Характеристики передачи

Применение

Физическое описание

Самым распространенным типом антенны СВЧ-диапазона является параболическая антенна. Ее диаметр обычно составляет около 3 м. Антенна жестко фиксируется и фокусирует узкий луч для передачи на приемную антенну, которая находится на расстоянии прямой видимости. Чтобы увеличить расстояние между антеннами СВЧ-диапазона, их обычно располагают на значительной высоте над землей. Такое расположение также способствует передаче сигнала над промежуточными препятствиями. Для передачи на дальние расстояния используется цепочка ретрансляционных вышек, а двухточечные СВЧ-каналы в пределах желаемого расстояния связываются в единые пучки.

Основной отраслью применения систем наземной СВЧ-связи является служба дальней телекоммуникации, где системы этого типа представляют альтернативу использованию коаксиального кабеля или оптоволокна. При передаче на одинаковое расстояние средства СВЧ-связи требуют значительно меньшего числа усилителей или ретрансляторов, чем коаксиальный кабель, но, в то же время, эти средства позволяют передавать сигнал лишь на расстояние прямой видимости. СВЧ обычно используются как для передачи речи, так и для передачи телевизионного изображения.

Все интенсивнее СВЧ-связь начинает применяться еще в одной области, а именно — для создания коротких двухточечных каналов связи между зданиями. Такие каналы используются в локальных системах телевидения или для связи между локальными сетями. СВЧ-связь ближнего действия также может применяться в так называемых обходных приложениях: фирма может, например, установить СВЧ-канал для сообщения со средствами дальней связи в обход местной телефонной компании.

Существует еще две важных сферы применения СВЧ: сотовые системы и системы стационарного радиодоступа.

Передача в СВЧ-диапазоне покрывает значительную часть электромагнитного спектра. Для передачи обычно используются частоты от 2 до 40 ГГц. Чем выше используемая частота, тем шире возможная полоса и тем выше потенциальная скорость передачи данных. В табл. 3 показаны ширина полос и скорость передачи данных нескольких типичных систем.

Таблица 3. Производительность типовых цифровых систем СВЧ-связи

Основным источником потерь в системах СВЧ-связи, как и в любых других передающих системах, является затухание. Для СВЧ (и радиочастот) величина потерь может быть выражена в следующем виде:

дБ (3)

где d — расстояние, λ — длина волны, измеряемые в одних единицах.

Следовательно, потери зависят от квадрата расстояния. В отличие от применения витой пары и коаксиального кабеля, где потери зависят от расстояния логарифмически (в децибелах — линейно). При использовании систем СВЧ-связи ретрансляторы или усилители располагают в среднем на расстоянии 10-100 км.

Логарифм числа b по основанию a (от греч. λόγος — «слово», «отношение» и ἀριθμός — «число») определяется как показатель степени, в которую надо возвести основание a, чтобы получить число b. Обозначение: . Из определения следует, что записи и равносильны.

Другим источником искажений является интерференция. В связи с растущей популярностью СВЧ-связи зоны передачи перекрываются, и интерференция становится постоянной опасностью. По этой причине распределение частотных диапазонов строго регулируется.

Самым распространенным диапазоном систем дальней связи, является полоса частот от 4 до 6 ГГц. Вследствие увеличения загрузки этих частот начинает использоваться диапазон 11 ГГц. Следующий диапазон, 12 ГГц, применяется как составляющая систем кабельного телевидения. Каналы СВЧ-связи используются для доставки телесигналов к местным объектам абонентского телевидения, после чего сигналы распределяются по отдельным абонентам посредством коаксиального кабеля. Самые высокие частоты, входящие в СВЧ-диапазон, применяются в коротких двухточечных каналах связи между зданиями; как правило, с этой целью используется диапазон 22 ГГц. Высокие частоты менее пригодны для передачи на большие расстояния, так как подвержены значительному затуханию, но вполне подходят для передачи на короткие расстояния. Кроме того, на более высоких частотах можно обойтись меньшими и более дешевыми антеннами.