Условия распространения радиоволн
Передача радио- и телепрограмм осуществляется по каналам связи с помощью радиоволн, распространяющихся в пространстве со скоростью света. Приемная телеантенна выполняет функцию преобразования энергии излученных радиоволн в энергию, сосредоточенную во входных колебательных цепях приемника.
В настоящее время этот спектр частот, на которых ведутся передачи, условно делится на несколько диапазонов. Границы по длине волн условно разделены по десятичному признаку. Используется метровый и дециметровый диапазон.
Для передачи сигналов телеизображения и звукового сопровождения используются определенные полосы частот УКВ-диапазона от 48,5 до 958 МГц, в котором работают все каналы: с 1-го по 64-й. Название дециметрового диапазона принято вследствие того, что длина волны любого из этих каналов меньше 1 м.
Примечание.
Каждый канал занимает полосу частот, равную 8 МГц. Разнос между несущими частотами сигналов изображения и звукового сопровождения составляет 6,5 МГц.
Уверенный прием телевидения обеспечивается за счет распространения прямой или, как говорят, «земной» волны вдоль поверхности Земли.
Ультракороткие волны, используемые в телевидении, распространяются прямолинейно и почти не отражаются ионосферой. Поэтому максимально возможная дальность приема должна определяться расстоянием прямой видимости передающей антенны из точки, где установлена приемная антенна. Исходя из сферической формы поверхности Земли, расстояние прямой видимости (рис. 1) должно равняться:
D=3,57(VH+Vh)
где D - расстояние прямой видимости в км; Н - высота передающей антенны в м; h - высота приемной антенны в м.
Рис. 1. Наглядное представление границы увереного телеприема
Для увеличения зоны уверенного приема телецентра или ретранслятора их антенны устанавливают на высоких мачтах. Поскольку высота мачты телецентра и мощность его передатчика фиксированы, то дальнейшее улучшение качества приема телевизионных программ и, в частности, увеличение дальности их приема, зависит только от качества и свойств приемной антенны.
На рис. 2 приведен график, с помощью которого можно оценить радиус зоны уверенного приема телевизионных программ при разных высотах установки передающей антенны (Н) и приемной антенны (h). Этот график дает приблизительную оценку зоны уверенного приема, поскольку реальные условия могут внести в формулу существенные коррективы.
Рис. 2. График приблизительной оценить радиуса зоны уверенного телеприема при разных высотах установки передающей антенны (Н) и приемной антенны (h)
Определение.
Уверенным называется прием передач определенного передатчика, который осуществляется независимо от условий погоды, солнечной активности, времени года, суток и других факторов.
В действительности уверенный прием телевизионных передач оказывается возможным на большем расстоянии, чем расстояние прямой видимости, за счет некоторого огибания распространяющимся сигналом земной поверхности, а также за счет переотражения сигнала различными местными предметами.
Область, в пределах которой оказывается возможен уверенный прием, можно разбить на две зоны:
♦ зону прямой видимости;
♦ зону полутени.
В зоне прямой видимости уверенный прием возможен с помощью обычных антенн. В зоне полутени необходимо использовать высокоэффективные антенны. Кроме того на дальность уверенного приема оказывает влияние частота сигнала.
Примечание.
При достаточно большой мощности передатчика на равнинной местности зона полутени ограничена расстоянием:
♦ 200-220 км от передатчика, работающего на 7-5-м каналах;
♦ 120-150 км от передатчика, работающего на 6- 12-м каналах. Для дециметрового диапазона зоны полутени практически не существует.
Что влияет на дальность реального телеприема
Указанные границы значительно размыты и очень приближенны, так как не учитывают фактического рельефа местности. При наличии горных преград даже вблизи передатчика уверенный прием может оказаться невозможным. На ровной же местности за границей зоны полутени уровень напряженности поля равен нулю и уверенный прием также оказывается невозможен даже при использовании высокоэффективных антенн.
А в городах нередко возникает ситуация, когда между передающей антенной телецентра и местом установки приемной антенны оказываются высокие здания. Уровень сигнала телецентра (даже на небольшом удалении от него места приема) может настолько из-за этого уменьшиться, что прием программ становится неустойчивым, а иногда вовсе невозможным.
В сельской местности сложные условия приема возникают в низинах, непосредственно за лесными массивами и железнодорожными насыпями. Очень сложны условия приема в районах с сильно пересеченным рельефом местности.
Кроме того на распространение телесигнала (особенно в ДМВ диапазоне) существенное влияние оказывают метеорологические условия.
Предельные расстояния, на которых возможен прием телевизионных программ, зависят от высоты установки передающей и приемной антенн, а также от мощности передатчика.
В отличие от уверенного приема случайный прием иногда наблюдается на расстояниях в несколько тысяч километров и поэтому называется сверхдальним приемом. Сверхдальний прием связан с аномальными состояниями ионосферы, наблюдается крайне редко, как правило, только на 1-2-м каналах. Сеансы его непродолжительны - от нескольких минут до нескольких часов - и совершенно не поддаются прогнозу. Ориентироваться на сверхдальний прием нет смысла.