Доповідь
на тему: Радіоелектронні канали витоку інформації.
Зміст
1. Радіоелектронні канал.
2. Структура радіоелектронного каналу витоку інформації.
3. Види витоку інформації.
4. Антенні пристрої.
5. Класифікація перешкод.
Радіоелектронні канали витоку інформації.
У радіоелектронному каналі передача носієм інформації є електричний струм і електромагнітне поле з частотами коливань від звукового діапазону до десятків ГГц.
1. Радіоелектронний канал відноситься до найбільш інформативним каналах витоку в силу наступних його особливостей:
· Незалежність функціонування каналу від часу доби і року, істотно менша залежність його параметрів у порівнянні з іншими каналами від метеоумов;
· Висока достовірність видобувається інформації, особливо при перехопленні її у функціональних каналах зв'язку (за винятком випадків дезінформації);
· Великий обсяг видобутої інформації;
· Оперативність отримання інформації аж до реального масштабу часу;
· Скритність перехоплення сигналів і радіотеплового спостереження.
У радіоелектронному каналі проводиться перехоплення радіо і електричних сигналів, радіолокаційне та радіотепловое спостереження. Отже, в рамках цього каналу витоку видобувається семантична інформація, видові та сигнальні демаскуючі ознаки. Радіоелектронні канали витоку інформації використовують радіо, радіотехнічна, радіолокаційна і радіотепловая розвідка.
2. Структура радіоелектронного каналу витоку інформації в загальному випадку включає (див. рис. 1) джерело сигналу або передавач, середу поширення електричного струму або електромагнітної хвилі і приймач сигналу.
Рис. 1. Структура радіоелектронного каналу витоку інформації.
У радіоелектронних каналах витоку інформації джерела сигналів можуть бути чотирьох видів:
- Передавачі функціональних каналів зв'язку;
- Джерела небезпечних сигналів;
- Об'єкти, що відображають електромагнітні хвилі в радіодіапазоні;
- Об'єкти, що випромінюють власні (теплові) радіохвилі.
Середовищем поширення радіоелектронного каналу витоку інформації є атмосфера, безповітряний простір і напрямні - електричні дроти різних типів і хвилеводи. Носій у вигляді електричного струму поширюється по проводах, а електромагнітне поле - в атмосфері, в безповітряному просторі або по напрямних - волноводам. У приймальнику виробляється виділення (селекція) носія з цікавій одержувача інформацією за частотою, посилення виділеного слабкого сигналу і знімання з нього інформації - демодуляція.
При перехопленні сигналів функціональних каналів зв'язку передавачі цих каналів є одночасно джерелами радіоелектронних каналів витоку інформації. У загальному випадку напрямку поширення електромагнітної хвилі від передавача до санкціонованому одержувачу і зловмисникові відрізняються. У функціональних каналах зв'язку максимум випромінювання енергії електромагнітної хвилі орієнтують в напрямку розташування приймача санкціонованого одержувача. Тому потужність джерела сигналів радіоелектронного каналу витоку інформації, як правило, істотно менше потужності випромінювання у функціональному каналі зв'язку.
3. Види витоку інформації
У залежності від способу перехоплення інформації розрізняють два види радіоелектронного каналу витоку інформації.
У каналі витоку 1-го виду виробляється перехоплення інформації, переданої за функціональним каналу зв'язку. З цією метою приймач сигналу каналу витоку інформації настроюється на параметри сигналу функціонального радіоканалу або підключається (контактно чи дистанційно) до проводів відповідного функціонального каналу. Такий канал витоку інформації має спільний з функціональним каналом джерело сигналів - передавач. Так як місця розташування приймачів функціонального каналу та каналу витоку інформації в загальному випадку не збігаються, то середовища поширення сигналів у них від загального передавача різні або збігаються, наприклад, до місця підключення приймача зловмисника до проводів телефонної мережі.
Радіоелектронний канал витоку 2-го виду має власний набір елементів: передавач сигналів, середу поширення і приймач сигналів. Передавач цього каналу витоку інформації утворюється випадково (без участі джерела або одержувача інформації) або спеціально встановлюється в приміщенні зловмисником. В якості такого передавача застосовуються джерела небезпечних сигналів і заставні пристрої. Небезпечні сигнали, як зазначалося раніше, виникають на базі акустоелектричних перетворювачів, побічних низькочастотних і високочастотних полів, паразитних зв'язків та наведень у дротах і елементах радіозасобів. Небезпечні сигнали створюються в результаті конструктивних недоробок при розробці радіоелектронного засобу, об'єктивних фізичних процесів в їх елементах, зміни параметрів у них з-за старіння або порушень правил експлуатації, неврахуванні полів навколо коштів або струмонесучих проводів при їх прокладанні в будівлі і т. д.
Варіантів умов для виникнення небезпечних сигналів дуже багато. Наприклад, в підсилювальних каскадах будь-якого радіоелектронного засобу (радіоприймача, телевізора, радіотелефону тощо) можуть виникнути умови для генерації сигналів на частотах поза звукового діапазону, які модулюють електричними сигналами акустоелектричних перетворювачів. Функції акустоелектричних перетворювачів можуть виконувати елементи (котушки індуктивності, конденсатори) генераторів, що є функціональними пристроями.
Особливістю передавачів цього каналу є малі амплітуда електричних сигналів - одиниці й частки мВ, і потужність радіосигналів, що не перевищує десятки мВт (для радіозакладок). У результаті цього протяжність таких каналів невелика і складає десятки і сотні метрів. Тому для добування інформації з використанням такого каналу витоку інформації приймач необхідно наблизити до джерела на величину довжини каналу витоку або встановити ретранслятор. Середовище поширення і приймачі цього виду каналів не відрізняються від середовища і приймачів каналів 1-го виду.
У загальному випадку напрямні лінії зв'язку створюються для передачі сигналів у заданому напрямку з належною якістю і надійністю. Способи та засоби передачі електричних сигналів по дротах розглядаються прикладної області радіотехніки, званої провідним зв'язком.
Розрізняють повітряні і кабельні провідні лінії зв'язку. Повітряні лінії зв'язку належать до симетричних ланцюгів, відмітною особливістю яких є наявність двох провідників з однаковими електричними властивостями.
Залежно від типу несучих конструкцій вони діляться на стовпові та стієчні. Стовбовим називаються лінії, несучими конструкціями є дерев'яні або залізобетонні опори. Опорами повітряних ліній служать металеві стійки, встановлені, наприклад, на дахах будівель. Для ізоляції проводів повітряних ліній один від одного і щодо землі їх зміцнюють на порцелянових ізоляторах.
Більш широко застосовуються кабельні лінії зв'язку. Кабельні лінії зв'язку отримали домінуюче розвиток при організації об'єктової, міського й міжміського телефонного зв'язку. Вони становлять 65% телефонних ліній Росії. Кабелі бувають симетричними і коаксіальними.
Якщо обидві жили ланцюга, утвореного кабелем, виконані з дроту однакового діаметра, мають ізоляцію однакової конструкції і розташовані так, що між ними можна провести площину симетрії, то кабель називається симетричним. Якщо ж обидва провідника кола виконані у формі співвісних циліндрів, у поперечному перерізі мають форму концентричних кіл, то такий кабель - коаксіальний.
Симетричні кабелі представляють собою провідники (жили) з нанесеними на них одним або декількома шарами ізолятора з діелектричних матеріалів. Кілька жив, об'єднаних єдиним ізолятором у вигляді стрічки, утворюють стрічкові кабелі або смуга лінії. Відомі конструкції симетричних кабелів містять від 1х2 до 2400х2 жив під загальною захисною оболонкою.
У коаксіальному кабелі один провідник концентрично розташований всередині іншого провідника, що має форму порожнистого циліндра. Внутрішній провідник ізолюється від зовнішнього за допомогою різних ізоляційних матеріалів і конструкцій. Для ізоляції коаксіальних пар кабелю застосовується суцільний і пористий поліетилен, ізоляція у вигляді шайб, в послідовно з'єднаних балончиків, нагадує розріз бамбука і ін Для забезпечення гнучкості кабелю зовнішній провідник виконується з мідного чи залізної сітки, а для захисту від зовнішніх впливів він покривається шаром ізолятора (поліхлорвінілу).
Основними параметрами провідних ліній зв'язку є ширина пропускається ними спектру частот і власне загасання Z c = 10 lgP вх / P вих, де P вх і P вих - потужність сигналу на вході і виході ланцюга відповідно.
Якщо опір провідників на низьких частотах (у діапазоні 0-100 кГц) визначається питомою опором матеріалу і площею поперечного перерізу провідника, то на більш високих частотах починається позначатися вплив поверхневого ефекту. Сутність його полягає в тому, що змінне магнітне поле, що виникає при протіканні по провіднику струму, створює усередині провідника вихрові струми, У результаті цього щільність основного струму перерозподіляється по перетину провідника (жили): зменшується в центрі і зростає на периферії. Глибина проникнення (в мм) струму в мідну жилу q = 67 /
0.3 мм , А на частоті 250 кГц - на порядок нижче, всього близько 0.03 мм . Отже, струм з цією частотою поширюється за гіпотетичною тонкої мідної трубці із значно меншою площею перетину і, відповідно, великим опором.
На величину загасання лінії впливають також електричні характеристики діелектрика, що наноситься на металеві дроти. За рахунок їх вдається розширити смугу пропущення лінії. При передачі по повітряних лініях зі сталевими дротами ширина пропускання становить близько 25 кГц, з мідними проводами - до 150 кГц, по симетричним кабелях - до 600 кГц, Розширенню спектру частот, переданих по симетричним ланцюгах, перешкоджають зростаючі наведення. Наприклад, задовільним для телефонних ліній вважається значення перехідного загасання близько 60-70 дБ.
У коаксіальному кабелі електричне поле замикається між внутрішнім і зовнішнім провідниками, тому зовнішнє електричне поле відсутнє. Кабель не має також зовнішнього магнітного та електромагнітного полів, що й обумовлює його основні переваги перед симетричними. Внаслідок поверхневого ефекту струм при підвищенні частоти відтісняється у внутрішньому провіднику до його зовнішньої поверхні, а в зовнішньому, навпаки, до внутрішньої. Стандартна коаксіальна пара 1.2/4.4 (з діаметрами внутрішнього і зовнішнього провідників - 1.2 та 4.4. Мм відповідно) забезпечують передачу 900-960 телефонних каналів на відстань до 9 км або 3600 каналів на відстань 1.5км. При збільшенні діаметрів провідників до 2.6/9/5 число телефонних каналів для довжини ділянки 1.5 км зростає до 10800.Шіріна частотного діапазону такого кабелю досягає 60 МГц. Підвищення частотного діапазону зажадає подальшого збільшення діаметрів провідників коаксіального кабелю.
Електромагнітна хвиля являє форму існування електромагнітного поля у вигляді змінюються в часі за синусоїдальним законом значень напруженості електричного і магнітного полів.
Електромагнітна хвиля як носій інформації в радіоелектронному каналі витоку виникає при протіканні по проводах електричного струму змінної частоти і розповсюджуються від джерела ненаправленного випромінювання радіально на всі боки з кінцевою швидкістю, в атмосфері дещо меншою швидкості світла. Вектори напруженості електричного і магнітного полів взаємно перпендикулярні і напрямку розповсюдження електромагнітної хвилі. Електромагнітна хвиля характеризується частотою коливання, потужністю та поляризацією. За частотою електромагнітні хвилі класифікуються відповідно до Регламенту радіозв'язку, затвердженим на Всесвітній адміністративної конференції в Женеві в 1979 р . (Табл. 1).
Поляризація визначає напрям вектора напруженості електричного поля. Якщо вектор електричного поля лежить у вертикальній площині, то поляризація вертикальна, коли він знаходиться в горизонтальній площині, то - горизонтальна. Проміжне становище характеризується кутом поляризації між площинами поляризації та розповсюдження. Площиною поляризації називається площина, в якій знаходяться вектора електричного поля і вектор поширення електромагнітної хвилі. Площина розповсюдження має вертикальне розташування і проходить через вектор поширення електромагнітної хвилі.
Потужність випромінювання електромагнітного поля тим вище, чим ближче частота коливань у розподіленому контурі, утвореного індуктивністю провідників і розподіленої ємністю між ними і землею, до частоти сигналу. Пристрої, в яких забезпечується ефективне перетворення енергії електричних сигналів в електромагнітну хвилю, називаються антенами.
4. Антенні пристрої є невід'ємною частиною передавальних і прийомних радіоелектронних засобів. Причому їх конструкція залишається незмінними в режимах передачі і прийому, за винятком тих випадках, коли випромінюється велика потужність. У цьому випадку доводиться приймати додаткові заходи щодо запобігання електричного пробою в високовольтних ланцюгах передавальної антени, необхідність у яких відсутній для приймальні. У загальному випадку принцип оборотності дозволяє передавальну антену використовувати в якості прийомної і навпаки.
на тему: Радіоелектронні канали витоку інформації.
Зміст
1. Радіоелектронні канал.
2. Структура радіоелектронного каналу витоку інформації.
3. Види витоку інформації.
4. Антенні пристрої.
5. Класифікація перешкод.
Радіоелектронні канали витоку інформації.
У радіоелектронному каналі передача носієм інформації є електричний струм і електромагнітне поле з частотами коливань від звукового діапазону до десятків ГГц.
1. Радіоелектронний канал відноситься до найбільш інформативним каналах витоку в силу наступних його особливостей:
· Незалежність функціонування каналу від часу доби і року, істотно менша залежність його параметрів у порівнянні з іншими каналами від метеоумов;
· Висока достовірність видобувається інформації, особливо при перехопленні її у функціональних каналах зв'язку (за винятком випадків дезінформації);
· Великий обсяг видобутої інформації;
· Оперативність отримання інформації аж до реального масштабу часу;
· Скритність перехоплення сигналів і радіотеплового спостереження.
У радіоелектронному каналі проводиться перехоплення радіо і електричних сигналів, радіолокаційне та радіотепловое спостереження. Отже, в рамках цього каналу витоку видобувається семантична інформація, видові та сигнальні демаскуючі ознаки. Радіоелектронні канали витоку інформації використовують радіо, радіотехнічна, радіолокаційна і радіотепловая розвідка.
2. Структура радіоелектронного каналу витоку інформації в загальному випадку включає (див. рис. 1) джерело сигналу або передавач, середу поширення електричного струму або електромагнітної хвилі і приймач сигналу.
Рис. 1. Структура радіоелектронного каналу витоку інформації.
У радіоелектронних каналах витоку інформації джерела сигналів можуть бути чотирьох видів:
- Передавачі функціональних каналів зв'язку;
- Джерела небезпечних сигналів;
- Об'єкти, що відображають електромагнітні хвилі в радіодіапазоні;
- Об'єкти, що випромінюють власні (теплові) радіохвилі.
Середовищем поширення радіоелектронного каналу витоку інформації є атмосфера, безповітряний простір і напрямні - електричні дроти різних типів і хвилеводи. Носій у вигляді електричного струму поширюється по проводах, а електромагнітне поле - в атмосфері, в безповітряному просторі або по напрямних - волноводам. У приймальнику виробляється виділення (селекція) носія з цікавій одержувача інформацією за частотою, посилення виділеного слабкого сигналу і знімання з нього інформації - демодуляція.
При перехопленні сигналів функціональних каналів зв'язку передавачі цих каналів є одночасно джерелами радіоелектронних каналів витоку інформації. У загальному випадку напрямку поширення електромагнітної хвилі від передавача до санкціонованому одержувачу і зловмисникові відрізняються. У функціональних каналах зв'язку максимум випромінювання енергії електромагнітної хвилі орієнтують в напрямку розташування приймача санкціонованого одержувача. Тому потужність джерела сигналів радіоелектронного каналу витоку інформації, як правило, істотно менше потужності випромінювання у функціональному каналі зв'язку.
3. Види витоку інформації
У залежності від способу перехоплення інформації розрізняють два види радіоелектронного каналу витоку інформації.
У каналі витоку 1-го виду виробляється перехоплення інформації, переданої за функціональним каналу зв'язку. З цією метою приймач сигналу каналу витоку інформації настроюється на параметри сигналу функціонального радіоканалу або підключається (контактно чи дистанційно) до проводів відповідного функціонального каналу. Такий канал витоку інформації має спільний з функціональним каналом джерело сигналів - передавач. Так як місця розташування приймачів функціонального каналу та каналу витоку інформації в загальному випадку не збігаються, то середовища поширення сигналів у них від загального передавача різні або збігаються, наприклад, до місця підключення приймача зловмисника до проводів телефонної мережі.
Радіоелектронний канал витоку 2-го виду має власний набір елементів: передавач сигналів, середу поширення і приймач сигналів. Передавач цього каналу витоку інформації утворюється випадково (без участі джерела або одержувача інформації) або спеціально встановлюється в приміщенні зловмисником. В якості такого передавача застосовуються джерела небезпечних сигналів і заставні пристрої. Небезпечні сигнали, як зазначалося раніше, виникають на базі акустоелектричних перетворювачів, побічних низькочастотних і високочастотних полів, паразитних зв'язків та наведень у дротах і елементах радіозасобів. Небезпечні сигнали створюються в результаті конструктивних недоробок при розробці радіоелектронного засобу, об'єктивних фізичних процесів в їх елементах, зміни параметрів у них з-за старіння або порушень правил експлуатації, неврахуванні полів навколо коштів або струмонесучих проводів при їх прокладанні в будівлі і т. д.
Варіантів умов для виникнення небезпечних сигналів дуже багато. Наприклад, в підсилювальних каскадах будь-якого радіоелектронного засобу (радіоприймача, телевізора, радіотелефону тощо) можуть виникнути умови для генерації сигналів на частотах поза звукового діапазону, які модулюють електричними сигналами акустоелектричних перетворювачів. Функції акустоелектричних перетворювачів можуть виконувати елементи (котушки індуктивності, конденсатори) генераторів, що є функціональними пристроями.
Особливістю передавачів цього каналу є малі амплітуда електричних сигналів - одиниці й частки мВ, і потужність радіосигналів, що не перевищує десятки мВт (для радіозакладок). У результаті цього протяжність таких каналів невелика і складає десятки і сотні метрів. Тому для добування інформації з використанням такого каналу витоку інформації приймач необхідно наблизити до джерела на величину довжини каналу витоку або встановити ретранслятор. Середовище поширення і приймачі цього виду каналів не відрізняються від середовища і приймачів каналів 1-го виду.
У загальному випадку напрямні лінії зв'язку створюються для передачі сигналів у заданому напрямку з належною якістю і надійністю. Способи та засоби передачі електричних сигналів по дротах розглядаються прикладної області радіотехніки, званої провідним зв'язком.
Розрізняють повітряні і кабельні провідні лінії зв'язку. Повітряні лінії зв'язку належать до симетричних ланцюгів, відмітною особливістю яких є наявність двох провідників з однаковими електричними властивостями.
Залежно від типу несучих конструкцій вони діляться на стовпові та стієчні. Стовбовим називаються лінії, несучими конструкціями є дерев'яні або залізобетонні опори. Опорами повітряних ліній служать металеві стійки, встановлені, наприклад, на дахах будівель. Для ізоляції проводів повітряних ліній один від одного і щодо землі їх зміцнюють на порцелянових ізоляторах.
Більш широко застосовуються кабельні лінії зв'язку. Кабельні лінії зв'язку отримали домінуюче розвиток при організації об'єктової, міського й міжміського телефонного зв'язку. Вони становлять 65% телефонних ліній Росії. Кабелі бувають симетричними і коаксіальними.
Якщо обидві жили ланцюга, утвореного кабелем, виконані з дроту однакового діаметра, мають ізоляцію однакової конструкції і розташовані так, що між ними можна провести площину симетрії, то кабель називається симетричним. Якщо ж обидва провідника кола виконані у формі співвісних циліндрів, у поперечному перерізі мають форму концентричних кіл, то такий кабель - коаксіальний.
Симетричні кабелі представляють собою провідники (жили) з нанесеними на них одним або декількома шарами ізолятора з діелектричних матеріалів. Кілька жив, об'єднаних єдиним ізолятором у вигляді стрічки, утворюють стрічкові кабелі або смуга лінії. Відомі конструкції симетричних кабелів містять від 1х2 до 2400х2 жив під загальною захисною оболонкою.
У коаксіальному кабелі один провідник концентрично розташований всередині іншого провідника, що має форму порожнистого циліндра. Внутрішній провідник ізолюється від зовнішнього за допомогою різних ізоляційних матеріалів і конструкцій. Для ізоляції коаксіальних пар кабелю застосовується суцільний і пористий поліетилен, ізоляція у вигляді шайб, в послідовно з'єднаних балончиків, нагадує розріз бамбука і ін Для забезпечення гнучкості кабелю зовнішній провідник виконується з мідного чи залізної сітки, а для захисту від зовнішніх впливів він покривається шаром ізолятора (поліхлорвінілу).
Основними параметрами провідних ліній зв'язку є ширина пропускається ними спектру частот і власне загасання Z c = 10 lgP вх / P вих, де P вх і P вих - потужність сигналу на вході і виході ланцюга відповідно.
Якщо опір провідників на низьких частотах (у діапазоні 0-100 кГц) визначається питомою опором матеріалу і площею поперечного перерізу провідника, то на більш високих частотах починається позначатися вплив поверхневого ефекту. Сутність його полягає в тому, що змінне магнітне поле, що виникає при протіканні по провіднику струму, створює усередині провідника вихрові струми, У результаті цього щільність основного струму перерозподіляється по перетину провідника (жили): зменшується в центрі і зростає на периферії. Глибина проникнення (в мм) струму в мідну жилу q = 67 /
На величину загасання лінії впливають також електричні характеристики діелектрика, що наноситься на металеві дроти. За рахунок їх вдається розширити смугу пропущення лінії. При передачі по повітряних лініях зі сталевими дротами ширина пропускання становить близько 25 кГц, з мідними проводами - до 150 кГц, по симетричним кабелях - до 600 кГц, Розширенню спектру частот, переданих по симетричним ланцюгах, перешкоджають зростаючі наведення. Наприклад, задовільним для телефонних ліній вважається значення перехідного загасання близько 60-70 дБ.
У коаксіальному кабелі електричне поле замикається між внутрішнім і зовнішнім провідниками, тому зовнішнє електричне поле відсутнє. Кабель не має також зовнішнього магнітного та електромагнітного полів, що й обумовлює його основні переваги перед симетричними. Внаслідок поверхневого ефекту струм при підвищенні частоти відтісняється у внутрішньому провіднику до його зовнішньої поверхні, а в зовнішньому, навпаки, до внутрішньої. Стандартна коаксіальна пара 1.2/4.4 (з діаметрами внутрішнього і зовнішнього провідників - 1.2 та 4.4. Мм відповідно) забезпечують передачу 900-960 телефонних каналів на відстань до
Електромагнітна хвиля являє форму існування електромагнітного поля у вигляді змінюються в часі за синусоїдальним законом значень напруженості електричного і магнітного полів.
Електромагнітна хвиля як носій інформації в радіоелектронному каналі витоку виникає при протіканні по проводах електричного струму змінної частоти і розповсюджуються від джерела ненаправленного випромінювання радіально на всі боки з кінцевою швидкістю, в атмосфері дещо меншою швидкості світла. Вектори напруженості електричного і магнітного полів взаємно перпендикулярні і напрямку розповсюдження електромагнітної хвилі. Електромагнітна хвиля характеризується частотою коливання, потужністю та поляризацією. За частотою електромагнітні хвилі класифікуються відповідно до Регламенту радіозв'язку, затвердженим на Всесвітній адміністративної конференції в Женеві в
| Діапазон довжин хвиль | Найменування хвиль | Позначення і найменування частот | Діапазон частот |
| > | - | ELF-надзвичайно низькі | Частки Гц-3 кГц |
| 10 - | Міріаметровиє | VLF (ОНЧ)-дуже низькі | 3-30 кГц |
| 1 - | Кілометрові (Довгі) | LF (НЧ)-низькі | 30-300 кГц |
| 100 - | Гектаметровие (Середні) | MF (СЧ)-середні | 300-3000 кГц |
| 10 - | Декаметрових (Короткі) | HF (ВЧ)-високі | 3-30 МГц |
| 1 - | Метрові | (ДВЧ)-дуже високі | 30-300 МГц |
| 10 - | Дециметрові | UHF (УВЧ)-ультрависокі | 300-3000 МГц |
| 1 - | Сантиметрові | SHF (НВЧ)-надвисокі | 3-30 ГГц |
| 1 - | Міліметрові | EHF (КВЧ)-вкрай високі | 30-300 ГГц |
| 0.1- | Дециміліметрові | ГВЧ-гіпервисокіе | 300-3000 ГГц |
Потужність випромінювання електромагнітного поля тим вище, чим ближче частота коливань у розподіленому контурі, утвореного індуктивністю провідників і розподіленої ємністю між ними і землею, до частоти сигналу. Пристрої, в яких забезпечується ефективне перетворення енергії електричних сигналів в електромагнітну хвилю, називаються антенами.
4. Антенні пристрої є невід'ємною частиною передавальних і прийомних радіоелектронних засобів. Причому їх конструкція залишається незмінними в режимах передачі і прийому, за винятком тих випадках, коли випромінюється велика потужність. У цьому випадку доводиться приймати додаткові заходи щодо запобігання електричного пробою в високовольтних ланцюгах передавальної антени, необхідність у яких відсутній для приймальні. У загальному випадку принцип оборотності дозволяє передавальну антену використовувати в якості прийомної і навпаки.
Характер поляризації електромагнітної хвилі залежить від конструкції та розташування випромінюючих елементів антени. Невідповідність поляризації електромагнітної хвилі просторової орієнтації елементів прийомної антени, в яких наводяться електричні заряди, призводить до зменшення величини цих еарядов. Радіохвилі в залежності від умов розповсюдження діляться на земні (поверхневі), прямі, тропосферні й іоносферні (просторові).
Земними називаються радіохвилі, які поширюються в безпосередній близькості від поверхні Землі і частково огинають її поверхню завдяки явищу дифракції. Прямими названі радіохвилі, що розповсюджуються прямолінійно в атмосфері та космосі.
Радіохвилі, які поширюються в тропосфері - приземної неоднорідною області атмосфери не вище 10 - 12 км від поверхні Землі, називаються тропосферних. У тропосфері відбувається розсіювання, а також часткове викривлення траєкторії і відбиття радіохвиль від неоднорідностей тропосфери. Іоносферними називають радіохвилі, що розповсюджуються в результаті послідовного відображення від іоносфери і земної поверхні. Іоносферу утворюють іонізовані під дією ультрафіолетового випромінювання Сонця верхні шари атмосфери. Концентрація вільних електронів в іоносфері змінюється по висоті. Залежно від концентрації вільних електронів і відповідно позитивно заряджених іонів іоносферу умовно ділять на шари - D, E, F 1 і F 2. Найменша концентрація має місце в шарі D, найбільша - у шарі F 2. Стан іоносфери неприривно змінюється, воно залежить від часу доби, пори року і сонячної активності, яка має 11-річний цикл зміни.
Шар D розташовується до висоти приблизно 60 км . У нічні години шар D переважає рекомбінація електронів і іонізація зменшується або зникає.
Шар Е розташований на висоті 100 - 120 км і менше залежить від часу доби.
Шари F 1 і F 2 займають області на висоті приблизно 160 - 400 км , Причому вночі шар F 1 зникає.
У іоносфері відбувається заломлення, відображення і поглинання радіохвиль. Заломлення радіохвиль обумовлено змінами діелектричної проникності, а, отже, показника заломлення по висоті шарів. У міру поширення радіохвиль від наземного джерела через більш високо розташовані шари показник заломлення зменшується, траєкторія електромагнітної хвилі викривляється і за певних умов хвиля повертається на Землю.
Відображення радіохвиль на тій чи іншій висоті іоносфери залежить від частоти радіохвиль і кута їх падіння на шар. За інших рівних умов чим більше кут падіння хвилі, відлічуваний від вертикальної лінії в точці падіння, тим більше пологу траєкторія променя в іоносфері і тим менша електронна концентрація буде потрібно для повернення променя на Землю. Мінімальне значення кута падіння, при якому ще можливо відбиття радіохвиль від іоносфери називається критичним. При куті падіння, меншому критичного, радіохвилі проходять через іоносферу не позначившись.
Так як коефіцієнт заломлення зменшується зі збільшенням частоти, то довгі хвилі заломлюються сильніше, ніж короткі, а для УКХ переломлення недостатньо для повернення хвиль на Землю і вони йдуть в космічний простір. Найвища частота, при якій електромагнітна хвиля ще може повернутися на Землю, називається максимально застосовної частотою. Але значення цієї частоти неоднозначно внаслідок залежності її від кута падіння. Тому вводять поняття критичної частоти, яка є максимально застосовної частотою при куті падіння 90 градусів. З визначення випливає, що ця частота є нижчу з усіх максимально застосовних частот.
За рахунок багаторазового переотраженія радіохвиль від шарів іоносфери і земної поверхні електромагнітна хвиля може поширюватися на великі відстані аж до огибания Землі. Але при переотраженія виникають зони мовчання, куди не потрапляють відбиті від іоносфери електромагнітні промені. У зонах прийому відбувається інтерференція хвиль, що пройшли різний шлях від випромінювача і мають, отже, різні фази. Випадковий характер зміни фаз приводить до випадкового зміни амплітуди результуючої хвилі, яке називається завмиранням або федингам.
Ступінь поглинання радіохвиль в атмосфері збільшується при підвищенні щільності іонізації, частоти коливання та шляхи, яку проходить радіохвилею в іоносфері. Взимку, коли концентрація електронів у зв'язку з пониженням сонячної радіації зменшується, поглинання радіохвиль знижується і дальність розповсюдження збільшується. У залежності від частоти коливання радіохвиль характеристики середовища поширення мають такі особливості.
1. Кілометрові (довгі) хвилі мають гарну дифракцією, порівняно слабко поглинаються земною поверхнею і можуть поширюватися поверхневим променем на відстань до 3000 км . У іоносфері вони загасають сильніше, але можуть відбиватися від шару Е і поширюватися просторовим променем на більшу відстань. До переваг електромагнітної хвилі в цьому діапазоні як носія інформації належить, окрім великої дальності поширення, порівняльне сталість напруженості поля в пункті прийому протягом доби і року, що забезпечує стійкість зв'язку. Ці хвилі застосовуються також для зв'язку під водою, де погано поширюються хвилі вищих частот.
Недоліком довгохвильової радіолінії є погана випромінювальна здатність антен, їх великі розміри, що досягають кілька сотень метрів, високий рівень атмосферних і промислових перешкод і мала пропускна здатність.
2. Гектометровиє (середні) хвилі можуть поширюватися поверхневим і просторовим променями. Енергія середніх хвиль поглинаються земною поверхнею сильніше, ніж енергія довгохвильових, тому дальність зв'язку поверхневим лучем становить приблизно 500 - 1500 км . Однак для середніх хвиль створюються більш сприятливі умови розповсюдження просторовим променем і прийом сигналів можливе до 4000 км .
Умови розповсюдження середніх хвиль істотно змінюються в залежності від часу доби. У нічні години за рахунок відбиття від іоносфери дальність розповсюдження вище, ніж в денні, коли переважають поверхневі хвилі. У цьому діапазоні спостерігаються завмирання в результаті інтерференції земних і поверхневих хвиль або просторових хвиль з різними шляхами поширення, високий рівень атмосферних і промислових перешкод. Антени в середньому діапазоні по пристрою в основному такі ж, як і антени в довгохвильовому, але в силу більшої близькості їх геометричних розмірів до довжин хвиль мають більший коефіцієнт підсилення. Радіохвилі в цьому діапазоні використовуються для радіомовлення та зв'язку, на флоті і в авіації.
3. При поширенні коротких хвиль дальність поверхневого променя невелика через різке зростання поглинання енергії в Землі. Поле в точці прийому створюється в основному за рахунок відображення від різних шарів іоносфери. У результаті флуктуації щільності і висоти шарів та взаємодії променів на коротких хвилях, як правило, спостерігаються глибокі завмирання і навіть повне зникнення зв'язку протягом декількох десятків секунд.
Для забезпечення цілодобового зв'язку в умовах добової зміни іоносфери необхідно виробляти періодичну зміну частот. Визначення оптимальних частот виробляється спеціальними службами спостереження за іоносферою за результатами вертикального і вертикально-похилого зондування її радіоімпульсами. Найбільш сприятливі умови проходження хвиль вдень частіше складаються на хвилях в інтервалі 10 - 25 м , А вночі - 35 - 70 м .
У діапазоні коротких хвиль на напруженість поля і характер її зміни в точці прийому впливають інші явища, такі як «спалахи» на Сонці, розсіювання хвиль на дрібних неоднорідностях іоносфери, повороті площини поляризації.
Перевагою коротких хвиль є можливість забезпечення зв'язку на дуже великі відстані при порівняно малих потужності передавача і габаритах антени, а також малий вплив атмосферних і промислових перешкод. Вони застосовуються для зв'язку, радіонавігації, радіомовлення і радіоаматорами.
4. У діапазоні ультракоротких (метрових) і більш коротких хвиль практично відсутня дифракція. Тому вони розповсюджуються в межах прямої видимості, в тому числі відбиваючись від землі і тропосфери з втратою частини енергії на поглинання. Радіохвилі в цих діапазонах є основними носіями інформації в мережах телекомунікацій людства в силу таких особливостей:
- Мають величезний частотний діапазон (див. табл. 4.3), що забезпечує можливість передачі величезного обсягу інформації, в тому числі шляхом використання широкосмугових каналів;
- Низький рівень атмосферних і промислових перешкод, що дозволяють використовувати приймальні пристрої з високою чутливістю, що підвищує дальність прийому;
- Слабкий вплив станційних перешкод на роботу інших радіосистем внаслідок обмеженості їх радіусу видимості;
- Можливість створення невеликих антен з вузькою діаграмою спрямованості, що дозволяють здійснювати радіозв'язок при відносно малій потужності передавальних пристроїв. Основним недоліком радіохвиль розглянутого діапазону - мала дальність розповсюдження і суттєво більшу поглинання їх природними опадами (дощем, туманом, снігом, градом), особливо в міліметровому і коротших діапазонах.
Результати порівняльного аналізу характеристик радіохвиль різних діапазонів наведено в табл. 2.
Таблиця 2.
Для підвищення дальності зв'язку застосовують такі методи:
- Підйом передавальною або приймальною антен за допомогою інженерних конструкцій (матч, веж) і льотно-підйомних апаратів (аеростатів);
- Ретрансляція радіосигналів за допомогою наземних і космічних ретрансляторів;
- Використання тропосферних хвиль в УКХ діапазоні.
Передавальні антени на вежах встановлюються для постійного забезпечення зв'язку, радіо і телевізійного мовлення в містах, районах і областях. Для періодичного і епізодичного прийому сигналів від віддалених джерел в якості носіїв приймачів сигналів використовують прив'язні аеростати. Інформація з них на землю передається по кабелю або радіоканалу.
Для передачі інформації в УКХ та НВЧ діапазонах частот на великі відстані широко застосовуються ретранслятори. За допомогою наземних ретрансляторів створюються радіорелейні лінії (РРЛ), що представляють собою ланцюжок приемопередающих станцій, кожна з яких встановлюється в межах прямої видимості сусідніх. Усі станції РРЛ поділяються на кінцеві, проміжні та вузлові. Кінцеві радіорелейні станції розташовуються на початку і в кінці лінії. На цих станціях вводиться і виділяється інформація, забезпечується розподіл інформації між споживачами. Проміжні станції призначені для ретрансляції сигналів. Вузлові радіорелейні станції - це проміжні станції, на яких відбувається розгалуження сигналів, що приймаються з різних напрямків, виділення частини прийнятих переданої інформації (наприклад, програми телебачення) і введення нової інформації.
Діапазон частот, призначених для передачі інформації одного виду, об'єднуються в радіочастотний стовбур: телевізійний, телефонний і т. д. Існуючі вітчизняні РРЛ можуть містити до 8 стовбурів, а стовбур, наприклад, телефонний - до 1920 телефонних каналів. Для кожного стовбура з метою виключення взаємного впливу виділяються дві робочі частоти - для передачі і прийому. Прийняті кожною станцією сигнали на частоті прийому посилюються і перетворюються на частоті передачі і випромінюються в напрямку наступної станції. Близько 30% телефонних каналів РФ забезпечує радіорелейний зв'язок.
Різновидом радіорелейних ліній зв'язку є тропосферні лінії зв'язку, що використовують явище розсіювання ультракоротких радіохвиль у неоднорідностях тропосфери. До таких неоднорідностей відносяться області тропосфери з різко змінилися значеннями діелектричної проникності. Неоднорідності викликаються нерівномірністю станів різних точок тропосфери, безперервним перемішуванням і зміщенням повітряних мас в результаті нерівномірного розігрівання Сонцем різних ділянок поверхні Землі і шарів тропосфери. Для стійкої тропосферного радіозв'язку застосовують антени з високим коефіцієнтом посилення (40-50 дБ), потужні передавачі (1-10 кВт) і високочутливі приймачі. Тропосферні ліній зв'язку найчастіше мають протяжність 140 - 500 км .
Ретранслятори, що встановлюються на штучних супутниках Землі (ШСЗ), найбільш широко використовуються для обміну інформацією між абонентами, віддалених один від одного на тисячі кілометрів. Вони є елементами (ланками) супутникових ліній зв'язку, які містять також кінцеві наземні передавальні і приймальні станції. Природно, що зв'язок можливо лише в тому випадку, якщо супутники знаходяться в зоні видимості обох земних станцій.
Для ретрансляції застосовуються в основному ШСЗ на геостаціонарній (стаціонарного) і еліптичної орбітах, а також менш дорогі низькоорбітальні КА.
При розповсюдженні радіохвиль в місті характер їх поширення істотно спотворюється порівняно з поширенням на відкритих просторах за рахунок численних перевідбиттів від стін будівель і приміщень і загасання в них. Ці обставини необхідно враховувати при оцінці просторової орієнтації і можливостей каналів витоку інформації. Екранувальні властивості деяких елементів будинку наведені в табл. 3.
Таблиця 3.
Зазначені в таблиці дані отримані для стін, 30 відсотків площі яких займають віконні прорізи зі звичайним склом. Якщо віконні прорізи закриті металевими гратами з вічком 5 см , То екранування збільшується на 30-40%.
Дальність розповсюдження електромагнітної хвилі з будівлі із товстої цегляної або залізобетонної стінами зменшується по відношенню до зкранірованію стін дерев'яного будинку в 2-3 рази залежно від частотного діапазону.
5. Класифікація перешкод.
Різноманіття природних і штучних джерел випромінювань в радіодіапазоні породжує проблему електромагнітної сумісності носія інформації з іншими випромінюваннями-носіями іншої інформації, які являють собою перешкоди стосовно розглянутого радіосигналу. Класифікація перешкод представлена на рис. 2.
Рис. 2. Класифікацію перешкод у каналах витоку.
Природні або природні перешкоди викликаються наступними природними явищами:
- Електричними грозовими розрядами, як правило, на частотах менше 30 МГц;
- Переміщенням електрично заряджених часток хмар, дощу, снігу та ін,
- Виникненням резонансних електричних коливань між землею і іоносферою;
- Тепловим випромінюванням Землі і будівель в діапазоні більше 30-40 МГц;
- Сонячною активністю в основному на частотах більше 20 МГц;
- Електромагнітними випромінюваннями неба, Місяця, інших планет (на частотах понад 1 МГц);
- Тепловими шумами в елементах радіоприймачах.
У містах до природних перешкод додаються промислові перешкоди, які за характером спектра випромінювань поділяються на флюктуаційних, гармонійні і імпульсні.
Флюктуаційних перешкоди мають розподілений по частоті спектр і створюються коронами високовольтних електропередач, лампами денного світла, неонової рекламою, електрозварюванням і іншими електричними процесами. Спектр промислових гармонійних перешкод локалізований на частотах випромінювань, які виникають при нелінійних перетвореннях у промислових установках. Імпульсні перешкоди, що виникають, перш за все, при замиканні і розмиканні електричних контактів вимикачів, характеризуються зосередженням енергії електромагнітних випромінювань в короткий проміжок часу.
Так як електромагнітні хвилі в радіодіапазоні є основними носіями інформації, то з метою порушення управління і зв'язку в ході радіоелектронної боротьби створені різноманітні засоби генерування перешкод.
За ефектом впливу радіоелектронні перешкоди діляться на маскуючі та імітують. Маскуючі перешкоди створюють помеховий фон, на якому утруднюється або виключається виявлення і розпізнавання корисних сигналів. Імітують перешкоди за структурою близькі до корисних сигналів і при прийомі можуть ввести в оману одержувача.
За співвідношенням спектру перешкод і корисних сигналів перешкоди підрозділяються на загороджувальні і прицільні. Загороджувальні перешкоди мають ширину спектру частот, що значно перевищує ширину спектру корисного сигналу, що дозволяє пригнічувати сигнал без точного налаштування на його частоту. Прицільна перешкода має ширину спектра, порівнянну (що дорівнює або перевищує в 1.5-2 рази) з шириною спектру сигналу, і створює високий рівень спектральної щільності потужності в смузі частот сигналу при невисокій середньої потужності передавача перешкод.
По тимчасовій структурі випромінювання перешкоди бувають неперервні та імпульсні (у вигляді немодульований або модульованих радіоімпульсів).
Земними називаються радіохвилі, які поширюються в безпосередній близькості від поверхні Землі і частково огинають її поверхню завдяки явищу дифракції. Прямими названі радіохвилі, що розповсюджуються прямолінійно в атмосфері та космосі.
Радіохвилі, які поширюються в тропосфері - приземної неоднорідною області атмосфери не вище 10 -
Шар D розташовується до висоти приблизно
Шар Е розташований на висоті 100 -
Шари F 1 і F 2 займають області на висоті приблизно 160 -
У іоносфері відбувається заломлення, відображення і поглинання радіохвиль. Заломлення радіохвиль обумовлено змінами діелектричної проникності, а, отже, показника заломлення по висоті шарів. У міру поширення радіохвиль від наземного джерела через більш високо розташовані шари показник заломлення зменшується, траєкторія електромагнітної хвилі викривляється і за певних умов хвиля повертається на Землю.
Відображення радіохвиль на тій чи іншій висоті іоносфери залежить від частоти радіохвиль і кута їх падіння на шар. За інших рівних умов чим більше кут падіння хвилі, відлічуваний від вертикальної лінії в точці падіння, тим більше пологу траєкторія променя в іоносфері і тим менша електронна концентрація буде потрібно для повернення променя на Землю. Мінімальне значення кута падіння, при якому ще можливо відбиття радіохвиль від іоносфери називається критичним. При куті падіння, меншому критичного, радіохвилі проходять через іоносферу не позначившись.
Так як коефіцієнт заломлення зменшується зі збільшенням частоти, то довгі хвилі заломлюються сильніше, ніж короткі, а для УКХ переломлення недостатньо для повернення хвиль на Землю і вони йдуть в космічний простір. Найвища частота, при якій електромагнітна хвиля ще може повернутися на Землю, називається максимально застосовної частотою. Але значення цієї частоти неоднозначно внаслідок залежності її від кута падіння. Тому вводять поняття критичної частоти, яка є максимально застосовної частотою при куті падіння 90 градусів. З визначення випливає, що ця частота є нижчу з усіх максимально застосовних частот.
За рахунок багаторазового переотраженія радіохвиль від шарів іоносфери і земної поверхні електромагнітна хвиля може поширюватися на великі відстані аж до огибания Землі. Але при переотраженія виникають зони мовчання, куди не потрапляють відбиті від іоносфери електромагнітні промені. У зонах прийому відбувається інтерференція хвиль, що пройшли різний шлях від випромінювача і мають, отже, різні фази. Випадковий характер зміни фаз приводить до випадкового зміни амплітуди результуючої хвилі, яке називається завмиранням або федингам.
Ступінь поглинання радіохвиль в атмосфері збільшується при підвищенні щільності іонізації, частоти коливання та шляхи, яку проходить радіохвилею в іоносфері. Взимку, коли концентрація електронів у зв'язку з пониженням сонячної радіації зменшується, поглинання радіохвиль знижується і дальність розповсюдження збільшується. У залежності від частоти коливання радіохвиль характеристики середовища поширення мають такі особливості.
1. Кілометрові (довгі) хвилі мають гарну дифракцією, порівняно слабко поглинаються земною поверхнею і можуть поширюватися поверхневим променем на відстань до
Недоліком довгохвильової радіолінії є погана випромінювальна здатність антен, їх великі розміри, що досягають кілька сотень метрів, високий рівень атмосферних і промислових перешкод і мала пропускна здатність.
2. Гектометровиє (середні) хвилі можуть поширюватися поверхневим і просторовим променями. Енергія середніх хвиль поглинаються земною поверхнею сильніше, ніж енергія довгохвильових, тому дальність зв'язку поверхневим лучем становить приблизно 500 -
Умови розповсюдження середніх хвиль істотно змінюються в залежності від часу доби. У нічні години за рахунок відбиття від іоносфери дальність розповсюдження вище, ніж в денні, коли переважають поверхневі хвилі. У цьому діапазоні спостерігаються завмирання в результаті інтерференції земних і поверхневих хвиль або просторових хвиль з різними шляхами поширення, високий рівень атмосферних і промислових перешкод. Антени в середньому діапазоні по пристрою в основному такі ж, як і антени в довгохвильовому, але в силу більшої близькості їх геометричних розмірів до довжин хвиль мають більший коефіцієнт підсилення. Радіохвилі в цьому діапазоні використовуються для радіомовлення та зв'язку, на флоті і в авіації.
3. При поширенні коротких хвиль дальність поверхневого променя невелика через різке зростання поглинання енергії в Землі. Поле в точці прийому створюється в основному за рахунок відображення від різних шарів іоносфери. У результаті флуктуації щільності і висоти шарів та взаємодії променів на коротких хвилях, як правило, спостерігаються глибокі завмирання і навіть повне зникнення зв'язку протягом декількох десятків секунд.
Для забезпечення цілодобового зв'язку в умовах добової зміни іоносфери необхідно виробляти періодичну зміну частот. Визначення оптимальних частот виробляється спеціальними службами спостереження за іоносферою за результатами вертикального і вертикально-похилого зондування її радіоімпульсами. Найбільш сприятливі умови проходження хвиль вдень частіше складаються на хвилях в інтервалі 10 -
У діапазоні коротких хвиль на напруженість поля і характер її зміни в точці прийому впливають інші явища, такі як «спалахи» на Сонці, розсіювання хвиль на дрібних неоднорідностях іоносфери, повороті площини поляризації.
Перевагою коротких хвиль є можливість забезпечення зв'язку на дуже великі відстані при порівняно малих потужності передавача і габаритах антени, а також малий вплив атмосферних і промислових перешкод. Вони застосовуються для зв'язку, радіонавігації, радіомовлення і радіоаматорами.
4. У діапазоні ультракоротких (метрових) і більш коротких хвиль практично відсутня дифракція. Тому вони розповсюджуються в межах прямої видимості, в тому числі відбиваючись від землі і тропосфери з втратою частини енергії на поглинання. Радіохвилі в цих діапазонах є основними носіями інформації в мережах телекомунікацій людства в силу таких особливостей:
- Мають величезний частотний діапазон (див. табл. 4.3), що забезпечує можливість передачі величезного обсягу інформації, в тому числі шляхом використання широкосмугових каналів;
- Низький рівень атмосферних і промислових перешкод, що дозволяють використовувати приймальні пристрої з високою чутливістю, що підвищує дальність прийому;
- Слабкий вплив станційних перешкод на роботу інших радіосистем внаслідок обмеженості їх радіусу видимості;
- Можливість створення невеликих антен з вузькою діаграмою спрямованості, що дозволяють здійснювати радіозв'язок при відносно малій потужності передавальних пристроїв. Основним недоліком радіохвиль розглянутого діапазону - мала дальність розповсюдження і суттєво більшу поглинання їх природними опадами (дощем, туманом, снігом, градом), особливо в міліметровому і коротших діапазонах.
Результати порівняльного аналізу характеристик радіохвиль різних діапазонів наведено в табл. 2.
Таблиця 2.
Для підвищення дальності зв'язку застосовують такі методи:
- Підйом передавальною або приймальною антен за допомогою інженерних конструкцій (матч, веж) і льотно-підйомних апаратів (аеростатів);
- Ретрансляція радіосигналів за допомогою наземних і космічних ретрансляторів;
- Використання тропосферних хвиль в УКХ діапазоні.
Передавальні антени на вежах встановлюються для постійного забезпечення зв'язку, радіо і телевізійного мовлення в містах, районах і областях. Для періодичного і епізодичного прийому сигналів від віддалених джерел в якості носіїв приймачів сигналів використовують прив'язні аеростати. Інформація з них на землю передається по кабелю або радіоканалу.
Для передачі інформації в УКХ та НВЧ діапазонах частот на великі відстані широко застосовуються ретранслятори. За допомогою наземних ретрансляторів створюються радіорелейні лінії (РРЛ), що представляють собою ланцюжок приемопередающих станцій, кожна з яких встановлюється в межах прямої видимості сусідніх. Усі станції РРЛ поділяються на кінцеві, проміжні та вузлові. Кінцеві радіорелейні станції розташовуються на початку і в кінці лінії. На цих станціях вводиться і виділяється інформація, забезпечується розподіл інформації між споживачами. Проміжні станції призначені для ретрансляції сигналів. Вузлові радіорелейні станції - це проміжні станції, на яких відбувається розгалуження сигналів, що приймаються з різних напрямків, виділення частини прийнятих переданої інформації (наприклад, програми телебачення) і введення нової інформації.
Діапазон частот, призначених для передачі інформації одного виду, об'єднуються в радіочастотний стовбур: телевізійний, телефонний і т. д. Існуючі вітчизняні РРЛ можуть містити до 8 стовбурів, а стовбур, наприклад, телефонний - до 1920 телефонних каналів. Для кожного стовбура з метою виключення взаємного впливу виділяються дві робочі частоти - для передачі і прийому. Прийняті кожною станцією сигнали на частоті прийому посилюються і перетворюються на частоті передачі і випромінюються в напрямку наступної станції. Близько 30% телефонних каналів РФ забезпечує радіорелейний зв'язок.
Різновидом радіорелейних ліній зв'язку є тропосферні лінії зв'язку, що використовують явище розсіювання ультракоротких радіохвиль у неоднорідностях тропосфери. До таких неоднорідностей відносяться області тропосфери з різко змінилися значеннями діелектричної проникності. Неоднорідності викликаються нерівномірністю станів різних точок тропосфери, безперервним перемішуванням і зміщенням повітряних мас в результаті нерівномірного розігрівання Сонцем різних ділянок поверхні Землі і шарів тропосфери. Для стійкої тропосферного радіозв'язку застосовують антени з високим коефіцієнтом посилення (40-50 дБ), потужні передавачі (1-10 кВт) і високочутливі приймачі. Тропосферні ліній зв'язку найчастіше мають протяжність 140 -
Ретранслятори, що встановлюються на штучних супутниках Землі (ШСЗ), найбільш широко використовуються для обміну інформацією між абонентами, віддалених один від одного на тисячі кілометрів. Вони є елементами (ланками) супутникових ліній зв'язку, які містять також кінцеві наземні передавальні і приймальні станції. Природно, що зв'язок можливо лише в тому випадку, якщо супутники знаходяться в зоні видимості обох земних станцій.
Для ретрансляції застосовуються в основному ШСЗ на геостаціонарній (стаціонарного) і еліптичної орбітах, а також менш дорогі низькоорбітальні КА.
При розповсюдженні радіохвиль в місті характер їх поширення істотно спотворюється порівняно з поширенням на відкритих просторах за рахунок численних перевідбиттів від стін будівель і приміщень і загасання в них. Ці обставини необхідно враховувати при оцінці просторової орієнтації і можливостей каналів витоку інформації. Екранувальні властивості деяких елементів будинку наведені в табл. 3.
Таблиця 3.
| Тип будівлі | Ослаблення, дБ на частоті | ||
| 100 МГц | 500 МГц | 1 ГГц | |
| Дерев'яне будинок з товщиною стін | 5-7 | 7-9 | 9-11 |
| Цегляна будівля з товщиною стін 1.5 цегли | 13-15 | 5-17 | 16-19 |
| Залізобетонне будівлю з осередком арматури 15х15 см і товщиною | 20-25 | 18-19 | 15-17 |
Дальність розповсюдження електромагнітної хвилі з будівлі із товстої цегляної або залізобетонної стінами зменшується по відношенню до зкранірованію стін дерев'яного будинку в 2-3 рази залежно від частотного діапазону.
5. Класифікація перешкод.
Рис. 2. Класифікацію перешкод у каналах витоку.
Природні або природні перешкоди викликаються наступними природними явищами:
- Електричними грозовими розрядами, як правило, на частотах менше 30 МГц;
- Переміщенням електрично заряджених часток хмар, дощу, снігу та ін,
- Виникненням резонансних електричних коливань між землею і іоносферою;
- Тепловим випромінюванням Землі і будівель в діапазоні більше 30-40 МГц;
- Сонячною активністю в основному на частотах більше 20 МГц;
- Електромагнітними випромінюваннями неба, Місяця, інших планет (на частотах понад 1 МГц);
- Тепловими шумами в елементах радіоприймачах.
У містах до природних перешкод додаються промислові перешкоди, які за характером спектра випромінювань поділяються на флюктуаційних, гармонійні і імпульсні.
Флюктуаційних перешкоди мають розподілений по частоті спектр і створюються коронами високовольтних електропередач, лампами денного світла, неонової рекламою, електрозварюванням і іншими електричними процесами. Спектр промислових гармонійних перешкод локалізований на частотах випромінювань, які виникають при нелінійних перетвореннях у промислових установках. Імпульсні перешкоди, що виникають, перш за все, при замиканні і розмиканні електричних контактів вимикачів, характеризуються зосередженням енергії електромагнітних випромінювань в короткий проміжок часу.
Так як електромагнітні хвилі в радіодіапазоні є основними носіями інформації, то з метою порушення управління і зв'язку в ході радіоелектронної боротьби створені різноманітні засоби генерування перешкод.
За ефектом впливу радіоелектронні перешкоди діляться на маскуючі та імітують. Маскуючі перешкоди створюють помеховий фон, на якому утруднюється або виключається виявлення і розпізнавання корисних сигналів. Імітують перешкоди за структурою близькі до корисних сигналів і при прийомі можуть ввести в оману одержувача.
За співвідношенням спектру перешкод і корисних сигналів перешкоди підрозділяються на загороджувальні і прицільні. Загороджувальні перешкоди мають ширину спектру частот, що значно перевищує ширину спектру корисного сигналу, що дозволяє пригнічувати сигнал без точного налаштування на його частоту. Прицільна перешкода має ширину спектра, порівнянну (що дорівнює або перевищує в 1.5-2 рази) з шириною спектру сигналу, і створює високий рівень спектральної щільності потужності в смузі частот сигналу при невисокій середньої потужності передавача перешкод.
По тимчасовій структурі випромінювання перешкоди бувають неперервні та імпульсні (у вигляді немодульований або модульованих радіоімпульсів).