МАВЗУ 21. УЛЬТРА ҚИСҚА ТЎЛҚИНЛАРНИНГ ТАРҚАЛИШ ХУСУСИЯТЛАРИ

21.1. УҚТ диапазонида ер тўлқинларини тарқалиши

Метрли, дециметрли ва сантиметрли диапазонининг (жуда юқори частота - ЖЮЧ, ультра юқори частота - ЎЮЧ ва ўта юқори частота - ЎЮЧ частота диапазони) радио тўлқинлари Ердаги алоқа ва эшиттириш тизимларида кенг қўлланилади. Бундай тизимларнинг кўпчилиги ер тўлқинида ишлайди. Фақат тўлқинларни трапосфера ва ионосферадаги сочилиши билан ишловчи алоқа линиялари кирмайди. Кўрилаётган частота диапазонларида ер тўлқинининг барқарор ишлаши тўғридан-тўғри кўриниш масофаси билан чегараланган. Бир вақтни ўзида дециметрли ва сантиметрли диапазонини ишлатувчи, бир неча минг километрларгача узунликдаги магистрал линиялари кенг тарқалган. Бу линиялар қабул қилиб узатувчи радиорелели станциялар (РРС) занжири кабидир. Қўшни РРС бир-биридан ўрта рефракция шароитида узатиш ва қабул қилиш антенналари орасида тўғридан-тўғри кўриниш масофаси ошмайдиган масофада жойлашади. Ҳар бир оралиқ РРС да қабул қилинаётган сигнал кучайтирилади ва кейинги станцияга узатилади. Қўшни станциялар орасидаги линия қисми ретрансляцион интервал дейилади. Бундай принцип бўйича қурилган линиялар тўғридан-тўғри кўриниш билан чегараланган интервалли радиорелели линия (РРЛ) дейилади. Рақамли РРЛ лар (РРРЛ) жуда кенг ўтказиш полосасига (100 МГц гача ва ундан юқори) эга бўлганлиги сабабли, улар асосан фақат 10 ГГц (тўлқин узунлиги 3 см дан кичик бўлган) частоталардан юқори бўлганда ишлаши мумкин. Телевизион узатиш ва радиоэшиттириш тизимлари асосан метрли тўлқин диапазонида ишлайди. Бу диапазонда эшиттириш узатгичларини барқарор таъсир қилиш радиуси ҳам таҳинан тўғридан-тўғри кўриниш масофаси билан чегараланган. Станцияни таъсир қилиш радиусини ошириш учун антенна ўрнатиладиган минора баландлиги ҳисобидан ҳам, табий рельеф баландлиги ҳисобидан ҳам узатиш антеннасини баландроқ жойга ўрнатишга интилишади. Мисол сифатида Тошкент радиотелевизион узатиш марказининг антенналар мажмуасин келтириш мумкин, унинг баландлиги 375 метр.

Сиртнинг ғадир-будирлиги. Рэлей мезони. Ер сирти ҳеч қачон идеал силлиқ бўлмайди. Теккислик ҳудуди ҳам кўп сонли хаотик жойлашган нотекисликлариги билан қопланган. Ер тўлқинининг майдонини интерференцион тузилишида тарқалиш шароитига аксланиш учун мавжуд бўлган зона чегарасидаги тақсимланган ҳудуд нотекисликлари таъсир кўрсатади. Сирпаниб тарқалишда деярли бутун трасса бўйлаб ҳудуд нотекислигини ҳисобга олиш зарур. Агар ер сиртини катта бўлмаган нотекисликлари ўртача бир текис жойлашагнан бўлса, унда бундай сиртни ғадир-будир дейилади. Ишчи тўлқин узунлигига боғлиқ равишда ғадир-будир сирт бўлиб денгизни тўлқинланган сирти, майса ёки чаклакзор билан қопланган текислик ва бошқалар. Ғадир-будир сирт устидан тўлқин тарқалганда ер тўлқинининг майдонини сочилиши юз беради, бу берилган йўналишдаги энергия оқимини кучсизланишига сабаб бўлади. Бу кучсизланишни ҳисобга олиш усули мавжуд.

21.1-расм. Рэлей мезонини аниқлаш учун

Очиқ трасса шароитида метрли, дециметрли ва сантиметрли тўлқин диапазонларида ишлаганда ерни мавжудлиги аксланган тўлқин кўринишида намоён бўлади. Бу ҳолда ғадир-будир аксловчи сиртдан сочилиши натижасидаги майдон кучсизланиши самарали аксланиш коэффициенти R_сам ёрдамида ҳисобга олинади. R_сам катталиги доим кўзгули аксланиш коэффициенти R дан кичик бўлади, у силлиқ акслаш сирти учун тўғридир. Ғадир-будир сиртни нотекислик даражаси Рэлей мезони ёрдамида баҳоланади. Текис тўлқин сирпаниш бурчаги ∆ остида горизонтал ∆h чуқурликли текис сиртга тушсин (21.1-расм). А'С'В' нур чуқурликка тушиши ва сирпаниш бурчаги ∆ билан аксланади ва S текислигида текис сиртдан аксланган АСВ нуридан ∆φ = (2π/λ)2∆hsin∆ фазага фарқ қилади. Одатда нотекисликни ғалаёнланиш таъсирини ҳисобга олмаслик мумкин, агар ∆φ < (π/4…π/2) бўлса. ∆φ_mах критик қийматга мос келувчи критик баландликни ∆h_mах орқали белгилаймиз ва ∆h_max = λ/[(16…8)sin∆] оламиз. sin∆ ≈ ∆ бўлгандаги ясси траектория учун ва одатда критик қиймат сифатида қабул қилинадиган ∆φ_mах = π/2 ифодани соддалаштиради ∆h_mах ≈ λ/(8∆). Агар нотекислик баландлиги ∆h ≤∆ h_mах ≈ λ /(8∆) бўлса, унда аксланишни кўзгули дейилса бўлади. Бу шарт Рэлей мезони дейилади, у тушаётган тўлқинни траекторияси қанча ясси бўлса, нотекисликни ғалёнланиш таъсири шунчалик кучсиз бўлади. Шундай қилиб 10 см ли тўлқинни ∆ = 5° критик баландлиги фақатгина 14 см тенг, бурчакни 0,5° гача камайтирилса руҳсат этилган нотекислик ўлчами 1,4 м гача ошади. Рэлей мезони тахминий табиатга эга, чунки нотекислик шаклини, майдон қутбланишини ва бошқаларни ҳисобга олмайди. Лекин ўлчашлар сиртни ғадир-будирлиги таъсирини бу мезон сифатли тўғри баҳолайди. Агар очиқ трассаларда минимал зона чегараси аксланиш учун нотекислик баландлиги ∆h > ∆h_mах, унда интерференцион формулаларда самарали аксланиш коэффициенти R_сам қўлланилади. R_сам катталиги ҳар хил кўринишдаги ғадир-будир сиртлар учун эксперементал маълумотларни статистик қайта ишлаш натижалари бўйича аниқланади.

Понасимон тўсиқли очиқ ва ёпиқ трассалардаги майдонни ҳисоблаш. Пона аппроксимацияси тоғли чўққи, тик қирлар, бино қўринишидаги биттали тўсиқ туридаги тўсиқлар учун қўлланилади. Понасимон аппроксимация трасса бўйлаб тўсиқ ўлчами мавжуд бўлган тарқалиш эллипсоиданинг ўлчамидан анча кичик, кўндаланг бўлса кўндаланг ўлчамидан анча катта бўлганда тўғри бўлади. Бу шартларни бажарилганда, трасса кўндаланг қисмидан чексиз тиниқ бўлмаган экран жойлашган ва дифракция шартлари Френелни оптик дифракциясига мос келганлик нуқтаи назаридан майдонни ҳисоблашни олиб борадилар.

Меъёрлаштирилган дераза u₀ га боғлиқ бўлган кучсизланиш қупайтмасини Н(g_т) дераза орқали белгилаш қулай ва экранни нисбий координатасини k = r₁ / r бўлса

.

Меъёрлаштирилган деразани нисбий дераза билан ҳам боғласа бўлади

u₀ катталигини билган ҳолда эгрилик бўйича кучсизланиш кўпайтмаси аниқланади. Трассада понасимон тўсиқлар борлигида ва у ерда оптик кўриниш йўқ бўлганда, лекин узатгич ва қабул қилгични тўсиқ чўққисдан кўриш мумкин бўлса, баъзи шароитларда «понасимон тўсиқ билан кучайтириш» эффекти деб номланувич ҳодиса кузатилади. Бу эффектни соддароқ тасавур қилиш мумкин, агар қабул қилиш нуқтасидаги майдонни тўрта тўлқин интерференцияси натижаси деб ҳисобласа бўлади. А ва В пунктлар орасида понасимон тўсиқ жойлашган (21.3-расм). Бунда узатиш пункти ва тўсиқ орасидаги, ҳамда тўсиқ ва қабул қилиш пункти орасидаги трасса қисмлари етарлича текис ва улардан жадаллик билан тўлқинлар аксланади. Унда аксланиш натижасида В нуқтасидаги майдонни тўғри 1 ва аксланган 2 тўлкинлари уйғотган майдонлар йиғиндиси сифатида кўриш мумкин. 1-тўлқин тўсиқ ортида 3 ва 4 тўлқинларни уйғотади. 2-тўлқин 3΄ ва 4΄ тўлқинларни уйғотади. Тарқалиш йўлида ҳамма тўлқинлар тўсиқ қирғоғида дифракцияланади. Тўсиқ билан кучайтириш эффекти агар кичик дераза ҳолатида мумкин бўлган тўсиқни айланиб ўтишида йўқотишлар жуда катта бўлмаса, яъни баландлашиш бурчаклари ∆ и ∆' кичик бўлганда. Аксланган тўлқинларни 2, 4 ва 4΄ ясси траекториялари ҳолида, тахминан ердан тўсиққача ва тўсиқдан кейинги аксланиш коэффициентлари бир хил ва -1 га тенг деб ҳисоблаш мумкин. Ҳамма тўлқинлар учун дифракцион йўқотишлар ва тахминан тўлқинлар босиб ўтган йўллар ҳам тенг. Бундан келиб чиқадики, эркин муҳитда ҳар бир тўлқин майдони Е₀ га тенг. Тўртта тўлқинни фазаларини ҳисобга олган ҳолда йиғиндиси натижавий майдон қуйидагига тенг

Е = Е₀V(u₀){ехр[ - j(2 π / λ) (ρ₁ + ρ₃)] – ехр[ - j(2 π / λ) (ρ₁ + ρ₄)] – ехр[ - j (2 π / λ) (ρ₂ + ρ₃)] + ехр [ - j(2 π / λ) (ρ ₂ + ρ ₄)]} .

21.3-расм. Понасимон тўсиқ ёрдамида кучайтириш эффектини аниқлаш учун.

21.3-расмда белгиланганларни ҳисобга олган ҳолда ҳисоблашлар олиб борилиб, натижавий майдон катталигини оламиз

Е_mах = 4Е_оmахV(u₀)sin[2 πh₁h_np / (λr₁)]sin[2 π h₂h_np / (λr₂)].

Формуладан понасимон тўсиқ мавжудлигида V(u₀)→-1 бўлганда, h₁, h₂, h_пр, λ, r₁,r₂ аниқ бир муносабатларида қабул қилиш нуқтасидаги майдон эркин фазодаги майдондан тўрт баравар катта бўлиши мумкин. Агар радиолиниянинг узунлиги тўсиқ йўқлигида чуқур соя соҳасида бўладиган ва майдонни дифракцион кучсизланиши катта бўлса, унда бу майдон билан «тўсиқ билан кучайтириш» эффекти солиштирилса жуда катта бўлиши мумкин. Понасимон шаклдаги тоғлар тизмасининг дифракцияси ҳисобига катта узунликдаги алоқа линиялари яратиш имкони бор. Бундай линияларда корреспондент пунктларни жойлашувини тажрибалар билан аниқланади, чунки ҳисоблашлар маълум рельефни ҳамма мураккаблигини ҳисобга олилмайдилар.

Метеорологик шароитлар ўзгариш жараёнида ва рефракция ўзгаришида интерференцияланувчи тўлқинлар орасидаги фаза ўзаро нисбатлар ўзгаради.

Ер тўлқинини очиқ ва ярим очиқ трассалардаги майдон кучланганлигининг флуктуацияси. Очиқ ва ярим очиқ трассалардаги ер тўлқинининг майдон кучланганлигини вақт бўйича ўзгармас бўлиб қолмайди. Майдон флуктуацияларини келтириб чиқарадиган сабаблрга боғлиқ равишда, бу флуктуациялар турлича давомийликка эга бўладилар ва бир ҳолатларда тинчланиш синфига, бошқаларда эса – майдон қийматини унинг ўртача қийматдан узоқ вақтга оғиш синфига киритиш мумкин. Ҳамма ҳолларда флуктуациялар тасодифийлик табиатига эга. Ҳосил бўлиш сабабларига боғлиқ равишда қуйидаги асосий тинчланишлар турлари фарқланади.

Субрефракцион (манфий рефракцияда) тинчланишлар қуруқлик текисликлардаги трассалар учун мойил, айниқса линиядаги деразани кичиклашишига олиб келувчи субрефракция ҳосил бўладиган метео шароитлар куп ҳолларда ёзги ва баҳорги вақтларда кузатлади. Агар ўрта рефракцияда дераза нисбатан унча катта бўлмайди, субрефракцияда эса трассанисезиларли сояланиши ва дифракцион йўқотишлар ҳисобига майдон кучсизланиши содир бўлиши мумкин. Бундай кўринишдаги кучсизланиш одатда бир неча ўн минутдан бир неча соатларгача катта давомийликка эга бўладилар, чунки инерцион метеорологик жараёнлар билан боғлиқ, масалан, ердаги туманлар. Субрефракцион тинчланишларни чуқурлиги кенг частота диапазонида 20...30 дБ гача ва ундан юқори бўлиши мумкин.

Флуктуацияни иккинчи кўриниши очиқ трассаларда кузатилади, интерференцион келиб чиқишига эга. Бир қатор градиент g_т қийматларида тўғри ва ердан аксланган тўлқинлар фазасини қарама-қарши қўшилиши содир бўлади ва натижавий майдон жуда кучсизланган бўлиб қолади. Бундай тинчланишлар чуқурлигиаксланган ва тўғри тўлқинлар амплитудаларини бир-бирига қандай қийматда бўлишига боғлиқ. Аксланган тўлқин қуруқ текисликдаги трассаларда, суст кесиб чиқилган, ўрмон қоплами йўқ ҳудудда, ҳамда катта сув сиртлардан ўтувчи трассалар кўпроқ жадал бўлади. Бу турдаги тинчланишни давомийлиги 25...30 дБ чуқурликда секунд – ўнлаб секундларни ташкил қилади. Бу тинчланишлар фазовий ва частота танловчанлиги эга бўладилар, чунки частотада ва йўлни узунлигини ўзгариши интерференцияланувчи тўлқинлар орасида сезиларли фаза силжишига (сантиметрли ва дециметрли тўлқин диапазонида) олиб келади.

Флуктуацияни учинчи кўриниши ҳам интерференцион келиб чиқишли, қабул қилиш нуқтасида булутлар туридаги қатламли ножинсликлар, метеорологик фронтлар, инверсион қатламлар ва бошқалардан аксланган тўлқинлар пайдо бўлишига боғлиқ. Бундай ножинсликлардан аксланган тўлқинлар, тўғри тўлқин ва бир-бирлари билан интерференцияланади. Ножинсликларни баландлиги салгина ўзгариши ҳам интерференцияланаётган тўлқинлар орасидаги фазавий ўзаро нисбатларнинг тезкор ўзгаришига олиб келади. Натижада бу флуктуациялар частота ва фазовий танловчанлигига эга бўлган тез тинчланишлар синфига киради. Тнчланишларни 25...30 дБ чуқурликдаги уларнинг ўртача давомийлиги секундни улушларини ташкил қилади. Тўлқин қанча қисқа ва трасса узунроқ бўлиши билан, шунчалик бу тинчланишлар эҳтимоллиги орта бошлайди. Улар асосан 10...15 см дан қисқа бўлган тўлқинларда ва метео шароитларга боғлиқ равишда денгиз яқинларидаги ҳудудларда, ҳамда тоғли ҳудудларда кузатилади. Бундай трассаларда бу тинчланишлар ишнинг барқарорлигини аниқловчилари бўлиши мумкин.

Тўртинчи кўриниш линияда ёғингарчилик пайдо бўлишига боғлиқ бўлган майдонни доимий бўлмаган кучсизланишдир. Бу кўринишдаги кучсизланиш 10 ГГц частота учун сезиларли. Ишнинг барқарорлиги ҳисобланганда линиялар бошқа ёғингарчиликларга нисбатан одатда энг катта кучсизланишга эга бўлган ёмғирдаги кучсизланишларни баҳоланади. Жуда ҳам кучли ёмғирларда бу кўринишдаги тинчланиш кучли ёмғир мавжудлиги вақти давомида алоқани узилишига олиб келиши мумкин.

Ер тўлқинининг тарқалиши ва радиоэшиттириш тизимларини ишлаш шароити. Майдонни статистик ҳисоблаш усули.

Радиоэшиттириш тармоғини ишлаш шароити, бу бир узатгични нурлаган сигнални бир вақтни ўзида маълум ҳудудда тасодифий тақсимланагн жуда кўп қабул қилиш пунктларда қабул қилинади. Рельеф табиатига қараб, бу ҳудуд ичидаги қабул қилиш шароититурлича бўлиши мумкин. Бундан ташқари қабул қилинаётган майдон тез ва секин флуктуацияларга таъсирланган ва унинг ўртача қиймати иқлим шароитларга боғлиқ равишда ўзгаради. Натижада Радиоэшиттириш тармоғида майдон кучлангалигини ўлчашларга асосланган тасодивий характеристикалар билан баҳолаш қабул қилинган. Уни айтиш зарурки, радиоэшиттиришни қабул қилиш шароитини баҳолашда иқлим шароитларга боғлиқ дисперсияли логарифмик-нормал тақсимланишга бўйсинадиган майдоннинг оний қийматлари деб, фақат секин флуктуацияларни ҳисобга олинади. Тез тинчланишлар секундни улушларида ва секундни ўзи ҳам инсонни эшитиш ва кўриш аппаратларини инерционлиги сабабли телевизион ва радиоэшиттириш қабул қилиш сифатига таъсир қурсатмайди. Майдонни статистик характеристикалари учун параметрлари бўлиб частота диапазони, иқлим ҳудуд, рельефни ўртача шароити, кузатишни вақт фоизи, берилагн майдон кучланганлиги кузатилиши мумкин бўлган қабул қилиш пунктлар фоизи. Майдон кучланганлиги РЧХКК графикларидаги эгри чизиқлар ёрдамида аниқланади. Мисол сифатида 21.4-расмда ўрта кесилган ва мутадил иқлим шароитларидаги ЖЮЧ учун тўғри келадиган учта эгри чизиқлар келтирилган. Бу эгри чизиқлар билан аниқланадиган майдон кучланганлигининг қабул қилиш пунктларида 50%, 10% ва 1% вақт мобайнидаги катталиги 50% га ошади.Эгри чизиқлар 1 кВт эквивалент нурланиш қуввати учун қурилган, бунда узатиш антеннасининг таянчини баландлиги h₁ = 300 м га, қабул қилиш антеннасининг таянчини баландлиги h₂ = 10 м га тенг. Эгри чизиқлар вертикал ва горизонтал қутбланган тўлқинлари учун тўғри. Кўрсатилган тавсияда бир қаторУЮЧ диапазони учун шу каби эгри чизиқлар бор. Ҳар бир диапазон учун рельефни нотекислик даражасини ҳисобга тўғирлаш коэффициентлари ва узатиш ва қабул қилиш антенналар таянчининг баландлиги берилади.

21.4-расм. Радио бўйича халқаро маслахат қўмитаси графиклари

Радиоэшиттириш узатгичини хизмат кўрсатиш зонаси. Радиоэшиттириш узатгичини фойдали зонаси ёки хизмат кўрсатишзонаси деб, 50% қабул қилиш пунктларида 90% вақт мобайнида берилган сифат билан оммавий қабул қилиш аппаратураларига радиоэшиттиришни зона чегарасида қабул қилинадиган ҳудудга айтилади. Халқаро меъёрларга кўра 10% вақт мобайнида сезиларли ҳалақитларни бўлиши руҳсат берилади. Қабул қилиш сифати ҳалақитни турига боғлиқ равишда турли параметрларбилан баҳоланади. Ҳалақитлар икки гуруҳга бўлинади: биринчи гуруҳга табиий ва саноат ҳалақитлари киради; иккинчисига – станциялар ҳалақитлари. Радиоэшиттиришни сифатли қабули учун фақат табиий ва саноат алақитларини ҳисобга олган ҳолда хизмат кўрсатиш зонасининг ичида қуйидаги шарт бажарилиши керак: Е_фой. >> Е_фой.min, Е_фой. – фойдали сигнал майдон кучланганлиги; Е_фой.min – фақат табиий ва саноат ҳалақитлари (шовқинлари) мавжудлиги ва ∆f, кГц полосада берилган қиймат U_фой./U_ш нисбатидан ошиши зарур бўлган фойдали сигнални минимал руҳсат этилган майдон кучланганлиги. Радиоэшиттириш тармоқларида U_фой./U_ш нисбатини эмас, балки нохушроқ шароит учун хизмат кўрсатиш зонаси чегарасида фойдали сигна майдони минимал бўлган Е_фой.min қийматини меъёрлаштиради.

Икки ҳолатни фарқлайдилар. Агар зона чегараси қишлоқ ҳудудидан ўтса, у ҳолда метрли ва дециметрли тўлқин диапазонида Е_фой.min ни қиймати қабул қилгични ички шовқинлари ва космик шовқинлар билан аниқланади. Бу шароитларда метрли тўлқин диапазонидаги телевидения учун Е_фой.min = 300...700 мкВ/м қабул қилинган. Меъёр каналнинг частотаси ошиши билан кўтарилади. Овоз эшиттириши учун Е_фой.min = 200 мкВ/м га тенг деб қабул қилинган. Иккинчи ҳолат шаҳардаги қабулга тегишли, бу ерда саноат ҳалакитлар катталиги сабабли мос равишда телевидения учун 5000 мкВ/мва овоз эшиттириши учун 1000...3000 мкВ/м қиймат билан баҳоланади. Радиоэшиттиришини станцияларнинг ҳалақитлари борлигида сифатли қабули учун қуйидаги шарт бажарилиши керак Е_фой. ≥ АЕ_ҳал, бунда А – қабул қилгич чиқишидаги зарур ҳимоя нисбатининг коэффициенти; Е_ҳал – ҳалақит берувчи станцияни майдон кучланганлиги йиғиндиси. Одатда фойдали зона чегарасида АЕ_ҳал кўпайтмаси Е_фой.min қийматидан катта ва алоҳида узатгичларни фойдали зонаси чегарасида АЕ_ҳал катталиги Е_фой.min га тенг бўлиши радиоэшиттириш тармоғини лойиҳалаштиришдаги асосий масаласидир.

Узатиш антеннаси яқинидаги майдон тақсимланишига маҳаллий предметларни таъсири. Метрли ва ундан қисқа тўлқинлардаги қабул қилиш шароити қабул қилиш антеннасини, уни атрофида ўраб турган предметлар ва маҳаллий рельеф нотекисликларига нисбатан жойлашишига боғлиқ. Яқин жойлашагн бинолар, миноралар, ўсимликлар, жарликлар қияликлари, катта бўлмаган тепаликлар уларни жойлашишига боғлиқ равишда сояловчи тўсиқ ёки аксланган тўлқинларни маҳаллий манбаси бўлиши мумкин. Алоҳида тўсиқларни соялаш таъсири тўсиқнинг орқасида майдон икки жараён натижасида ҳосил бўлишига олиб келади: дифракция ва тўсиқ ичига сингиш. Кўрилаётган диапазони тўлқинларининг дифракцияси катта йўқотишлар билан юз беради. Бино деворлари, дараҳлар гуруҳи туридаги тўсиқлар ичига сингиш ва ютилиш ҳисобига бошқа катта йўқотишлар билан ҳам кузатилади. Бундай тўсиқлар ортида майдонлар фақат дифракция натижасидапайдо бўлади. Темир-бетонлар бино ичидаги хонадонлар ичига электромагнит тўлқинлар деразалар орқали киради. «Ярим тиниқ» тўсиқларга ғишт ва ёғоч қурилмалари, ўсимликлар киради. Ўрмонда тарқалишда ўрмон этагидан погонли кучсизланиш бирлик ва ўнлик дБ/км лар билан баҳоланади, частота билан ўсади ва барглар зичлик қопланиши ва намликка боғлиқ равишда ўзгаради. Атрофдаги предметларни таъсири аксланган тўлқиналр манбаси сифатида, икки хил ҳодиса кўринишида намоён бўлиши мумкин: аксланган тўлқинлар интерференцияси сабабли фазода майдон амплитудалари нотекис тақсиланиши ёки агар предмет қабул қилиш антеннасидан етарлича узоқда бўлгандаги сигнал кечикиши.

Радио тўлқинларни шаҳарда тарқалиши. УҚТ диапазонидаги сигналларни қабулқилиш шароити қабул қилувчи антеннанинг ўраб турган предметларга нисбатан жойлашишидан боғлиқлиги катта бўлади. Шаҳар шароитларида бундай предметлар бино, дараҳтлар, завод трубалари, миноралар ва бошқалар ҳисобланади. Яқин жойлашган бинолар жойлашувига қараб сояловчи тўсиқ ёки аксланган тўлқинларнинг маҳаллий манбаси бўлиши мумкин. Алоҳида тўсиқни сояловчи таъсири тўсиқ ортидаги майдон икки жараён натижасида ҳосил бўлишига олиб келади: Дифракция ва тўсиқ орқали сингиш. Кўрилаётган диапазони тўлқинларининг дифракцияси катта йўқотишлар билан юз беради. Бино деворлари туридаги тўсиқлар ичига сингиш ва ютилиш ҳисобига бошқа катта йўқотишлар билан ҳам кузатилади. Ўлчашлар майдон кучланганлигини алоҳида турган ғишт бино ортида одига нисбатан 20...30 дБ дан паст, темир-бетон қурилма ортида сигнал сатҳи 30...40 дБ гача пасаяди. Бутунлай шаҳар қурилмалар ичида кўп сонли сояланиш зонаси мавжуд, у ерда сигнал анчагина кучсизланишга дуч келади. Ўраб турувчи бинолар аксланган тўлқинлар манбаси сифатида, кўп сонли аксланган тўлқинларни интерференцияси сабаблифазода майдон амплитудалари нотекис тақсимланиши қуринишида намоён бўлади, сояланган зоналарни ёритилгандай ҳам бўлади. Бирламчи майдонни вертикал қутибланиши ҳолида аксланишлар вертикал бўйича йўналган (бино деворлари, дараҳтлар) предметлардан аксланиши жадалдир.

УҚТ шаҳарда тарқалиш шароитларини мураккаблиги назарий ҳам, эксперементал изланишларда ҳам статистик табиатини аниқлайди. Сигнални қабул қилиниш шароитлари бўйича асосий учта хусусий холларни ажратиш мумкин: Узатувчи ва қабул қилувчи антенналар шаҳар қурилмалари сатҳидан баланда турибди ва улар орасида тўғридан-тўғри кўринш бор; ҳаракатдаги объект билан базавий станция орасидаги алоқа; иккита ҳаракатдаги объектлар орасидаги алоқа. Биринчи холда телевизион сигнални қабул қилиш учун мойил, майдон кучланганлигини Введенский формуласи бўйича ҳисоблаш мумкин, ҳисоблаш натижасини тўғирлаш коэффициентларига (одатда 0,4...0,6) кўпайтирилади.

21.5.расм. Шаҳар шароитдаги сигнални қувватининг ўрта қийматини таянч станцияни антенна таянчини турлича баландликдаги боғлиқлиги

Иккинчи ва учинчи холларда узатиш ва қабул қилиш пунктлариорасида, қоидага биноан тўғридан-тўғри кўриниш йўқ ва кўп нурли майдонни шаклланишида асосий хиссани ҳаракатдаги пунктни атрофидаги бинолар аксланишлар билан киритишади.

Масофа, тўлқин частотаси ва антенналарни ўрнатилиш баландлигига боғлиқ шаҳар шароитида қабул қилиш нуқтасида майдон кучланганлигини ўзгариш қонуниятини кўриб чиқамиз.

21.5-расмда сигналнинг қувватини ўртача (медиан) қийматини Р_с r масофадаги таянч станциянинг антенна таянчини турлича баландликларида h₁ 922 МГц частотада боғлиқлиги ўлчанган. Ҳаракатдаги объектдаги антенна таянчини баландлиги h₂ = 3 м. Штрихли чизиқлар билан Р_с ни эркин фазо шароити учун масофага боғлиқлик эгри чизиғи келтирилган. 0 дБ сатҳи базавий станциядан 1 км узоқликдагиэркин фазо майдонига мос келади. Келтирилган боғлиқликлар анализи масофани 15 км гача оширилганда сигнал қуввати r^-3 каби камайяпти. r ни яна ҳам катталаштирилгандасигнал сатҳини жуда тез камаишига олиб келяпти. Сигнални кучсизланиши шаҳарда частота катталашиши билан ошяпти. Бу боғлиқликни P_c = Af^-n кўринишида ёзиш мумкин, бунда А – пропорционаллик коэффициенти. 100 дан 2000 МГц гача частота оширилганда n коэффициенти 0,2 дан 1 гача ўзгаряпти. r = 1 … 10 км да майдонни сатҳини частотага боғлиқлиги кучсиз, лекин кейинчалик масофа кўтарилиши билан n коэффициенти унга боғлиқ бўлиб қолиб ва сезиларли равишда катталашяпти. Кучсизланиш кўпайтирувчиси медиан қийматини часттага боғлиқлиги, бунда h₁ = 200 м ва h₂ = 3 м, 1, 5, 20 ва 40 км масофа учун (21.6-расм).

21.6-расм. Шаҳардаги сўнишнинг ўрта қийматини частота ва

масофага боғлиқлиги

Майдонни ўртача сатҳини базвий станциянинг антеннасини жойлашиш баландлигига боғлиқлигини 21.5-расмда текшириш мумкин. Антеннани таянчининг баландлиги масофа билан сигнал сатҳини камайиш тезлигига кучли боғлиқ эмас. Лекин базавий станция антеннасини кўтариш майдон абсолют қиймати тахминан баландликни квадратига (6 дБ/октава) тўғри пропорционал куталишига олиб келади. Кабул қилиш нуқтасидаги майдонга фақат кўриб чиқилган факторларгагина боғлик эмас, балки бошқа кўп нарсаларга ҳам боғлиқ. Хусусан сигнал сатҳианчагина шаҳарда тўлқинни тарқалишига каналлаштириш таъсирини ўтказадиган кўчаларни жойлашувига боғлиқ. Радиал бўйлаб жойлашагн қўчаларда перпендикуляр йўналишдагиларга қараганда сигнал сатҳи 10...20 дБ га катта.

Бинолар деворларидан қайта аксланишлар ҳисобига ва шаҳарда қопловчи сиртини қутбланиши ўзгариши ходисаси кузатилади – тўлқин энергиясини бир қисми ўтадиган майдон кучланганлигини ортогонал (перпендикуляр) ташкил этувчиси пайдо бўлади. Қутбланиш ўзгариш коэффициенти майдон кучланганлигини асосий қутбланиши ва ортогонал ташкил этувчилари орасидаги дБ даги фарқини кўрсатади.

Тошкент шаҳарида радиал кучаларда (узатиш антеннасига нисбатан) қутбланишни ўзгариши ўртача кўндалангига нисбатан 2...4 дБ га катта. Қурилмалар зичлиги катта бўлган ҳудудларда қурилмалар зичлиги кам бўлган ҳудуддан пастроқ. Қабул қилиш антенна таянчининг баландлигни катталаштирилганда қутбланишни ўзгариш коэффициентининг қийматини ўсиши кузатилади. Шаҳарда майдон кучланганлигининг горизонтал ва вертикал ташкил этувчиларини қиймати корреляцияланмаган, бу эса узатиш ва қабул қилиш учун кроссқутбланган антенналар (ортогонал қутбланишли антеннлар) қўллашни тавсия қилиш мумкинлигини кўрсатади. Майдон тузилиши интерференцион табиатга эга. Шаҳар архитектураси майдон кучланганлигини интерференцион тасвирини квази давр катталигига (яқиндаги минимулар орасидаги ўртачалаштирилган масофаси) кучли таъсир кўрсатади. Демак, Тошкент шаҳридаги қурилмалар зичлиги кичик бўлган ҳудудларда квази давр катталиги ўртача 0,62λ ни, радиал қучаларда эса – 0,5 λ такил қилади.

21.2. Узоқ тропосферали тарқалиш

УТТ ни механизми, бу трапосферани диэлектрик сингдирувчанлигининг кучсиз ножинсликларидаги радио тўлқинларини сочилиш натижасидир. Механизм хусусиятлари қуйидагилар, УТТ ни фақат радио алоқа тизимлари учун қўлланилади. Трапосфера линиялари радиорелели принцип бўйича қурилади, лекин тўғридан-тўғри кўринишли РРЛ дан фарқли трапосфера радиорелели линияларида (ТРРЛ) қабул қилиш пунктлари доим чуқур соя зонасида жойлаштирилади. Қўшни РРС лар орасидаги интерваллар узунлиги ҳар хил холатларда 150...1000 км ни ташкил қилади. Ҳозирги пайитга келиб бутун дунёдаги ТРРЛ тармоғининг узунлиги таҳминан 100 000 км ни ташкил қилади. Оддий тўғридан-тўғри кўринишли интервалли РРЛ га нисбатан ТРРЛ ни асосан бориш қийин бўлган чўл, шимол ва тоғли ҳудудларда қўлланилади, у ерда уларни қурилиши ва эксплуатация қилиниши қулайдир.

Трапосфера линияларида қабул чуқур умумий ва селектив тинчланишлар билан кузатилади. Оҳирги ҳодиса сигнални бузилиши ва ахборот бузилмайдиган узатиш полосасаини чегараланганликлари сабаб бўлади. ТРРЛ асоан телефония ва телеграф хабарларини узатиш учун қўлланилади. «Олдинга» сочилиш жараёнида сигнални анчагина кучсизланиш ва чуқур тинчланишлар мавжудлиги натижасида ТРРЛ ни фақат узатиш ва қабул қилиш ускунасини юқори энергетик кўрсатгичлари бўлгандагина ишлаши мумкин. Бу линияларда бир неча юз ваттдан 50 кВт ларгача қувватли узатгичлар, кам шовқинли параметри кучайтиргичли қабул қилгичлар, 50...55 дБ кучайтириш коэффициентига эга бўлган 40 х 40 м ўлчамли антенналар, фазо ва частота бўйича иккиланган ва тўртланган силжитишли қабул ва бошқалар қўлланилади.

УТТ линиялар хусусиятлари, радиолиния узунлиги ошиши билан сигнал сатҳини тез кичиклашиши ҳисобланади, бу икки сабаб билан тушунтирилади. Сочувчи ножинсликлар энг катта интенсивлиги тропосферани пастки қатламларида кузатилади, шу сабабли УТТ линияларидаинтервал узунлигидан қатъий назар нурланиш ва қабул горизонтга нисбатан тахминан нол бурчак остидаолиб борилади. Турли узунликдаги радиолинияларни кўриб чиқамиз: АВ₁ ва АВ₂ узунликдаги радиолинияларда антеннани йўналтириш диаграммаси Ер сиртига жипслаштирилган (21.7-расм).

21.7-расм. УТТ ни турли узунликка эга трассаладаги сочилиш

бурчаги ва ҳажми

Радиолинияни узунлиги ошиши сочилиш бурчагини θ_соч ошиши ва самарали сочилиш ҳажмини юқорига силжиши билан кузатилаётгини, юқорида эса ножинсликлар жадаллиги кучсиздир. Бу икки сабаблар майдонни масофа ошиши билан тез камайишига олиб келадилар.

Энергетикага талабларни мураккаблаштирмаслик учун (агар мумкин бўлса) интервал узунлигини 300...400 км дан оширмасдан танлаш тавсия этилади. Сочилиш жараёнида сигнални сезиларли кучсизланиш ва чуқур тинчланишлар мавжудлиги натижасида ТРРЛ ни фақат узатиш ва қабул қилиш ускунасини юқори энергетик кўрсатгичлари бўлгандагина ишлаши мумкин.

УТТ линияларининг энергетик ҳисоби. УТТ да майдон хусусиятларини сонли баҳоланиши эксперементал маълумотларга қайта ишланган натижаларига асосланган.

Эркин фазодаги радио алоқа тенгламасига асосланиб ва УТТ линиясини хусусиятларини ҳисобга олган ҳолда қабул қилгич киришидаги сигнал қувватин статистик тақсимланишини қуйидаги кўринишда ёзиш мумкин

P₂(T) = P₁ + 20lg(λ / 4πr) + G₁ + G₂ + η₁ + η₂ + ∆G +V_ОM + ∆V(T).

Бу ерда P₁ – узатгич қуввати, дБВт; r – ТРРЛ интервалининг узунлиги; λ – тўлқин узунлиги; G₁ ва G₂ – узатиш ва қабул қилиш антенналарини кучайтириш коэффициентларининг қийматлари, дБ; η₁ ва η₂ – узатиш ва қабул қилиш фидерларининг фойдали иш коэффициенти, дБ; ∆G - узатиш ва қабул қилиш антенналарини «кучайиш йўқолишлари» катталиги, дБ; кучсизланиш кўпайтмаси, дБ; V_ОM – кучсизланиш кўпайтмасининг кўп мудатли ойлик медиан қиймати, дБ; ∆V(T) - V_ОM дан кучсизланиш кўпайтмасининг оний қийматини оғиши, дБ.

Формуладаги бириннчи олтита қўшилувчилар радио алоқа тенгламасига тўлалигича мос келади, қолган учта қўшилувчи УТТ линиясининг хусусиятларини ҳисобга олади.

Антеннани кучайтиришининг йўқотишлари ∆G УТТ линияларида катта кучайтириш коэффициентли G антенналар қўлланилиши радио алоқа тенгламасидаги келиб чиқадиган қабул қилинаётган Р₂ қувватда ютуқ бермаслигида кўринади. Кучайтириш коэффициентини қиймати қанча юқори бўлса, шунчалик қувват ортиғи қолади. Бу ҳодиса икки сабаби бор. Биринчиси, антеннани кучайтириш коэффициентини ошириш учун, унинг ўлчами катталаштирилади, натижада антенна юзаси қисмларида қабул қилинаётган майдонни тузилишида нокогорентлик кўпаяди, яъни атеннанинг йўналтириш диаграммасининг максимуми йўналишидан келаётган тўлқинлар билан антенна юзаси қисмларини уйғотиш синфазлиги бузилади, ўз навбатида кучайтириш коэффициентини камайишига олиб келади. Иккинчиси, йўналтириш диаграммасини торайтириш сочилиш ҳажмини қисқаришига олиб келади, яъни қабул қилинаётган майдон сатҳи камаяди.

Кучайтириш йўқотишлари ∆G ўлчашларда узатиш ва қабул қилиш антенналари учун йиғинди катталик сифатида аниқланади.

Кучсизланиш кўпайтмасининг ойлик медиан қиймати (V_ОМ) сферик тўлқин ҳисобига тропосфера ножинсликларидан радио тўлқинларни сочилишидаги майдон ўртача (медиан) кучсизланишини оддий кучсизланишга қўшимча сифатида ҳисобга олинади. Ўлчашлар V_ОМ ТРРЛ интервалини узунлиги, частота, фасл, иқлим шароитларга боғлиқ. Мутадил иқлимга қиш ойларига тўғри келадиган 0,1...4 ГГц частота диапазони учун V_ОМ ни масофага боғлиқлик эгри чизиқлари келтирилган. Расмдан УТТ линияларида эркин фазодаги сигнал кучсизланишига қўшимча 70...100 дБ ни ташкил қилади, бу олдин айтилган майдонни масофа ўсиши билан камайиши тахминни тасдиқлайди. Майдонни ўртача сатҳини тўлқин частотасигабоғлиқлиги нисбатан кучсиздир.

Кучсизланиш кўпайтмасини оний қийматларини статистик тақсимланиши, УТТ линияларида кўп нурли флуктуациялар натижасида пайдо бўлувчи тез ва секин тинчланишларни ҳисобга олиб ўртача сатҳ V_ОМ га нисбатан ҳисобланади.

Эгри чизиқлар сигналлар ичидан энг каттасини автоматик танлаш тизими учун тўғри келади. Ҳар бир эгри чизиқни учун параметри секин тинчланишлар тақсимланишини тавсифлайдигин стандарт оғиш σ_м қиймати ҳисобланади. Т(∆V) қиймат фоиз вақт ичида тинчланиш чуқурлиги ордината ўкида қўрсатилган ∆V катталигига тенг ёки кичиклигини аниқлайди. Алоқа узилиши фоиз вақт оралиғини қанчалик кичик қилишга уринса, шунчалик катта энергетик заҳирани таъминлаш керак. Иккиланган ва тўртланган қабул қилиш учун эгри чизиқларни солиштирилганда, тўртланган қабул қилиш қўлланилганда камроқ энергетик заҳира керк бўлади. Бу алоқа барқарорлигини кўтариш самарали ўсуллигини кўрсатада.

Силжитиш каналларида сигнал флуктуациясини қониқарли ечилиши учун ∆f / f = (2...5) × 10^{-3 га тенг нисбий ўртача частота силжитишига эга бўлиш етарлидир. Антенналарни трассага кўндаланг йўналиш бўйича силжитиш}

(100...150)λ дан кичик бўлмаслиги керак, баландлик бўйича силжитилганда эса (30...50)λ дан кичик бўлмаслиги керак. Тропосферали Радиорелели линияларда кўпинча иккита қабул қилиш антенна билан фазода силжитилган ва частота бўйича иккита узатгичли тўртланган қабул қилиш қўлланилади.

21.3. Ионосферадаги сочилишининг механизми

Радио тўлқинларни ионосферадаги сочилишининг (ИС) механизми физик моҳияти бўйича УТТ механизмига ўхшашдир. Замонавий тасавурлар бўйича ИС ионосферани диэлектрик сингдирувчанлик кучсиз ножинсликларидаги нокогерент сочилишларига, ҳамда ε_и(h) аста секин ўзгаришли ионлашган қатлам чегарасида когерент сочилиш билан кузатилади. Ионосферада жадал сочилиш D қатлами баландликларида таҳминан 75...90 км билан чегараланган соҳада кузатилади. Бу баландликларда икки турдаги кучсиз сочувчи ножинсликлар мавжуд: турбулент ва паст электрон зичликли кўп сонли вақт бўйича бир-бирини қопловчи метеорларни ионлашган излари, ҳамда бузилган шаклдаги метеорлар излари. Метеорли ташкил этувчи аҳамиятли ҳисобланади, тунги вақтда эса – асосан узлуксиз флуктуацияланаётган майдонда қабул қилинади. ИС механизмини фақат метрли тўлқин диапазонида 5...10 м

(60...30 МГц) қўллаш мумкин. Бундай узунликдаги тўлқинлар фақатгина сочилиб қолмай, балки электрон зичлиги кўтарилиб ионосфера соҳаларидан, аниқроғи юқори электрон зичлилик метеор ионлашган изларидан, спарадик қатламдан ва F2 доимий қатламдан аксланади. Шунинг учун кучсиз узлуксиз флуктуациялановчи сигнал фонида бузилиш манбалари ҳисобланувчи ва бузилмаган ишчи полосани бирлик кГц гача торайтирадиган юқори жадаллик эга бўлган якка сакрашлар пайдо бўлади.

ИС механизмини трасса узунлиги 1000 км дан 2300 км гача ретронсляциясиз қўллаш мумкин. Тарқалиш трактидаги ката йўқотишлар ускунани энергетик параметрларига юқори талаблар қўяди. Бу линияларда 30…50 кВт қувватли узатгичлар, 20…30 дБ кучайтириш коэффициентили ва қабул қилишда йўналиш диаграммаси бошқариладиган антенналар, иккиланга, баъзида тўртланган силжитилишли қабул ва бошқалар қўлланилади. ИС линия ўтказиш қобилияти бир неча телеграф каналли тарқалиш тракти бузилишлар билан чегараланган. Бир каналли телефон алоқа канали нисбатан паст сифат билан ташкил қилиш мумкин. ИС линия ускунаси мураккаб қимматлиги ва бир вақтни ўзида паст ўтказиш қобилияти сабабли қўлланиши чегараланган, асосан қутб кенглигидаги 1000…2000 км ли трассаларда, у ерда бошқа механизмлар ёки барқарор эмас (ионосферадан аксланиш ҳисобига тарқалиш) ёки ташкил қилиш қийин (тўғридан-тўғри кўриниш чегарасида ёки 300…600 км интервалли ТРРЛ).

Ионосферали тарқалишда майдонни ўртача сатҳи. Ўлчашлар ИС линияларида трасса узунлигига, унинг географик жойлашувига, ишчи частотасига, антеннанинг йўналтириш диаграммасини кенглиги ва йўналганлигига боғлиқ. Бундан ташқари ўртача сатҳ вақтларга боғлиқ, сутка соатлари бўйича, йил фасллари бўйича, қуёш циклини фаоллиги бўйича ўзгаришга дуч келади. Ионосферада тарқалиш назарияси r узунликдаги трассада θ_соч сочилиш бурчагида ва f ишчи частотада қабул қилинаётган қувват Р₂~1 / {r²[sin(θ_соч /2)]ⁿ f^m}, бунда тажриба билан ўрнатилган n ≈ 6,5 и m ≈7,8 қийматлар, яъни ионосферада сочилишида майдон бурчак θ_соч ва частота f ошишида майдон тез пасаяди. Р₂(θ_соч) боғлиқлик ИС механизмини қўллаш мумкин бўлган доирасида тарқалиш диапазонини чегаралайди. Ионосферадаги сочилиш интенсивлиги 75…90 км баландлигида мужассамлашгани учун, трассани узунлигидан қатъий назар узатиш ва қабул қилиш антенналарини йўналтириш диаграммалари кесишиш соҳаси (сичиш ҳажми) кўрсатилган баландликларда жойлашиши керак. Бу шартни бажариш учун антенна йўналтириш диаграммасининг кўтарилиш бурчагини радиолиния узунлиги билан мослаштириш керак. Кўпинча трасса қисқариши билан бурчак ∆ катталашади, бу эса θ_соч ни ва йўқотиларни кўтарилишига олиб келади. 1000 км дан кичик бўлган узунликдаги линияларда, θ_соч = 22 º бўлганда йўқотишлар шунчалик кўп бўладики ИС механизмини қўллаб бўлмайди. 1000…1600 км масофа чегарасида йўқотишлар минимал бўлади ва линия узунлиги ошиши билан ошмайди, чунки 1/r² қонуни бўйича камайиш θ_соч камайиши ҳисобига интенсивликни сочилиши ошиши билан компенсацияланади. 1600 км дан узун бўлган линияларда бундай компенсация юз бермайди ва йўқотишлар кўпаяди. Радиолинияни чегаравий узунлиги 2300 км h_соч ≈ 85 км баландликда Ер сиртини эгрилиги ҳисобига чегараланади. Узатишни йўқотишларини кескин частота боғлиқлиги, ионосферани диэлектрик сингдирувчанлигининг ∆ε_и = 80,8∆N_e / f² ножинсликларини жадаллиги частота ошиши билан камайиши билан боғлиқ. Узатиш ва қабул қилиш юқори эффектив ускунасини бўлганда ИС линияларда 60 МГц дан катта бўлган частоталарда ишлаш мумкин. Ионосфера қатламларидан нормал аксланган ва катта бузилишлар билан боғлиқ бўлган сигналлар борлиги сабабли 30 МГц паст частоталар қўлланилмайди.

Ўлчашлар қабул қилишни оптимал шароити антенна йўналтириш диаграммасининг кенглиги ва йўналишига сезиларли боғлиқлигин кўрсатади. Антеннани япроғини кенглиги 10º яқин бўлиши кераклиги тавсия қилинади. Йўналтириш диаграммасини торайиши майдонни метеор ташкил қилувчисини кучсизланишига олиб келади, чунки бу ташкил этувчи фазони нисбатан кенг бурчак секторидатақсимланган. Вертикал текисликда йўналтириш диаграммасини асосий япроқлари узатиш ва қабул қилишда шундай йўналтирилган бўлиши керакки линия ўртасида h_соч ≈ 85 км баландликда кесишиш керак. Горизонтал текисликда йўналтириш диаграммасини бошқариш трассани катта дори ёйидан метеор излари максимал сочилиши соҳасига 6…8º га тунги вақтда силжитиш керак.

Сигнални ўртача сатҳини вақт ўзгариши қуйидагилардир. Турбулент ножинсликлар энг катта жадалликда кундузги соатларда максимумда булади, сутка вариациялари 5…10 дБ етади. Фасллар бўйича мутадил иқлимда минимал сигнал баҳор-куз даврига мойил бўлади. Фасл юришини амплитудаси 8…16 дБ га етади. Қуёш фаоллик цикли мобайнида сигнлни ўртача сатҳи Қуёшни фаоллиги камайиши билан таҳминан 4…5 дБ га тенг бўлади.

Тинчланишлар ва силжитиб қабул қилиш. ИС линияларида сигнал қабули тез тинчланишлари билан кузатилади. Тақсимланиши якка метеор излари жадалликларидан аксланишлари ҳисобига кески сакрашлар билан сигнлни сатҳининг оний қийматларига қийинчиликлар келтириб чиқаради. Бошқа линиялардаги каби ИС линияларида ишлашнинг барқарорлигисигнални паст сатҳларида кузатиладиган флуктуацияларга боғлиқ. Майдон фақат узлуксиз сочилиш ташкил этувчиларига паст сатҳли сигналлар боғлиқ. Шунинг учун амплитудалар оний қийматлар тақсимланишини медиан қийматлардан таҳминан 15 дБ дан паст сатҳларда аниқланади, яъни бу ерда метеор сакрашларни ҳисобга олинмайди. Бу тақсимланиш Рэлей қонуни билан аппроксимацияланади, бундай жараён барқарорликни ҳисоблашда ҳам инобатга олинади. Берилган сатҳдаги айланиб ўтишлар кесишиш сони билан аниқланувчи тинчланишлар тезлиги, ўрта қийматга нисбатан 20 дБ сатҳда таҳминан 0,06 с ўртача давомийликли минутига 15…20 м га тенг бўлар экан. ИС линияларидаги барқарор қабул фақат силжитишли қабул қўлланиши билангина мумкин. Антеннани фазода трассага кўндаланг йўналишида (7…10)λ силжитилиш энг самарали бўлар экан. Частота бўйича силжитишда 6 кГц дан кичик бўлмаган частотали каналларни ишлатиш зарур.

Сигналлар бузилиши. Узатилаётган ахборотини бузиш манбаси, бу қабул қилинаётган сигнални кўп нурли флуктуацияланаётган тузилишидир. Импульсли сигналларни бузилишини баҳолаш учун сигналларни вақт кечикиши ∆t_mах ни билиш зарур. ИС линияларда қуйидаги кечикишлар фарқланади, биринчидан, сочувчи ҳажмни оҳирги ўлчамлари ҳисобига асосий сочилиш механизмига боғлиқ бўлган, иккинчидан, юқорилашган электрон зичлигили метеор изларидан аксланган, ҳамда Е_S ва бошқа ҳамрох механизмларга боғлиқ бўлган кечикишлар. Сочувчи ҳажм ўлчамига мос келувчи биринчи тур кечикиши фақат 20…40 мкс ни ташкил қилади ва ИС линияларида импульслар давомийлигини чегараланиши кечикаётган метеор сигналлар билан аниқланади, улар учун ∆f_mах ≤ 1…2 мс га тенг. Ипульс давомийлиги ∆f_mах дан бир неча марта катта бўлиши кераклиги сабали, ИС линияларида улар Миллисекундлар билан чегараланади. Аналог ахборотнинг бузилмаган узатиш полосаси ∆f_mах << 1 / ∆t_max бўлиб килогерцларда бўлади. Ўлчашлар 1500 км узунликдаги линияларда 2 кГц полсада АЧХ нотекислиги 95% вақтда 60 дБ дан катта бўлмаслигини кўрсатди. Телефон каналларида сифатни қўшимча чегараланишларни «Доплер чийилашалри» деб номланувчилар ҳосил қилади. Метеор изини шаклловчи асосий қисмдан ёки тез узунлашувчи излардан сочилганда ∆f_д = f_д - f частотали Доплер силжиши билан сигналлар қабул қилинади, бунда f_д – метеор изини ҳаракат йўналиши ва тезлигига боғлиқ бўлган Доплер частотаси; f – нурланган частота. Ўлчашлар таҳминан 90% ҳолларда f_д > f, бу эса метеор изини қабул қилиш нуқтасига яқинлашишига мос келишини кўрсатади. ∆f_д ни максимал қиймати ҳеч қачон 6 кГц дан ошмайди, 95% эҳтимоллик бўлганда – 2,5…3 кГц ташкил қилади. Метеор изи ҳаракати йўналиши ва тезлигини ўзгариши ∆f_д ни вақт бўйича ўзгаришига олиб келади, бу телефон каналларида хуштак (чийилаш) кўринишида намоён бўлади. Ускунани тўғри танланганда ИС линияларида ишлашни барқарорлигини йил мобайнида 99% дан ҳам юқори бўлишни таъминлаш мумкин.

21.4. Ионлашган метеор изларидан аксланиш ҳисобига тўлқин тарқалиши

Ионлашган метеор изларидан аксланган сигналларни қабул қилиш ҳисобига ишловчи алоқа тизимини метеор радиолиниялари дейилади. Радиолинияларни ишлаши учун сутка ичида метеорлар сони таҳминан 10¹¹ ни ташкил қилганда ва метеорлар массаси m ≥ 10^{-8 г бўлиши керак. Метеорларни минимал сони маҳаллий вақтни 18.00 да максимали эса – 6.00 да кузатилади. Метеор алоқа линияларида ахборот фақат ионосферадаги кучсиз ножинсликларида сочилган кучсиз флуктуацияланаётган сигнал фонида пайдо бўлувчи «чақнашлар» («вспышка») даврида узатилади.} Электрон зичлиги юқори ионлашган метеор изларидан сигналларни аксланиши натижасида «чақнашлар» пайдо бўлади. Берилган қабул қилиш пунктида «чақнашлар» пайдо бўлиши учун иккита шарт бажарилиши керак: узатиш ва қабул қилиш антенналарининг йўналтириш диаграммаларини кесишиш соҳасида метеор изи ҳосил бўлиши керак; жадал «чақнашлар» фақат тушаётган ва аксланаётган тўлқинлар учун кўзгули аксланиш, яъни φ_туш = φ_акс шарти бажариладиган изни йўналиш ҳолатида пайдо бўлади. Метеор изи пайдо бўлгандан кейин ўзини хусусиятларини тез ўзгартиради. Диффузия сабабли унинг электрон зичлиги кичиклашади, шамол таъсирида шакли ўзгаради, силжиши натижасида фазодаги йўналиш ҳолати ўзгаради. Натижада бундай издан аксланган сигнал амплитудаси вақт бўйича мураккаб тасодифий қонуният бўйича ўзгаради. Изни деформациясини ҳисобга олмаган ҳолда унинг электрон зичлигига амплитуда ўзгаришини боғлиқлик қонунлари икки хили фарқланади. Биринчи қонун изни бошланғич чизиқли электрон зичлиги N_е < 10¹⁴ эл/м³ бўладиган ҳолдир ва «тўла зичлаштирилмаган» из дейилади. Бундай из орқали метеор линияларда қўлланиладиган метрли диапазон тўлқинлари кўзгули йўналиш бўйича максимум билан изни бутун қалинилиги чегарасида сочилиб ўтади. Секунд улушлари мобайнида ҳаракатдаги из аксланган тўлқиннинг биринчи Френел зонасига мос тушувчи соҳани эгаллайди. Бу пайитда сигнал амплитудаси ошади. Максимумга етгандан сўнг, изни оптимал зонадан силжиши ва диффузия натижаси унинг электрон зичлиги кичиклашиши сабабли амплитуда экспоненциал қонун бўйича тез кичиклашишни бошлайди. Иккинчи қонун N_е > 10¹⁴ эл/м³ «қайта зичлаштирилган» издан кўзгули аксланишга тўғри келади ва из мутрли тўлқинлар учун ичига тўлқин ўтмайдиган цилиндр шаклли акслагичдан иборат бўлади. Бу ҳолда аксланиш шароитлари бўйича изни электрон зичлиги критик қийматидан катта бўлиб тургинча, аксланган сигнал амплитудаси баланд сатҳда қолади. Метеор линияларидан ахборот фақат «чақнашлар» ҳисобига қабул қилгич киришида сигнал-шовқин нисбати бўсағавий сатҳдан катта бўлгандаги вақт оралиғларида узилишлар билан узатилади. Бундай линияларни ишлаш шароитини баҳолаш учун берилган бўсағавий сатҳдан катта бўладишан «чақнашлар» давомийлиги ва сони тўғрисида маълумотларга эга бўлиш зарур.Тарқалиш шароитлари нуқтаи назаридан «чақнашлар» иккала параметрлари ишчи частота ва узатиш ва қабул қилишдаги антенналар йўналтириш диаграммалари йўналганликларининг функциялари ҳисобланади.

Ҳисоблашлар ва ўлчашлар ишчи частотани пасайтириш билан «чақнашлар» сони ва давомийлиги ошади, чунки жадал сочил ва аксланиш учун керакли электрон зичлик сатҳи пасаяди, яъни лниия ишида кўп сонли излар иштирок этади. Метеор изларини ионлашиш даражасига мос равишда метеор линиясининг ишчи диапазонини юқори частотаси таҳминан 60...50 МГц (λ = 5...6 м) частоталар, пастки частотаси – 30 МГц (λ = 10 м) частоталари билан чегараланади. Кичикроқ частоталарда узатилаётган ахборотларда йўл қўйиб бўлмайдиган катта бузулишларга олиб келувчи тинчланишлар жуда катталашади ва бошқа тарқалиш механизмдаги сигналлар пайдо бўлади.

Метеорлар ерни апексига (апекс - Қуёш атрофида айланганда Ерни осмон сфера нуқтаси йўналиши бўйича ҳарактланадиган нуқтасидир) мос келувчи йўналишдан кўпроқ учиб келади. шарқдан ғарбга йўналтирилган трассаларда шимолий ярим шарида энг жадал вақт 24.00 дан 12.00 гача, жанубий ярим шарда – 12.00 дан 24.00 гача, шимолда жанубга йўналтирилган трассаларда трассани ғарбида бўлган қисмда 18.00 дан 6.00 гача, шарқда бўлган қисмда – 6.00 дан 18.00 гача бўлади.

Тўлдириш коэффициенти. Ахборотни узатиш узулишлар билан олиб бориладиган метеор линияларини ўтказиш қобилиятини баҳолаш учун системани бўсағавий сатҳидан қабул қилинаётган сигнал амплитудаси катта бўлган вақтлар йиғиндисини умумий иш вақтига бўлган нисбати сифатида баҳолайдиган тўлдириш (қўллаш, ишлатиш) k_мл коэффициенти қўлланилади. Ахборотни вақт интервали мобайнида «чақнашлар» ҳисобига сигнал-шовқин нисбати керакли қийматга етганда узатиш амалга ошириладиганметеор линия ишлаш принципи топиш бўсағаси U_бўс тушунчаси билан боғлиқ. уда ҳам кичик бўсағада деярли ҳамма кузатилаётган сигналлар «тўла зичлаштирилмаган» излар билан, юқори бўсағада эса – «қайта зичлаштирилган» излар билан шаклланган бўлади.

Берилган частотада қабул қилгич киришидаги максимал кучланиш U_бўс изни чизиқли электрон зичлигига пропорционал, у ўз навбатида метеор массасига пропорционал. «Чақнашлар» яшаш вақти 0,2...0,4 с ни ташкил қилади ва сутка мобайнида ўзгаради, метеорларни яшаш вақти тунда кундузгидан кам бўлади. Метеор линиялар қўлланилиш коэффициенти одатда 10% дан ошмайди. Метеор линияларининг тарқалиш тракти табиати бўйича узулувчан, чунки фойдали метеорларнинг излари 10 с дан кўп вақт интервалларида узулишлар билан пайдо бўлади. Бу бундай линияларни ишлаш режимини қурилишини бир қатор хусусиятларига боғлиқ бўлади.

Биринчи хусусиятга фойдали метеор излари пайдо бўлиш ва йўқолишларини ҳисобга олган ҳолда узатилаётган ахборотни узилишли улаш ва ўчириш зарурлигини киритиш керак. Энг содда амалга ошириш варианти қуйидагича бўлади. Линияни иккала учида ҳам магнит лента каби узатилаётган ва қабул қилинаётган ахборотни тўплагичлар, ҳамда бу тўплагичларни улаш ва ўчириш учун автоматик қурилмалар бўлади. линиянинг иккала учидаги узатгичлар таҳминан 1 кГц дан фарқли частоталардаги ташувчиларни узлуксиз нурлайдилар. Фойдали метеор изи пайдо бўлганда линиянинг иккала учидаги қабул қилгичлар киришидаги ташувчилар сатҳи бўсағавий сатҳга етади, автоматик қурилмалар узатиш занжирини очади ва ахборот тўплагичлардан модуляторга келади, катта тезлик билан ахборот узатиш бошланади. Қабул қилиш жойида демодуляциядан сўнг сигнал тўплагичга келади, у ердан кичик тезликда охиридаги қабул қилиш аппаратурасига берилади. Метеор линияларини ишлаш режимининг иккинчи хусусиятга, линиянинг қониқарли ўтказиш қобилиятини таъминлаш учун катта оний узатиш тезликларда ишлашини келтириш мумкин. Ўтказиш қобилиятини ахборотни узатишни ўртача тезлиги билан баҳоланади, у оний тезликни ишлатиш коэффициентига бўлган кўпайтмасига тенг. k_мл ≈ 2...10% бўлганда, метеор линияларга мойил бўлган 40 бит/с тезлик 2000...400 бит/с оний тезлик билан таминланиши мумкин.

Метеор линияларида 0,5...5 кВт қувватли узатгичлар қўлланилади. Антенна қурилмаларини бажарилиш икки хил вариантлари бор. Энг осони, лекин энг самарали бўлмаган вариант – метеор изларини фаол соҳасини асосий қисмини қопловчи кенг йўналтириш диаграммали (50...60˚) антенналарини қўллаш. Энг самарали вариант – актив аксланиш соҳасини сутка мобайнида кўчишини кузата оладиган тор йўналиш диаграммали (8...10˚) антенналрни қўллаш. Қабул қилинаётган майдонни кўп нурли тузилиши бузилишсиз узатиш полосасини 15...20 кГц гача камайтиради. Кўп нурли тарқалишни бир вақтни ўзида аксланишни фаол соҳаси чегарасидаги бир неча изларни мавжудлиги, изни қисмларга узилиши ва бошқаларга боғлиқ. Метеор линияларини максимал узунлиги ионлашган излар ҳосил бўлиш баландлиги (90...100 км) билан чегараланади ва 2000...2200 км ни ташкил қилади.