МАВЗУ 20. ҚИСҚА ТЎЛҚИНЛАРНИ ТАРҚАЛИШ ҲУСУСИЯТЛАРИ

Қисқа тўлқинларни тарқалишининг асосий механизми. Қисқа тўлқинлар диапазонига (декаметрли тўлқинлар) тўлқин узунлиги 10 м дан 100 м гача бўлган радио тўлқинлар киради. Ер тўлқини сифатида тарқаладиган қисқароқ бўлган тўлқинлардан фарқли равишда, декаметрли тўлқинлар асосан ионосферадан аксланиш йўли билан тарқалади. Қисқа тўлқинлар диапазонида ер тўлқинининг таъсир қилиш радиуси солиштирилса унча катта бўлмайди ва одатдаги қувватли узатгичларда қўлланилганда тарқалиш радиуси бир неча ўн километрдан ошмайди. Бу Ерни ярим ўтказгичли сиртидаги йўқотишлар ва Ер бўйлаб дифракция жараёнидаги катта йўқотишлар билан боғлиқ.

Лекин қисқа тўлқинлар ионосфера ва Ердан кўп маротаба кетма-кет аксланиш йўли билан бир неча минг километрларга тарқалиши мумкин ва бунинг учун катта қувватли узатгичлар талаб қилинмайди. Қисқа тўлқинлар диапазонини бу ажойиб хусусиятини узоқ алоқа тизимларини қуриш учун қўлланилади. Декаметрли тўлқин радио алоқасидан ташқари радио эшиттириш, узоқ (горизонтдан ҳам узоқдаги) радиолокация, ионосферани текшириш ва бошқалар учун кенг қўлланилади. Лекин тарқалишнинг бир қатор нохуш хусусиятлари, бу диапазонни қўлланилиш самаралигини пасайтиради. Бундай хусусиятларга қуйидагиларни келтириш мумкин:

- чуқур тинчланишлар билан кузатиладиган кўп нурлилик;

- бузилмаган узатиш полосасини ва телеграфлаш тезлигини чегараланганлиги;

- ионосферанинг ғалаёнланиш таъсирига берилиши ва бошқалар.

Ишчи частоталар. Қисқа тўлқинлар радио линиясининг асосий хусусиятларидан бири, бу ишчи частотасини юқори частота томонидан ҳам, паст частота томонидан ҳам чегараланган, чунки икки чегарадаги тўлқинлар тарқалиши ионосферани ўзгарувчан тузилишига боғлиқ. Натижада қисқа тўлқин линияларида, бошқа диапазонлардан фарқли, ионосферани ҳолатини ўзгаришига мос равишда ишчи частоталарни даврий равишда алмаштириш зарурияти пайдо бўлади. Ишчи частоталарни юқори чегарасини қуйидагилар билан аниқланади: декаметрли тўлқинлар, айниқса бу диапазоннинг қисқа тўлқин қисми (λ ≤ 30 м), ионосферадан аксланиш шартлари бўйича ўта критикдир. 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. Бундан ташқари қабул қилиш пунктига келаётган нурлар сони кўпаяди. Булар ҳаммаси линия ишлаш барқарорлигини камайтиради. 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.

Тарқалиш моделлари. Кисқа тўлқин диапазони радиолиниялари кўп турли хил тарқалиш шартлари, ҳамда жуда мураккаб ва ўзгарувчан майдон тузилиши билан характерланади. Буни эса, ионосфера ҳолатини узлуксиз равишда ўзгаришида, ишчи частота маълум вақт ўзгармай туриши билан тушунтириш мумкин. f_и ва ҚМБМЧ орасидаги муносабатлар натижасида аниқланадиган тарқалиш шарти узлуксиз равишда ўзгаради. Қисқа тўлқинлар қабул қилиш нуқтасига ионосферанинг у ёки бу қатламидан ҳар хил сонли аксланишлар билан, турли траекториялар бўйича келиши мумкин. Турли хил траекториялар учун шартли белгиланишлар киритилади: 1Е, 2Е, 1F, 2F ва ҳоказо, буларда қтламлар номлари олдидаги рақамлар, бу қатламдан аксланишлар сонини кўрсатади. Масалан, 3000 км узунликка яқин трассалар учун ҳолат 20.2-расмда кўрсатилган, бунда қабул қилиш нуқтасида учта траектория кузатилади: 2Е, 1F, 2F. Ҳар бир траекторияга қиялик бурчаги ва ионосфера қатламларини критик частоталарига боғлиқ равишда қўлланилиши мумкин бўлган максимал частотани маълум қийматлари мос келади: ҚМБМЧ_2Е, ҚМБМЧ_1F, ҚМБМЧ_2F. Бутун трасса учун энг катта қийматни ҚМБМЧ аниқлаб беради. У ёки бошқа траекториянинг қбул қилиш нуқтасида кузатилиши мумкин, агар унинг учун аксланиш шарталри бажарилса, бу эса ишчи частота бу траеторияга мос келувчи ҚМБМЧ катта бўлмаган ҳолда амалга ошиши мумкин. Частота катталашиши ва уни трасса ҚМБМЧ сига яқинлашиши биланаксланиш шартлари критиклашиб боради, кузатилаётган траекториялар (нурлар) сони камаяди ва f_и ≈ ҚМБМЧ бўлганда бир нурли қабул бўлади. Шуни ҳам ҳисобга олиш зарурки f_и ҚМБМЧ га яқинлашагн сари майдон сочилиш ташкил этувчисини ўрни ортади. Турли хил қисқа тўлқинларни мумкин бўлган тарқалиш шартларидан, тарқалиш моделлари деб аталувчи маълум турдаги шартлани ажратиш мумкин. Ҳар бир моделга қабул қилиш нуқтасидаги тур ва траектория сони, турли траекториялар бўйича қабул қилиш нуқтасига келадиган сигналларни амплитудаларини нисбатлари, кўзгули ва сочилган майдон ташкил этувчиларини сатҳлари орасидаги нисбатлар билан характерланадиган майдоннинг маълум тузилиши мос келади. Муҳим ўринни кўп нурлиликка берилади, чунки қисқа тўлқин линиялари хусусиятларидан бири бўлгани учун катта вақт кечикиши сезиларли даражада иш кўрсатгичини пасайтиради.

Мисол сифатида 2000...3000 км узунликдаги ўрта кенгли трассадаги тарқалиш моделини кўриб чиқамиз (20.2-расм).

1- ва 2-моделлар кечикадиган сигналарга эга эмас, лекин 1-моделда f_и / ҚМБМЧ < 0,9 бўлганда 1F кўзгули ташкил этувчи каттадир, 2-моделда эса f_и / ҚМБМЧ > 0,9 бўлганда ҳудди ўша траектория 1F нинг сочилган ташкил этувчи каттадир. 3-моделда анча кичик частотада (f_и / ҚМБМЧ_2F ≤ 1) ишлаганда қабул қилиш нуқтасида иккита нур кузатилади: 1F ва 2F, лекин амплитудалари катта фарқ бор (U_2F ≥ 3U_1F), шунинг учун кечикаётган сигналлар деярли йўқ. 3-модел 1-моделдан фарқи шуки, 2-нур майдони катта ҳисобланади. 4- ва 5-моделларда трасса ҚМБМЧ дан ишчи частотаси f_и узоқдалигида амплитудалари бир-бирига яқин кечиккан сигналлар мавжудлиги билан кузатилади. 4-модел учун бир вақтни ўзида 1F ва 2F траекторияларнинг мавжудлиги, 5-моделда эса – 2Е ва 2F траекториялар мавжудлиги билан фарқ қилади. 6-моделда кечиккан сигналлар мавжуд эмас, чунки кузатилаётган 2Е ва 2F траекториялардаги нурлар амплитудалари катта фарққа (U_2Е ≥ 3U_2F) эгадир. Қабул қилиш нуқтасида ионосферани Е қатламидан аксланган тўлқин каттадир. Трасса узунлигига боғлиқ равишда, фақат у ёки бошқа моделни шакллайдиган траектория тури ўзгаради. Алоқа барқарорлиги нуқтаи назаридан энг ноқулай бўлиб, кечиккан сигналлари мавжуд бўлган 4- ва 5-моделлар ҳисобланади. У ёки бошқа моделни мавжудлиги ишчи частота f_и ва берилган трассадаги ионосфера ҳолатига боғлиқлигини тушунса бўлади. Ишчи частота f_и ва ионосфера қатламларини параметрлари ўзгариши билан тарқалиш моделлари алмашиши рўй беради. Ионосферани одатий ўзгаришлардан ташқари тасодифий ўзгаришлар ҳам мавжуд, ҳар бир моделни мавжудлик эҳтимолини, фақат статистик аниқлаш мумкин. 18.1-жадвалда турли узунликдаги ўрта кенгликдаги трассалардаги бир турдаги тарқалиш моделларини мавжудлигини вақт фоизи тўғрисидаги маълумотлар келтирилган. Улар ўртача сатҳдаги (W = 80) қуёш жадаллиги бўлган бир йил кузатиш вақт оралиғида олинган. Ишчи частоталар ҳар бир радиолиниядаги тўлкин жадвалига мос равишда танланган.

20.1-жадвал

Бир турдаги тарқалиш моделларини мавжудлигини вақт фоизи

Трасса узунлиги, км	Бир турдаги тарқалиш моделларини мавжудлигини вақт фоизи
	1-модель	2-модель	3-модель	4-модель	5-модель	6-модель
1500	7	0	0	5	64	24
3000	50	9	14	9	6	12
4000	38	18	0	7	29	8

20.1-жадвалдаги маълумотлардан бир турдаги тарқалиш моделларини мавжудлигини нисбий вақти, трассани узунлигига кўпроқ боғлиқлиги келиб чиқади, бунда кечиккан сигналлари бўлган энг ноқулай 4- ва 5-моделлар 3000 км узунликдаги трассадан фарқли бўлган трассаларда жуда кўп кузатилар экан. Ҳар бир моделни пайдо бўлиш эҳтимоллиги фақат трасса узунлигига боғлиқ бўлмай, балки қуёш жадаллиги сатҳига ҳам боғлиқ, ҳамда қуёш доғлари сонига нисбатан башорат асосида у ёки бошқа тарқалиш моделини мавжуд бўлиш вақт фоизини башорат қилиш имконини беради.

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 (20.3.а-расм); тўлқинни сочилган ташкил этувчиларининг интерференцияси (20.3.б-расм); оддий («о») ва ғайри оддий («ғ») тўлқин ташкил этувчиларини интерференцияси (20.3.в-расм).

20.3-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.

20.4-расм. U_c/U_х катталигидан ҳатолар эҳтимоллигининг боғлиқлиги

Мисол учун 20.4-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.

Силжитиб қабул қилиш. Тинчланишлар мавжудлигида қисқа тўлқин алоқа линияларини ишлаш барқарорлигини ошириш учун одатда силжитилган антенналарга ўтказилган қабул қилишни ва баъзи ҳолларда қутбланиш бўйича силжитиш ҳам қўлланилади. Декаметрли тўлқинлар диапазонда трассага перпендикуляр йўналишда, тинчланишни фазовий корреляцион миқёси (10...25)λ ни ташкил қилади. Антенна майдонларини чегараланганлиги сабабли иккита қабул қилиш антенналари орасидаги масофа одатда 10λ атрофида танланади. Силжитишли қабул қилишни қўлланилиши ҳисобига олинаётган барқарор ишлашдаги ютуқ, майдон статистик тузилишига боғлиқ. Мисол учун 20.5-расмда руҳсат этилган ҳатолар эҳтимоллиги р ни иккита тарқлиш модели учун дискрет ахборотни узатишдаги силжитишли қабул қилиш самарадорлиги Q кўрсатилган. Q нинг қиймати силжитишли қабул қилишдаги ишлаш сифати р ни олиш учун битта антенна ёрдамида қабул қилишда узатгич қувватини неча мартага (неча дБ га) кераклигини кўрсатади. 20.5-расмда кўриниб турибдики, интерференцион тузилишдаги майдонда (кечиккан сигналлари мавжуд 4- ва 5-моделлар) силжитишли қабул қилиш самарадорлиги сочилганга нисбатан анча кўп ва 36 дб га етиши мумкин. Бу ҳолда силжитишли қабул қилишни қўлланилиши узатгич қувватини 4000 марта кўтаришга эквивалент бўлади.

20.5-расм. Силжитиб қабул қилишнинг самарадорлиги

Фазода ёки қутбланиш бўйича силжитишли қабул қилиш секин тинчланишларга кураш учун қўлланилиши мумкин бўлмайди, чунки бу тинчланишларга фазо ва қутбланиш бўйича танловчанлик хусусиятига эга эмаслар. Қисқа тўлқинли линияларни ҳисоблашда секин тинчланишларни қабул қилиш тизимига боғлиқ бўлмаган ҳолда ҳисобга олиш лозим.Майдон амплитудаларини тасодифий ўзгаришларидан ташқари қисқа тўлқин радиолинияларида ҳар дойим частота-селектив тинчланишлар мавжуд бўлади, уларда сигнал спектрини алоҳида ташкил этувчиларини амплитудаларининг флуктуациялари орасидаги статистик боғланиш бузилади, яъни узатилаётган частота полосасида чегарасида амплитуда-частота характеристикасини (АЧХ) бузилиши пайдо бўлади. Қабул қилиш нуқтасидаги (тарқалиш моделлари) майдон тузилишига боғлиқ равишда ва сигнални АЧХ сини бир текислик талаби, узатишни бузилмаган полосаси

100 Гц дан 2...3 кГц гача қийматлар билан характерланади. Ультра қисқа тўлқинлар (УҚТ) диапазони билан солиштирилганда қисқа тўлқинли тарқалиш тракти жуда ҳам тор полосалидир.

Кечикиш вақти. Магистрал алоқа линиялари декаметрли тўлқин диапазонида асосан дискрет шаклдаги ахборотларни (дискрет телефон, телеграф, фототелеграф, маълумотлар узатиш) узатиш учун қўлланилади, яъни аниқ давомийликка эга бўлган импульсларни жўнатиш билан иш олиб борилади. Тарқалиш трактини таъсири натижасида импульснинг давомийлиги қабул қилиш нуқтасида дастлабкисидан фарқ қилади, яъни вақт бузилишлари мавжуддир. Импульсли жўнатмаларни қабул қилиш нуқтасига амплитудалари бир-бирига яқин бўлган ва анчагина вақт кечикиши билан (тарқалишнинг 4- ва 5-моделлри) бир неча тўлқинлар келганда вақт бузилишлари катта бўлади. Кечикиш вақти Δt_max бу моделлар учун трасса узунлиги, ишчи частота ва ҚМБМЧ орасидаги муносабатлар, сутка вақти, йил фасли, қуёш жадаллиги сатҳига боғлиқ равишда кенг чегараларда ўзгаради. Ҳисоблашлар Δt_max ни максимал қийматини 1500, 3000 ва 4000 км узунликдаги трассаларда мос равишда 2,8; 1,5 ва 2 мс га етишини кўрсатади. Агар аппаратурани тўғирлаш қобилияти 40% га тенг деб олинса, унда минимал руҳсат этилган импульслар давомийлиги кўрсатилгандан Δt_max қийматларидан 2,5 марта катта бўлиши, яъни 7; 3,75 ва 5 мс ни ташкил қилиши керак. Демак, 1500, 3000 ва 4000 км узунликдаги қисқа тўлқинлар алоқа линияларида дискрет ахборот узатиш тезлиги мос равишда 143, 267 ва 200 бит/с қийматлар билан чегараланади. Айтиб ўтиш жойизки, бундай чегараланишлар максимал мумкин бўлган вақт кечикиш Δt_max да ҳосил бўлади. Бунда таҳминан 3000 км узунликдаги трассалар учун умумий ишлаш тезлиги 1200 бит/с га етади, ҳамда 1000...2000 км ва 3000...5000 км узунликдаги трассаларда тезлик 600 бит/с бўлади.

Ионосфера ғалаёнланишини таъсири. Қисқа тўлқин радиолиниялар ишлашига анча сезиларли таъсирни ионосфера ғалаёнланиши кўрстади. Ўрта кенгликларда F₂ қатламни критик частотаси 20% дан кўпга камайса, манфий ғалаёнланишлар энг ҳафли ҳисобланади. f ни бу камайиши ишчи частота полосасини торайтиради, чунки ҚМБМЧ қиймати ҚМБЭКЧ қийматига яқинлаши қолади. Бундан ташқари F₂ қатламини диффузлиги чуқурлик ва сигнални тинчланиш тезлигини сочилишни кўпайиши ҳисобига ошади. Ўрта кенглик радиолинияларида ионосфера ғалаёнларида тўлқинларни ўтмаслиги одатда ғалаёнларида йўқлигида ҳам алоқа учун энг ноқулай ҳисобланадиган булар: тунги вақтлар, кечки ва айниқса тонги ярим соя соатлари, шарқ ёки ғарб узоқлиги бўйича жойлашган трасса ва бошқалар.

Ўрта кенгликлардаги радиолинияларни ишлашини яхшилаш бўйича асосий йўллари бу ионосферанинг ғалаёнлари даврида ишчи частотани тезкор алмаштириш ҳисобланади; техник воситалар самарадорлигини ошириш, ғалаёнлар йўқлигида ишлаш учун зарур бўлган узатгич қувватини бир неча ваттдан бир неча ўн киловаттгача кўтариш керак; катта узунликдаги радиолинияларда қоидага биноан критик частоталари кичик манфий ғалаёнларга эга ва ғалаёнланиш даври ҳам кичик бўлган жанубийроқ кенгликларида жойлашган пунктлар орқали ретронсляцияни қўллаш. Юқорида санаб ўтилган йўллар «портлаш» ютилишлари билан курашиш учун тўғри келмайди, чунки улар ютилишларни тез катталашиши билан кузатилади, бу ҳолда қисқа тўлқин радиолинияси умуман йўқ бўлади. Юқори кенгликларда ўтувчи радиолинияларда кучли ютилиш даврларида (ҳудудий ютилишлар ва қутб шапкасидаги ютилишлар) декаметрли тўлқинлар диапазонида юқори самарадорликка эга бўлган техник воситалар қўлланганда ҳам, тўғридан-тўғри алоқа таъминлаб бўлмайди. Бундай ҳолларда алоқани ушлаб туриш учун ўрта ва жанубий кенгликлардажойлашган пунктлар орқали ретронсляция қўллаш тавсия қилинади, ҳамда ионосфера ғалаёнларига таъсир этмаган тарқалиш механизмлари ёрдамида заҳиралаш: тропосфера ёки ионосфера сочилиши.

Қисқа тўлқин радиотрассасини ҳисоблаш. Траектория қиялигини бурчаги Δ ва ионосферани сфериклигини ва Ер магнит майдонини таъсирини ҳисобга олмаган ҳолда, секанс қонунини қуллаш билан қисқа тўлқин радиолиниясидаги максимал қўлланиладиган частоталарни ҳисоблаш мумкин. Ўрта кенгликдаги радиолиниялардаги одатда қўлланиладиган частоталарда, F₂ қатламни амал қилувчи аксланиш баландликлар учун қийматлар h_а қуйидагича қабул қлиниши мумкин: қиш, кундузи -250 км; қиш, тунда – 350 км; ёз, кундузи – 400 км; ёз, тунда – 250 км. Қўлланилиши мумкин бўлган максимал частоталарни ионосферани ҳар бир қатлами учун ҳисобланади ва улардан энг катта қиймат трассани ҚМБМЧ сини аниқлайди. Узун радиолинияларда ионосферадан бир неча марта аксланиш ҳисобига қабул қилиш нуқтасига тўлқин келса, ҚМБМЧ ни ҳамма аксланиш соҳаси учун аниқланади ва бу частоталарнинг энг кичиги бутун трассанинг ҚМБМЧ си ҳисобланади.

Майдон кучланганлигини ҳисоблаш. Қисқа тўлқин радиолиниясидаги майдонни кучсизланиши тўлқинни номослиги, ионосферада ютилиши, Ер сиртидан аксланиси ва бошқа сабаблар келтириб чиқаради. Майдон кучланганлигини ҳисоблаш асосий усуллардан бири А.Н. Казанцев тақдим қилган усул ҳисобланади. Бу усулни энг катта аниқлиги ўрта кенгликлардан ўтган трассаларни ҳисоблашда таъминланади. Кўрсатилган усулга мос равишда қабул қилиш нуқтасидаги майдон кучланганлигини таъсир қилаётган қиймати қуйидагидир

.

Биринчи кўпайтма эркин фазодаги майдонга мос келади. Бу ерда Р₁ – узатиш антеннасига келтирилган қувват; G₁(Δ) – узатиш антеннасининг Ернинг таъсири ҳисобга олинган изотроп нурлатгичга ниисбатан олинган кучайтириш коэффициенти, яъни G₁(Δ) = G_1maxF²(Δ), бунда F(Δ) – Ернинг таъсири ҳисобга олинган вертикал текисликдаги узатиш антеннасининг нормаллаштирилган йўналтириш диаграммаси; Δ – тўлқинни кўтарилиш траекториясининг бурчаги; r_т – тўлқинни узатиш нуқтасидан қабул қилиш нуқтасигача ўтган йўли. Иккинчи кўпайтма (0,5) майдонни (ёки қувватни) 6 дБ га камайишига мос келади. Ундан 3 дБ ли қабул қилиш антеннаси чизиқли қутбланишга эга, тўлқин эса ионосферадан акслангандан эллипстик (баъзида айлана) қутбланишга ўтади. Бошқа 3 дБ эса, ионосфера тўлқинни оддий ва ғайри оддийга парчаланади; ғайри оддий ташкил этувчи қаттиқ ютилади, қабул қилиш учун эса фақат нурланган қувватни ярими фойдали бўлади. Учинчи кўпайтма (1+R)/2 қабул қилиш антеннасини жойлашуви ўрнидаги Ердан аксланган тўлқинни таъсирини ҳисобга олади. Одатда R ни ўртача қийматини тахминан 0,8 га тенг қилиб олинади. Тўртинчи кўпайтма R^n-1 кўп аксланисли тарқалишдаги ҳолатда оркалиқ нуқталардаги Ердан сиртидан аксланишидаги қўшимча йўқотишларни ҳисобга олади. Бу ерда n – ионосферадан аксланишлар сони. Бир аксланишли линияларда n = 1 ва R^n-1 = 1 бўлади. Ва ниҳоят бешинчи кўпайтма ехр(-Г_и) ионосферадаги ютилишни ҳисобга олади. Тўла интеграл ютилиш коэффициенти Г_и, ионосфера қатламларидан ўтган ютилишлар (аксланмаган ютилишлар) ва ионосфера қатламидан аксланган ютилишлар (аксланишли ютилишлар) йиғиндиси сифатида аниқланади. Агар ионосферада ҳамма одатдаги қатламлар мавжуд бўлса ва аксланиш F₂ қатламидан аксланса, тўлиқ ютилиш коэффициенти га тенг бўлади.

Формуладаги биринчи қўшилма аксланмайдиган ютилишни аниқлайди. Юу ерда А_Σ – ионосферани Е қатламининг критик частотаси ва трассани узунлигига боғлоқ бўлган коэффициент (20.6-расм); МГц да кўрсатилган ишчи частота f_и ва гиромагнит резонанснинг бўйлама частотаси f_L (f_L = 0,8 МГц). Ионосферани (f_кр^Е) ионлашиш даражаси қанча катта бўлса, шунчалик унинг солиштирма ўтказувчанлиги ва ютилиши катта бўлади.

20.6-расм. А_Σ ни f_кр^Е дан боғлиқлик графиги

Трассани узунлиги қанча катта бўлса, аксланмайдиган қатламлардан тўлқин шунча кўп йўл босади ва шунчалик кўп ютилиш бўлади.Формуладан ишчи частота f_и ни кичиклашиши билан йўқотишлар кўпаяди, чунки ионосфера ўтказувчанлиги ошади. Формуладаги иккинчи қўшилма тўлқинни F₂ қатламдан акслангандаги аксланиш ютилишини баҳолайди. B_F2 коэффициент трасса узунлиги ва тўлқинни аксланиш ишчи баландлигига боғлиқ (20.7-расм). Расмдан кўриниб турибдики r нинг қиймати ўсиши билан B_F2 нинг қиймати кичиклашади, яъни ютилиш камаяди. Буни жуда узун бўлган трассаларда аксловчи қатламни ичига кам сингийдиган ва камроқ ютиладиган траекторияси ясси бўлган тўлқинлар қўлланилади.

20.7-расм. B_F2 ни радио трассани узунлигига боғлиқлик графиги

Радиоэшиттиришнинг иш фаолиятига тарқалиш шартларини таъсири. Декаметрли тўлқинлар диапазонининг юқори сатҳдаги ҳалақитлар билан жуду ҳам юкланганлиги ва қабул қилиш сифати нисбатан паст бўлганлиги сабабли радиоэшиттириш учунқулланилиши чегараланган. Қисқароқ ёки узунроқ бўлган тўлқинларда ишлайдиган тизимларни чегараланган тарқалиш радиуси сабабли қўллаб бўлмайдиган ҳолда, қисқа тўлқин диаоазони одатда бориш қийин бўлган узоқ жойлашган ҳудудларга радио узатиш учун қўлланилади. Декаметрли тўлкинлардаги узатишлар ионосфера тўлқинлари ёрдамида берилган ҳудудга хизмат кўрсатишини назарда тутади. Узатиш учун тўлқинлар жадвали бутун йил фаслларини ҳисобга олган ҳолда тузилади. Натижада кўп ҳолларда оптимал ишчи частотадан (ОИЧ) узоқдаги частоталарда иш олиб борилади, бу эса сигнал сатҳини ва қабул қилиш сифатини пасайишига олиб келади. Фақат табиий келиб чиқишли ҳалақитларни ҳисобга олгандаги майдоннинг миниамл руҳсат этилган кучланганлиги Е_min = 50 дБ билан аниқланадиган радиоэшиттириш узатгичининг хизмат кўрсатиш зонасини чегараси мавжуд.

Қисқа тўлқинлар диапазони учун ионосфера тўлқини билан Ерни қоплайдиган энг кичик масофадан ҳам одатжа кичик бўладиган ер тўлқинини таъсир қилиш радиусида доимий қабул қилиш имкони бўлмайдиган ўлик зоналари мавжуд. Бу зонани ички радиуси ер тўлқинининг майдон кучланганлигини ҳисоблаш йўли билан аниқланади. Узатиш антеннасидан турли масофалардаги майдон кучланганлигини ҳисоблаш билан майдон сатҳи руҳсат этилган минимал қиймати тенг бўлган масофа аниқланади. Ташқи радиус ионосферага тўлқинни критик тушиш бурчаги бўйича аниқланади. Агар биринчи яқинлашишда ионасферани аксланиш қатламини етарлича юпқа деб ҳисобланса, унда «ўлик зонани» ташқи радиусини яқинлаштирилган формула бўйича баҳолаш мумкин:

.^1/2

Формуладан f_и = f_кр частотада ўлик зона ташқи радиуси нолга тенг бўлиши кўриниб турибди. Частота ошиши билан ўлик зонанинг радиуси катталашади, f_и = ҚМБМЧ бўлганда радиус максимал қийматга етади.

Тўлқин жадвали. Ишчи диапазонни чегара частоталари (ҚМБМЧ ва ҚМБЭКЧ) сонли баҳоланиши одатда лойҳа материалларига асосан амалга оширилади. Ишчи диапазонни юқори чегараси ҚМБМЧ ни соат ўрта қийматлари ёрдамиад аниқланади. Лекин, берилган сутка соатининг ойлик мадиана ҚМБМЧ да ишлаганда, критик частоталар флуктуацияси сабабли бу соатда тўлқинни ионосферадан аксланишини берилган ойни таҳинан 50% кунида олиш мумкин. Бир ойни 90% вақт мобайнида аксланиш шарти бўйича алоқани таъминлайдиган частотани оптимал ишчи частота (ОИЧ) дейилади ва тўлқин жадвали тузилаётганда ишчи частота диапазонини юқори чегараси ҳисобланади. Кузатишни статистик қайта ишлашлари ионосфера тинч ҳолатида ОИЧ F₂ қатламни ойлик ўрта ҚМБМЧ сидан 10...20% га паст бўлишини кўрсатди. Лекин F₂ қатламни флуктуациялари ҳар доим бир хил бўлмайди: улар кундан тунга ўтишида ўзгаради ва кузатиш нуқтасини географик жойлашувига боғлиқ. Шу сабабли ОИЧ ни аниқ ҳисоби ҚМБМЧ ни флуктуация ҳақидаги маълумотлар ва радио тўлқинларни тарқалишини ойлик башоратида келтириладиган махсус номаграммалар бўйича олиб борадилар. Бундай аниқликлар флуктуациялар жуда катта ва ОИЧ ҚМБМЧ дан 40% га кичик бўлиши мумкин бўлган қутб жойларидан ўтувчи радиолиниялар учун жуда муҳим.

Ҳар бир радиолиния учун халқаро қоидага биноан бир қатор ўзгармас частоталар ажратилади. Узун магистрал линиялар учун бундай частоталар сони тўрта ёки бешта, маъсулияти камроқ бўлган линияларда – иккита ёки учтадан бўлади.

Ҳар бир ой учун тўлқин жадвали тузилади, унда суткани турли соатларида ажратилган частоталардан қайси бирида ишлашни кўрсатади. Бунинг учун башорат маълумотлари бўйича сутканинг вақтига ОИЧ ва ҚМБЭКЧ ларни боғлиқлиги ҳисобланади ва графиги қурилади (20.8-расм). Ҳар бир берилган вақти давомида иш ОИЧ дан кичик ва ҚМБЭКЧ дан катта бўлган ихтиёрий частоталарда олиб борилиши мумкин. Бириктирилган частоталар тўпламидан суткани турли даврларига ОИЧ га яқин бўлган частоталар танланади, чунки ишни барқарорлиги юқори бўлади. Трассани ғарбий ва шарқий қисмларида ионосферани ҳолати турлича бўладиган трасса қисман ёритилган соатларида таҳминан параллеллар бўйлаб йўналтирилган узун линиялар учун тўлқин жадвалини тузиш қийинроқ. Ёритлмаган ҳудудда F₂ қатламни электрон концентрациясини сахардаги минимуми бутн линия учун ОИЧ ни қиймати кичик бўлишига олиб келади. Шу вақти ўзида ёритилган қисмида катта ютилишлар бўлади, шунинг учун ҚМБЭКЧ лар катта бўлиб қолади. Жуда ҳам қийин линияларда ҚМБЭКЧ ОИЧ дан катта ҳам бўлади. Бундай ҳолларда тўғри алоқа мумкин бўлма қолади ва таҳминан трассани ўртасида жойлашган пункт орқали ретрансляцияни қўлланилади.

20.8-расм. Тўлқин жадвалини қуриш учун график

Баландлашиш бурчаклари ва антенналар йўналтириш диаграммаларига талаблар. Қисқа тўлқинлар диапазонида оптималга яқин частоталарда ишлаганда, қабул қилиш нуқтасида майдон одатда ионосферадан турлича мартааксланига учраган бир неча тўлқинлар билан шаклланади. Ҳар хил фасллар ва суткалар даврида алоҳида тўлқинларни майдон кучланганлиги сатҳлари орасидаги муносабат ўзгаради. Шу сабабли узатиш ва қабул қилишда антеннани барқарор ишлашини ушлаб туриш учун, тўлқиноарни энг катта амплитудаларига мос келувчи спектр бурчаги йўналишида жадал нурланиш ва қабул қилишни таминлаш керак. Вертикал текисликдаги антеннани йўналтириш диаграмма қиялиги ва кенглигини танлашда, траекторияни қиялик бурчагини ўртача қийматини ∆_ўрт ҳам, ∆_ўрт га нисбатан мумкин бўладиган флуктуацияларни ҳам ҳисобга олган ҳолда амалга ошириш тавсия этилади. ∆_ўрт ни ўртача қийматини амал қилувчи баландликларнинг доимий сутка ва фасл ўзгаришларини ҳисобга олган ҳолда ҳисобланади. ∆_ўрт бурчакларни юқори чегараси F₂ қатламни баландлиги максимал бўлган даврида берилган трассада бу қатламдан кузатилган мумкин бўлган аксланишлар максимал сони билан аниқланади. Бутун линия учун ∆_ўрт бурчакларни пастки чегараси одатда таҳминан 2...3˚ га тенг деб олинади. Жуда паст бурчакли траекториялар ионосферда кучли кучсизланишлар ва Ерни таъсири сабабли кам самаралидир. 2000...3000 км дан узун бўлган трассалар учун реал кузатиладиган траекторияларни ҳисобга олган ҳолда ∆_ўрт бурчакларнинг ҳисобланган пастки ва юқори чегаралари 20.2-жадвалда келтирилган.

Траектория қиялик бурчагининг флуктуацияси ўртача қийматларга нисбатан кўп ҳолларда жуда аҳамиятли бўлади. Улар турли сабабларга боғлиқ, уларда бири аксловчи қатламни жойлашиш баландлигини узлуксиз тасодифий ўзгариши, бошқаси эса горизонтал ўлчами бир неча юз километрга эга бўлган ионосферани аксловчи соҳаси кўпинча сферик-қатламли ҳисобланмайди. Шу сабабли қабул қилинаётган сигнални шаклланишида ўзгарувчан ёки бир вақтни ўзида ионосферани бир неча соҳаси иштирок этади. Тақсимланишни бундай табиати, битта нурни қабул қилишида ҳам бурчакларни кенг секторда тўлқинни энергиясини тақсимланишига, яъни траекторияларни қиялик бурчакларини флуктуациясига олиб келади.

20.2-жадвал

Баландлик бурчакларини пастки ва юқори чегаралари

Трасса узунлиги, км	∆min^0	∆max^0	Траектория турлари
2000...3000	2...3	20	1F, 2F
3000...4000	2...3	15...18	1F, 2F
5000...7000	2...3	10...12	2F, 3F
7000...10000	2...3	10...12	3F, 4F, 5F

Қиялик бурчакларини флуктуациясини кўп нурли қабулида тўлқинни энергия тақсимланиши ҳар бир траекториялар ва бурчак секторларига тўғри келади, бир-бирини қисман ёки бутунлай ёпиб (бир-бирига ҳалақит бериб қўшилиши) ташлашлари мумкин. Қисқа тўлқинли алоқа линияларни ҳисоблаш ва лойиҳалашда, турли трассаларга учун турли вақт даврларига ∆ бурчак мумкин бўлган флуктуациялари тўғрисидаги сонли маълумотларга эга бўлиш зарур. Ўрта кенглик радиолинияларда ўлчашлар натижасида олинган бундай маълумотлар 20.3-жадвалда келтирилган.

20.3-жадвал маълумотларидан ўртача қийматларга нисбатан траектория қиялик бурчагининг солиштирма кичик флуктуациялари фақат ёзни кундузги вақтида бўлиши кўриниб турибди. Тунги даврлар учун қисқа трассада ҳам узун трассада ҳам жуда кенг бурчак секторида тўлқин энергияси тақсимланиши айниқса қишки вақтларда жуда катта қийматлардаги флуктуацияларга мойилдир.

Горизонтал текисликда антеннанинг йўналтириш диаграммаси кенглигига нурлар девиацияси деб номланувчи ҳодиса таъсир кўрсатади, яъни катта айлана ёйидан тўлқинни тарқалиш йўналишидан оғишидир. Нурлар девиациясининг асосий сабаблари трассага перпендикуляр йўналишдаги ионосфера аксловчи қатламларининг қиялиги, ҳамда ионосфера ножинсликларидаги ён сочилишлари ҳисобланади. Антенналар горизонтал текисликда узатиш ва қабул қилиш пунктларини боғлаб турувчи катта доира ёйига нисбатан ± (3...5⁰) бурчак диапазонида жадал нурланиш ва қабулни таъминлаши керак. Юқори кенгликларда ионосферани катта ножинслигидан нурларнинг девиация бурчаги катта бўлади.

20.3-жадвал

Фасл давридаги қиялик бурчакларини флуктуациялари, градусларда

Трасса узунлиги, км	Ёз		Қиш
	Кундуз	Тун	Кундуз	Тун
1000...3000	±2	±6	±4	0...24
3000...5000	±3	±8	±6	0...30

Ишлашнинг барқарорлиги. Қисқа тўлқинлар диапазонидаги магистрал алоқа линиялари асосан дискрет ахборотни узатиш учун қўлланилади, шу сабабли маълум вақт мобайнида руҳсат этилган хато қабул қилинган жўнатмалар сонини таъминлаш эҳтимоллиги сифатида аниқланади. Одатда дискрет телефонни ишлашида нисбий хатолар сони суткани 70% вақт мобайнида 10^-2 дан катта бўлмаслиги, магистрал телегрфда - суткани 90% вақт мобайнида 10^-3 дан катта бўлмаслиги ва рақамли маълумотлар узатилганда - суткани 98% вақт мобайнида 10^-4 дан катта бўлмаслиги талаб қилинади. Ишлашнинг барқарорлиги сигнал ва ҳалақитни узлуксиз ўзгариши ҳисобига доимий ва доимий бўлмаган ўзгаришларга дуч келадиган қабул қилгич киришидаги кузатилаётган сигнал-ҳалақит нисбатига боғлиқ. Ахборотни узатиш тезлиги камайтирилганда ва руҳсат этилган хатолик эҳтимолиги кўтарилаганда сигнал-ҳалақит нисбатини ҳудди ўша қийматида алоқа линиясини ишлашининг барқарорлиги ошади.