частот 2,5 ГГц), система SR-500 фирмы Intracom (диапазон частот 2,5 ГГц). В связи СО снятием с производства системы RURTEL фирма Alcatel перешла на выпуск аналогичного оборудования А9800 (диапазон частот 1,5 ГГц; 2,3,..2,5 ГГц).

К другому классу оборудования, использующего радиотехнологии для подключения абонента к телефонной сети, относится аппаратура бесшнуровой СВЯЗИ. В этом случае радиоканал не является частью АЛ, так как она заканчивается на базовом блоке индивидуального пользования (в случае бесшнуровых телефонных аппаратов) или на базовом блоке коллективного пользования (в случае систем бесшнуровой связи). Радиоканал используется между базовым блоком, выполняющим функции абонентских устройств, и радиоэлектронной трубкой, работающей по принципу дистанционных устройств. Системы бесшнуровой связи пригодны для телефонизации дома или офиса, а также небольших населенных пунктов. В последнем случае функциональные возможности подобных систем приближаются к системам персональной связи, которые базируются на сотовой топологии с малым радиусом сот (микроячейки и пикоячейки).

Общий порядок сдачи в эксплуатацию объектов связи с присоединением к телефонной сети общего пользования определен Временными правилами приемки в эксплуатацию законченных строительством объектов связи общего пользования в Российской Федерации , утвержденными приказом Министерства связи России от 19.12.95 г. № 146, а также дополнениями к нему, утвержденными приказом Министерства СВЯЗИ России ОТ 25.02.97 г. № 31 и приказом Госкомсвязи России ОТ 29.07.97 г. № 1.

К специальным регулирующим документам для систем радиодоступа прежде всего следует отнести решение ГКРЧ от 15.12.95 г., касающееся использования попос радиочастот в диапазоне 900 МГц радиосредствами гражданского назначения, в том чиспе в системах стандарта CDMA и на основе технологии CT2, а также решение ГКРЧ от 26.08.96 г. об использовании попосы частот 1800... 1900 МГц дпя оборудования беспроводной телефонной связи технологии DECT.

В случае использования систем радиодоступа на основе технологий СТ-2 или DECT при собпюдении определенных ограничений (мощность передатчиков базовых станций не более 10 мВт, коэффициент усиления антенн не более 3 дБ) достаточно обычной лицензии на услуги местной телефонной связи. Если же при реапиза-ции проекта оператор вынужден выйти за рамки приведенных ограничений, то ему необходимо провести согласование частот в Глав-госсвязьнадзоре.

Часть I. Радиосвязь и радиовещание

Глава 1. Принципы радиосвязи

1.1. Некоторые сведения об электромагнитных волнах

В конце XIX стопетия быпи открыты и исспедованы свойства невидимых эпектромагнитных вопн, способных распространяться на большие расстояния. Эти вопны быпи названы радиовопнами. Обобщая обширный опытный материап, собранный естествоиспытатепя-ми, ангпийский физик Джеймс Максвепп создап теорию эпектромаг-нитного поля, установившую общую природу световых и радиоволн, а также открыл законы их распространения. В дапьнейшем быпи изучены другие виды изпучения; упьтрафиопетовое, инфракрасное, рентгеновское и т.п. Исследования показапи, что несмотря на разпи-чие ряда свойств этих видов изпучения природа их одна и та же: все они представляют собой электромагнитные волны, а особенности их физических проявпений определяются разпичием в дпине вопны.

В 1886-1888 гг. Генрих Герц экспериментапьно подтвердип основные ВЫВОДЫ теории Максвеппа, показав, что законы распространения, отражения и препомпения радиовопн анапогичны законам распространения света.

При создании эпектромагнитной теории света Максвепп сразу стопкнупся с бопьшой трудностью. Все известные до этого волнообразные движения материи объяснялись механическим движением и упругим взаимодействием частиц тех сред, в которых они происходят. Например, распространение вопн на поверхности воды объясняется действием сип внутреннего трения и поверхностного натяжения воды, распространение звука - упругими деформациями в среде ипи колебаниями молекул газа. В вакууме распространение этих колебаний невозможно.

Как же объяснить то, что световые волны беспрепятственно распространяются в мировом пространстве, которое можно считать почти идеапьным вакуумом? Максвепп предпопожип, что все мировое пространство заполнено каким-то неощутимым видом материи, названным им эфиром, а распространение эпектромагнитных волн, в ТОМ числе и света, объясняется колебаниями частиц эфира.

Это движение или смещение частиц эфира было названо током смещения. И действительно, если в какой-нибудь вакуумный сосуд

Введение

поместить две пластины и соединить их с источником переменной ЭДС, то на помещенную поблизости магнитную стрелку будет воздействовать переменное магнитное поле так, как это происходило бы, если бы в пространстве между электродами протекал поток электронов, который принято называть конвекционным током.

Несмотря на то, что с количественной стороны опыт дает полное совпадение с теорией, объяснение качественной стороны явлений такой механической моделью оказалось необоснованным. Все дальнейшие попытки физиков посредством самых тонких и остроумных экспериментов обнаружить эфир и выявить его свойства не только ничего не дали, но и показали, что если предположить существование эфира, то нельзя объяснить многие физические явления. Поэтому в настоящее время это понятие считают лишенным какого-либо реального физического смысла, хотя оно еще часто используется в обиходе.

Вместе с тем экспериментальная физика накапливала все новые и новые данные о свойствах электромагнитных волн. Замечательные опыты П.Н. Лебедева, проведенные в 1901 г., позволили обнаружить и измерить давление света. В дальнейшем было доказано, что частица, излучающая электромагнитные волны, теряет часть своей массы. Наконец, изучение элементарных ядерных частиц и их реакций показало, что при некоторых условиях могут происходить превращения частиц в электромагнитное излучение и, наоборот, можно наблюдать переход электромагнитного излучения в электрически заряженные частицы. Было открыто, что, с одной стороны, электроны ведут себя как элементарные частицы материи, а с другой - они обладают и некоторыми свойствами волн, например способностью к дифракции, т.е. способностью огибать препятствия, В свою очередь, электромагнитное излучение обладает корпускулярными, дискретными свойствами, т.е. свойствами потока мельчайших частиц.

Все эти факты привели к выводу, что электромагнитные волны представляют собой особую форму движущейся материи.

Теория электромагнитного поля Максвелла, за исключением гипотезы об эфире, правильно отражает объективную физическую реальность, являясь обобщением основных законов электричества, установленных опытным путем,

В ней содержится очень важный вывод, что переменное электрическое поле порождает переменное магнитное поле. Если же учесть, что закон электромагнитной индукции устанавливает обратную зависимость, то следует заключить, что переменные электрические и магнитные поля всегда существуют совместно и связаны между собой определенной количественной зависимостью. Переменное электрическое поле создает переменное магнитное поле, а переменное магнитное поле создает переменное электрическое поле. Поэтому лю-

1.1, Некоторые сведения об электромагнитных волнах

бое возмущение, т.е. изменение электрического или магнитного поля, приводит к возникновению единого переменного электромагнитного поля.

Важнейшим свойством переменного электромагнитного поля является то, что оно не локализуется в месте возникновения. От точки, где оно возникло, возмущение начинает распространяться во все стороны в окружающее пространство, порождая электромагнитные волны, подобно тому, как всплеск воды от камня, брошенного в пруд, создает разбегающиеся по его поверхности волны.

Электромагнитные волны являются носителями энергии. За счет лучистой энергии, приносимой ими с поверхности Солнца, существует жизнь на Земле, Следовательно, создание электромагнитного излучения должно явиться результатом процессов преобразования энергии. Такое преобразование произойдет, например, если заставить электрон двигаться с ускорением. Энергия, затрачиваемая устройством, вынуждающим электрон двигаться с ускорением, превращается в энергию электромагнитного излучения. Из курса физики известно, что электроны в атомах движутся около положительно заряженного ядра по орбитам, на которых они обладают постоянной энергией. При некоторых условиях электроны могут переходить с одной орбиты на другую, вследствие чего их энергия изменяется; избыток ее превращается в электромагнитное излучение. Этот способ возбуждения электромагнитных волн находит применение в бурно развивающейся в настоящее время отрасли науки и техники - квантовой электронике.

В радиотехнике основное практическое применение нашел метод использования ускоренного движения свободных электронов, находящихся в огромном количестве в телах проводников.

Очевидно, что создать ускоренное движение электронов в одном направлении длительно практически невозможно, поэтому приходится ускорение в одном направлении сменять замедлением, т.е. ускорением в противоположном направлении. Подобный цикл может быть повторен неоднократно. Это можно осуществить путем присоединения каких-либо проводников к зажимам источника, переменной ЭДС, под действием которой свободные электроны проводника начинают совершать колебательное движение, создавая электромагнитное излучение в окружающем пространстве. Такой проводник, преобразующий энергию источника переменной ЭДС в энергию электромагнитных волн, называется передающей антенной.

Теория Максвелла позволила установить, что скорость распространения электромагнитных волн в какой-либо среде V = с/7ец . где с - скорость распространения света в вакууме; е - диэлектрическая проницаемость среды, а ц - магнитная проницаемость среды. Для воздуха ц = £ г 1, а скорость распространения электромагнитных волн близка к скорости света в вакууме; = с 300 ООО км/с.

Глава 1. Принципы радиосвязи

Таблица 1.1. Наиболее важные этапы развития радиотехники

Автор (организатор). Время

Событие

краткая формулировка

суть

значимость

Примечание

Г. Герц

(Германия),

1886-1889

Экспериментальное доказательство возможности излучения и существования свободно распространяющегося электромагнитного поля

Были построены простейшие вибраторные системы излучения и приема электромагнитных волн. Конструкция передающего и приемного электрических излучателей представляла собой первую реализацию открытого колебательного контура

Экспериментальное подтверждение теории электромагнитного поля Максвелла. Разработка первых радиотехнических устройств

г. Герц считал свои опыты чисто научным исследованием, не имеющим практической ценности

Э. Бранди (Франция) 1890

Введение в экспериментальную установку специального индикатора появления электромагнитного поля

В резонансную систему Герца вместо искрового промежутка между элементами приемной антенны был введен когерер - трубка с металлическим порошком, сопротивление которого току от подключенной батареи резко уменьшалось при наведении в антенне ЭДС от внешнего электромагнитного поля

Совершенствование техники физического эксперимента с электромагнитными волнами. Повышение чувствительности индикатора электромагнитного поля

В 1894 г. английский физик О. Лодж применил в аналогичной установке периодическое встряхивание когерера, что позволило сделать индикацию поля периодическим процессом

АС. Попов

(Россия),

1895

Создание первого радиоприемного устройства для практических целей

В цепи когерера включена обмотка чувствительного реле, замыкающего мощную цепь сигнального звонка, что существенно повышало чувствительность приемника. Периодический процесс возрастания тока в цепи когерера, срабатывания реле, включения звонка, встряхивающего когерер, продолжался до тех пор, пока на приемное устройство воздействовало электромагнитное поле

Доказательство возможности применения электромагнитных вопн для передачи сообщения и других практических целей

Позднее в том же 1895 г. грозоотметчик А.С. Попова, усовершенствованный введением вертикальной антенны, стал применяться для грозового предупреждения на Нижегородской электростанции. Его дальность действия составляла 30 км

АС. Попов (Россия), 1896, март

Экспериментальное подтверждение возможности беспроволочной связи

Применив телеграфный аппарат в сочетании со своим приемным прибором, А.С. Попов обеспечил возможность записи принимаемых сигналов на телеграфную ленту. Первая в мире радиограмма была составлена из слов Генрих Герц

Доказательство возможности технического обеспечения беспроволочной телеграфной связи

В 1889 г. помощник АС. Попова П.Н. Рыбкин обнаружил возможность радиоприема на слух, что резко увеличило дальность связи

1,1. Некоторые сведения об электромагнитных волнах

Продолжение табл. 1.1