Применение в труднодоступных районах
В ситуациях, когда прокладка традиционных кабельных линий связи (см. Кабель) является крайне сложной или экономически нецелесообразной, на помощь приходят радиорелейные линии. Они незаменимы в горной местности, тайге, при необходимости пересечения крупных водных преград или в пустынных регионах. Эти системы способны передавать огромные объемы информации, такие как тысячи телефонных разговоров одновременно или несколько телевизионных программ на большие расстояния.
Принцип действия и структура линии
Сигналы в радиорелейных линиях используют очень высокие частоты (от 5 до 11 ГГц) и обладают относительно малой мощностью. Ключевая особенность их распространения — они движутся прямолинейно, подобно лучу света, в пределах прямой видимости. Именно поэтому такие линии не могут быть непрерывными. Они состоят из цепочки промежуточных станций — ретрансляторов, которые расположены друг от друга на расстоянии 40–60 км, что соответствует зоне прямой радиовидимости для ультракоротких волн.
Процесс передачи информации здесь напоминает эстафету (см. Реле). Начальная станция отправляет радиосигнал в сторону первого ретранслятора. Его радиоприемники принимают ослабленный сигнал, усиливают его, и с помощью радиопередатчиков отправляют дальше, к следующей станции. Таким образом, сигнал последовательно перескакивает от одного пункта к другому, пока не достигнет конечной точки.
Оборудование и технические особенности
Станции, расположенные на концах линии (оконечные), оснащены специальной аппаратурой. Она преобразует исходные данные (телефонные разговоры, телевизионный сигнал) в форму, пригодную для радиопередачи, а на приемной стороне выполняет обратное преобразование. Оконечные станции всегда имеют и передатчик, и приемник, что позволяет вести двустороннюю связь. Чтобы передающая и приемная аппаратура не мешали друг другу, они работают на разных частотах.
Каждый промежуточный ретранслятор, как минимум, оборудован двумя приемопередающими системами. Это необходимо для одновременного приема сигнала с одной стороны и его передачи в противоположном направлении, обеспечивая полнодуплексную связь.
Антенны и увеличение дальности
Для эффективной передачи узконаправленного пучка радиоволн используются параболические или рупорные антенны. Они монтируются на высоких мачтах или башнях (70–100 м), что позволяет «осветить» следующий ретранслятор. Если станции удается разместить на вершинах гор или высоких холмов, расстояние между ними (длина «пролета») может быть значительно увеличено — до 150–200 км, благодаря расширению зоны прямой видимости.
Космическое применение
Принципы радиорелейной связи вышли далеко за пределы Земли. Системы связи через искусственные спутники Земли по своей сути являются радиорелейными линиями. В этой конфигурации единственный, но чрезвычайно мощный и высоко расположенный ретранслятор размещается на борту космического аппарата, что позволяет покрывать сигналом огромные территории.