Обеспечение радиосвязи в различных условиях

Особенности обеспечения радиосвязи на равнинной местности

Равнинной принято считать местность, размеры всех предметов
которой значительно меньше длины волны. При обеспечении радиосвязи земными волнами на равнинной местности определяющим фактором, влияющим на характер маневра, является проводимость почвы в месте развертывания передающей и приемной радиостанций. Известно, что проводимость морской воды 4 См/м, а сухой почвы 10^(–3) См/м. Если сравнить дальность связи, которую можно обеспечить на море и на суше, то оказывается, что при использовании одинаковых радиостанций, работающих на одни и те же антенны, дальность связи на море больше, чем на суше. Это говорит о том, что условия обеспечения радиосвязи на суше значительно хуже, чем на море. Причиной этого является искривление фронта волны у земной поверхности.

П р и м е р Две радиостанции, развернутые на берегу морского залива, работали в КВ диапазоне. При удалении приемной радиостанции от берега залива уровень сигнала снижался, что приводило к ограничению дальности связи. Когда же эти радиостанции были развернуты на солончаковой почве, а трасса проходила через песчаный участок местности, дальность связи была значительно больше, чем на первой трассе.

П р и м е р При проведении эксперимента радиостанция работала в зимних условиях через замерзшую водную преграду на штыревую антенну длиной 2,7 м. При удалении радиостанции от замерзшего водоема на 100 м уровень сигнала на частоте 20 МГц увеличился в 4,5 раза, а на частоте 50 МГц – в 2,7 раза. Приведенные примеры подтверждают тот факт, что уровень сиг- нала в сильной степени зависит от электрических свойств земной поверхности в месте развертывания радиостанции. При этом необходимо помнить, что несимметричные вертикальные антенны являются основными антеннами при работе земными волнами. Если через штыревую антенну не обеспечивается надежная связь или имеет место ее ухудшение, рекомендуется, особенно на сухих почвах, применять противовесы. При этом следует помнить, что на влажных почвах штыревая антенна работает лучше. Например, если АШ перенести с сухой почвы на влажную, то КПД ее возрастает в 2–2,5 раза. В то же время перенос АБВ на влажную почву может привести к снижению ее КПД в 4–10 раз.

При работе на УКВ-радиостанциях в случае ухудшения условий прохождения радиоволн (переход на более высокую частоту, работа на местности с плохо проводящей почвой, увеличение дальности связи) необходимо поднимать антенны на некоторую высоту. Подъем УКВ-антенн на высоту снижает потери энергии в земле, увеличивает дальность прямой видимости, а следовательно, улучшает условия работы радиолинии.

Таким образом, чтобы правильно произвести маневр частотами, антеннами и правильно выбирать место их развертывания, необходимо твердо запомнить следующее:

1. Вертикально поляризованные волны ослабляются земной поверхностью меньше, чем горизонтально поляризованные. По этой причине для связи на мобильных радиостанциях используются вертикальные проволочные антенны типов АШ-1,5, АШ-2,7, АШ-4 и т. д.
2. Ослабление радиоволн зависит от частоты: чем выше рабочая частота, тем сильнее поглощаются радиоволны и тем меньше дальность связи.
3. Чем выше проводимость почвы, тем меньше потерь и тем большую дальность связи можно обеспечить.

Особенности обеспечения радиосвязи на среднепересеченной местности

Среднепересеченной является местность, размеры предметов и участка рельефа которой соизмеримы с длиной рабочей волны или превышают ее в несколько раз. Поскольку радиосвязь на среднепересеченной местности обеспечивается за счет дифракции радиоволн, то необходимо помнить, что чем длиннее рабочая волна (ниже частота), тем меньше препятствие влияет на распространение радиоволн. Следовательно, более приемлемым для радиосвязи в данном случае является КВ-диапазон.

Основным фактором, определяющим надежность КВ- и УКВ-радиосвязи, попрежнему является правильный выбор места развертывания антенн относительно различных препятствий местности. Эксперименты показывают, что при правильном выборе места развертывания антенн можно получить почти четырехкратный выигрыш в уровне сигнала по сравнению с условиями работы на равнинной местности. Для уяснения влияния рельефа местности на уровне сигнала в точке приема рассмотрим два наиболее характерных примера.

П р и м е р На пути распространения земной волны расположен холм, курган, насыпь или возвышенность. В этом случае необходимо иметь в виду, что если по условиям тактической обстановки радиостанция должна быть развернута за холмом, то надо стремиться к тому, чтобы она была удалена от холма на расстояние, равное длине обратного склона холма. Поскольку наблюдательный пункт командира будет оборудован, как правило, на вершине холма, то для управления радиостанцией должна быть проложена линия ДУ. Если же по условию местности или боя представляется возможным развернуть станцию на холме или возвышенности, то это всегда необходимо использовать, и особенно при работе на УКВ-диапазоне. Такой маневр будет способствовать увеличению дальности или улучшению качества связи.

П р и м е р На пути распространения земной волны расположены овраг, котлован, балка, ров и т. д. Если исходя из условий маскировки или защиты от огневого воздействия станция развернута вблизи некоторой точки, то для обеспечения устойчивой связи необходимо поднимать антенны на мачты или на местные предметы. Наиболее удачным будет развертывание станций на противоположном от корреспондента склоне оврага (балки, котлована).

Особенности обеспечения радиосвязи в лесистой местности

Лес является хорошим естественным средством маскировки войск и пунктов управления, поэтому войсковые радиостанции и их антенны в большинстве случаев будут развертываться в сплошном лесу на опушках или полянах. Лесной массив является естественным препятствием для распространения радиоволн и вносит дополнительное их ослабление. Степень ослабления энергии волны зависит от высоты деревьев. Стволы деревьев вертикальные, поэтому наибольшего ослабления следует ожидать при работе вертикально поляризованными волнами. В УКВ-диапазоне одновременно с поглощением радиоволн сильно проявляется и эффект экранирования.

Кроме того, степень влияния леса сильно зависит от состояния стволов деревьев, т. е. от их проводимости. Сухой лес меньше ослабляет радиоволны, чем влажный. Опыт эксплуатации радиолиний в сплошном лесу показывает, что дальность связи по сравнению с открытой равнинной местностью сокращается на частотах 20–50 МГц в два–три раза, на частотах 50–70 МГц – в три–четыре раза. Вот почему при работе в сплошном лесу всегда следует переходить на более низкие частоты. Это же следует предпринять, если работа радиолиний происходит при сильном дожде или мокром снеге. Летом в сухую погоду и зимой в сильный мороз ослабление сигналов меньше.

Всегда необходимо помнить, что на работу радиолиний влияют только их концевые участки. Так, если обе радиостанции расположены на открытой местности, то даже заполнение трассы радиолинии лесом на 80 % практически не влияет на ее работу. Если одна из радиостанций расположена в сплошном лесу, а другая – на открытой местности, то и в этом случае следует ожидать сокращения дальности связи в 1,5 раза по сравнению с открытой местностью.

Также при работе в лесистой местности необходимо учитывать явление интерференции. Основным способом борьбы с этим явлением является тщательный выбор места развертывания антенны или радиостанции. При этом необходимо помнить, что чем выше рабочая частота, тем больше вероятность нарушения связи из-за интерференции, поэтому при работе радиостанции на опушке или поляне всегда рекомендуется переходить на более низкие частоты.

Особенности обеспечения радиосвязи в лесисто-болотистой местности

Характерными особенностями, присущими крупным лесным массивам, является экранирующее и поглощающее, действие леса на распространение радиоволн.

Исходя из этого, необходимо помнить факторы, влияющие на обеспечение УКВ радиосвязи:

• не разворачивать радиостанцию на опушке леса, а лучше углубиться в лес или отойти на открытое место;
• связь в лиственном молодом лесу значительно хуже, чем в хвойном из-за большой лиственной массы и ее экранирующего действия; для качественной связи необходимо углубиться в лес или удалиться от опушки на расстояние, в 3-5 раз превышающее высоту деревьев (100–150 метров);
• при работе радиостанций в лесисто-болотистой местности качество связи будет лучше в центре болота или на удалении от берега, т. к. напряженность ЭМП на границе двух сред (воздух-вода) резко уменьшается;
• качество радиосвязи можно улучшить, располагая радиостанции на просеках, направленных в сторону корреспондента;
• если есть возможность, то на коротких остановках необходимо использовать направленные антенны (АБВ или l-образная) при работе в лесу располагать радиостанцию в центре группы деревьев, а не на границе их с поляной.

Особенности обеспечения радиосвязи в условиях города

Условия работы КВ- и УКВ-радиолиний в населенных пунктах и городах значительно усложняются из-за большого числа отражений от близкорасположенных зданий и строений. При работе в городе на радиосвязь будут оказывать одновременное воздействие поглощение радиоволн, их интерференция, экранировка зданий и большой уровень промышленных помех. Опыт эксплуатации радиолиний в населенных пунктах и городе позволяет сформулировать следующие рекомендации:

1. В городах и населенных пунктах радиосвязь целесообразно осуществлять в коротковолновом диапазоне.
2. При большом уровне промышленных помех рекомендуется переходить в область более высоких частот с использованием горизонтальных антенн (АБВ, V-образной или вертикальной полуромбической).
3. Следует тщательно выбирать места развертывания станций и антенн, обращая особое внимание на то, чтобы окружающие здания не экранировали направление на корреспондента.
4. Если позволяют условия, антенны или радиостанции следует выносить на верхние этажи зданий. При этом нельзя допускать, чтобы железобетонные перекрытия или железные крыши экранировали антенны и радиостанции.

Таким образом, к условиям, влияющим на выбор места развертывания антенн, можно отнести равнинную местность, среднепересеченную местность, лесистую местность, город.

Особенности обеспечения радиосвязи в условиях пустыни

Пустынные районы характеризуются равнинным рельефом местности, отсутствием или весьма бедной растительностью, крайне ограниченностью источников воды. Климат пустынь жаркий, с малым количеством осадков, резкими колебаниями температуры, частыми и сильными ветрами, вызывающими пыльные (песчаные) бури. Все это определяет особенности в организации и обеспечении связи в подразделениях при ведении боевых действий в пустынной местности.

В пустынной местности радиосвязь целесообразно обеспечивать по радионаправлениям, широко применять ретрансляционные пункты, что требует дополнительного расхода радиосредств.

На устойчивость радиосвязи оказывают существенное влияние пыльные бури. Во время пыльных бурь меняются электрические свойства атмосферы вследствие изменения электрического потенциала воздуха и наличия разноименно заряженных слоев атмосферы. Это ведет к образованию электрических разрядов между облаками (слоями) пыли, а также между ними и антеннами радиостанций. При ударе заряженных пылинок об антенну, образуются местные электрические разряды. Наличие электрических разрядов вызывает на выходе приемника помехи в виде сильного треска.

Опыт обеспечения связи в пустынных районах показывает, что во время пыльных бурь вероятность нарушения коротковолновой радиосвязи достигает 65 %. Дальность связи в УКВ диапазоне также значительно сокращается.

Для повышения надежности радиосвязи в условиях пыльных бурь, необходимо предусматривать применение на основных направлениях более мощных радиостанций, создавать одинаковые по составу радиосети (радионаправления) на радиостанциях КВ и УКВ диапазонов, производить герметизацию кузовов аппаратных, КШМ, БМ и самой аппаратуры, периодически очищать от пыли антенные изоляторы и аппаратуру.

Неблагоприятное влияние на работу радиосредств и личного состава оказывает жаркий и сухой пустынный климат. Летом температура в бронеобъектах достигает +70 С.

Считается целесообразным время непрерывной работы личного состава и средств связи сокращать до 2–4 часов.

В случае необходимости обеспечения непрерывной круглосуточной работы радиостанций следует иметь резервные радиостанции для подмена работающих.

Особенности обеспечения радиосвязи в горной местности

Связь на ультракоротких волнах является одним из видов радиосвязи, обладающих рядом специфических особенностей в отношении распространения радиоволн, построения аппаратуры и условий ее эксплуатации.

В силу ограничения дальности распространение ультракоротких волн взаимного расположения радиостанций, расположенных за пределами геометрической видимости, невелико, что позволяет использовать одновременно большое число однотипных р/ст. Надежная связь обеспечивается при наличии геометрической видимости между пунктами расположения р/ст.

В движении, когда используются ненаправленные штыревые антенны и когда прием сигналов сопровождается помехами, прохождение которых связано с самим фактором движения, дальность связи обычно ограничена и составляет 5–15 км; на стоянках дальность связи увеличивается до 15–30 км.

Для р/ст с мощностью передатчика от 1 до 10 Вт в условиях распространения радиоволн используется весьма широкий диапазон частот от 30 до 60 МГц. Мнение о том, что горная местность представляет собой значительную, а в некоторых случаях и непреодолимую преграду для распространения сигналов УКВ р/ст, является необоснованным. В горной местности при правильном расположении р/ст (необязательно на командных высотах) можно получить также дальность связи (а иногда и больше), как и на равнинной местности.

Опыт эксплуатации УКВ р/ст малой мощности в гористой местности позволяет сделать следующие выводы:

1. дальность действия УКВ р/ст в зависимости от горных условий составляет:

• 20–22 км на трассах, имеющих одну горную вершину любой высоты, при этом наибольший уровень сигнала наблюдается, когда горная вершина имеет форму клина;
• 10–12 км на трассах с высотой гор менее 100 м, если р/ст развернуты не у их подножья;
• 9–10 км на трассах, имеющих несколько следующих одна за другой горных вершин высотой 200–400 м (горные дефиле), если р/ст развернуты не у их подножья и работают на штыревые антенны;
• 5–6 км на трассах, профиль которых имеет вид плавной выпуклости;
• 4–5 км при расположении р/ст в особо неблагоприятных условиях;
  такую же величину, как и на среднепересеченной местности, если один из корреспондентов расположен так, что ему видна вершина самой высокой горы на трассе;

2. дальность связи увеличивается в несколько раз при расположении р/ст на командных высотах;

3. связь улучшается, если корреспонденты имеют «прямую видимость» на одну и ту же высокую горную вершину на трассе;

4. при ведении связи в движении по горным дорогам возможно ее прекращение, что вызывается появлением так называемых «мертвых зон», обусловленных резким изменением профиля трассы; это явление особенно сильно проявляется на предельных дальностях, когда величина напряжения сигнала на входе приемника мала.

Для выбора наивыгоднейших мест расположения р/ст при ведении радиосвязи в горных местностях рекомендуется:

• выбирать конечные пункты так, чтобы трасса при работе через хребты с острым гребнем или через отдельные горные вершины клиновидной формы проходила через наивысшую точку рельефа;

• располагать р/ст на трассах с клиновидным профилем и практически любой высоты вершины на любое удаление от подножья горы, кроме сравнительно небольшой области (до 1 км от вершины) у самого подножья горы, где напряженность поля сигнала минимальна, при этом ее величина за препятствием будет несколько превышать значение напряженности поля под ровной местностью на тех же расстояниях;
• располагать р/ст от подножья хребта на расстояние, примерно равное длине его склона, для получения наибольшего уровня сигнала на входе приемника, что возможно при «прямой видимости» между радиостанцией и гребнем хребта и примерно одинаковыми параметрами почвы на всей трассе;
  поднимать радиостанции на возвышенности, обеспечивающие лучшую «видимость» на вершину препятствия, что также увеличивает уровень сигнала на входе приемника;
• выбирать конечные пункты из тех соображений, чтобы трасса, если между корреспондентами имеется несколько препятствий, проходила через наивысшие точки вершины; наиболее благоприятным в этом случае будет такое расположение р/ст, при котором обеспечивается «прямая видимость» с обоих конечных пунктов на наиболее высокую вершину трассы;
• избегать трасс, профили которых можно представить участками шаровидной формы, проходящими через конечные пункты;
• последние выбирать таким образом, чтобы расположенное между ними препятствие имело наименьший радиус кривизны, т. е. приближалось по форме к клину; несмотря на увеличение протяженности трассы, удаление р/ст от подножья препятствия на трассе приводит к возрастанию уровня сигнала в месте приема;
• располагать радиостанции на командных высотах, при этом дальность связи на УКВ радиостанциях может достигать 100 км и более; при расположении радиостанций на командных высотах возможно уменьшение уровня сигнала на входе приемника, это имеет место при наличии больших просветов между линией «прямой видимости» и рельефом местности, вследствие чего происходит интерференция прямого луча с лучом, отраженным от поверхности земли, при этом уровень сигнала зависит от рефракционных условий, особенно на морских и прибрежных трассах;

• уменьшать величину просвета на трассах или сокращать протяженность трасс для уменьшения влияния рефракционных условий на устойчивость связи; так, при работе на радиостанциях Р-163-1У просвет между линией «прямой зависимости» и рельефом местности не должен превышать 200 м для трасс протяженностью порядка 100 км.