1. 8.5.Искажение сигналов.
Искажение сигналов происходит по двум причинам:
1. флуктуирующая многолучевость;
2. дисперсионные свойства ионосферы.
На космических линиях играет роль только дисперсия.
Рассмотрим флуктуирующую многолучевость. Информация в пределах
полосы частот 2Δf от f0-Δfmax до f0+Δfmax причем f0>Δfmax.
Все спектральные составляющие сигнала распространяются с
одинаковыми скоростями и по одинаковым траекториям. Искажения сигнала
определяется условиями распространения по крайним траекториям:
rmin – самая короткая,
rmax – самая длинная.
Δfmax = fmax - fmin – время запаздывания. Величина Δfmax определяет
сдвиг фаз между интерферирующими составляющими:
на fнес. Δφ0 = 2πf0Δtmax,
на верхней боковой Δφб = 2π(f0+ Δfmax)Δtmax.
В процессе случайных флуктуаций времени запаздывания величины
Δφ0 и Δφб принимают случайные неравные значения.
Если Δφ0=π, а Δφб=2π, то произойдет ослабление несущей и усиление
амплитуды верхней боковой, т.е. произойдет процесс флуктуаций амплитуд.
Он происходит некоррелированно, т.е. интерференционные замирания по
своей природе частотно селективны.
Для того чтобы искажения не превышали определенной нормы, полоса
передачи должна быть ограничена.
Величину искаженной полосы можно оценить, приближенно приняв,
что при Δφб-Δφ0<<2π замирания спектральных составляющих протекают
синхронно. Это условие выполняется, если ΔfmaxΔtmax<<1 или, если
Δfmax<<1/Δtmax. Это выражение показывает, что ширина полосы частот,
которая может быть передана без искажений, зависит от максимального
времени запаздывания лучей при данном механизме многолучевого
распространения.
При передаче импульсных сигналов все сказанное выше остается в
силе, но появляется еще один аспект рассмотрения влияния многолучевости.
Рис 8.13.
В точке приема происходит задержка, то при наложении длительность
результирующего импульса отличается от исходной, т.е. возникают
временные искажения. Такие искажения вызывают ошибки при приеме
1

2. информации, особенно в тех случаях, когда время запаздывания соизмеримо
с длительностью импульса. Должно быть τи >> Δfmax, т.е. скорость передачи
информации ограничивается условиями распространения. На ВЧ линиях
скорость ограничена значениями около 200-300бит/с.
8.5.1.Дисперсионные искажения.
Ионосфера относится к классу диспергирующих сред, в которых
εr=εr(w), cф=с0/n(w), где - коэффициент преломления среды,
с0 – скорость света в свободном пространстве.
Сигнал имеет спектр от w0+ Δwmax до w0- Δwmax. Каждой спектральной
составляющей соответствует своя фазовая скорость и соответственно, свое
время распространения. В результате отдельные составляющие достигают
точки приема с некоторыми сдвигами во времени, что и является причиной
дисперсионных искажений.
Наиболее наглядно эти искажения проявляются при импульсной
передаче, когда импульс расплывается. Степень расплытия импульса
оценивается временем установления
, где ψ(w0) - параметр, зависящий от дисперсионных
свойств среды; r – путь, проходимый импульсным сигналом с частотой w0.
τ – длительность импульса.
На рисунке показан вид огибающей
импульса при разных соотношениях
τ/t0. При τ < t0 – импульс очень
сильно расплывается. Импульс не
будет искажаться, если τ > t0.
Известно, что Δfmax=1/τ и тогда
импульс с шириной спектра Δfmax<1/τ
будет распространяться без
искажений.
Рис 8.14.
2