позволяет произвести достаточно точные измерения шумов. Главным образом необходимо исключать возможно большую часть помех от источников, расположенных в плоскости Галактики. Поэтому желательно иметь наибольшую возможную направленность при заданной площади антенны. Отсюда можно сделать вывод, что частоты для связи космос — космос оказываются несколько ниже, чем частоты для связи космос — Земля — космос. Если площадь антенны не превосходит 1000 фут , а коэффициент направленности 10 , то рабочая частота в соответствии со сказанным в 19.1 будет равна примерно 900 Мгц. Выбор конкретной частоты весьма свободен по тем же мотивам, что и раньше. [c.613] Недостаток наших знаний о характере шумов в космосе оставляет открытой возможность более радикальных предположений о выборе частот для связи космос — космос. Если бы оказалось, что по каким-то причинам космические шумы в некоторой полосе крайне низки, то было бы очень заманчиво выбрать именно этот частотный диапазон для связи космос—космос. Например, если бы шумы на низких частотах были значительно меньше, чем предполагают в настоящее время, и если бы на этих низких частотах концентрация помех от источников в центральных областях Галактики была не столь значительной, то для достижения тех же отношений излучаемых и принимаемых мощностей можно было бы вместо высоконаправленных антенн на 1000 Мгц использовать полуволновые диполи на частотах до нескольких мегагерц. Конечно, выбор таких частот зависит от уровня помех на этих частотах. Можно ожидать, что здесь помехи по крайней мере не сильнее, чем на частотах порядка 1000 Мгц. Во всяком случае хотелось бы надеяться, что это так. [c.613] Вернуться к основной статье