Приложение оптики к задачам пассивной ретрансляции УКВ тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

Г. п,

"Л I и

\ ^ 'ДО НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

ИНСТИТУТ ФИЗИКИ

На правах рукописи

КАПАРОВ Адылбек Султангазиевич

ПРИЛОЖЕНИЕ ОПТИКИ К ЗАДАЧАМ ПАССИВНОЙ РЕТРАНСЛЯЦИИ УКВ

Специальность 01.04.05 — Оптика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Бишкек — 1996

1М ДОИЛЬНАЯ АКАЛЖИЯ НАУК-КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ ИИСППУТ ФИЗИШ

На прчшш руквпмсн^

Капасоа Адамбек Султеигеэи»»ич

ПРИЛОЖЕНИЕ ОПТИКИ К ЗАМЧАМ ПАССИВНОЙ РЕТРАНСЛЯЦЖ УКВ

специальность 01.04.05 - Оптика

АВТОРЕФЕРАТ

дмссэртаиим на соискание ученой степени кандидата 4мэнко-»?п»мвтмчвскик неук

Бишкек - 1996

PcyStfitj аилсшшна a Институт охапки Национальной Акал ьши паук Кыргызской Республики

tlctyiuiua руководители - доктор чашшиаскин наук,

лауреат Государстаанной преши СССР, О&оаоб^Кйв Т. О.

кандидат теиши^шшь наш, -старше научный сотрудник - ' Кяыаев Р. Р.

ОДщиапыша сшшнан'ш - доктор ташшчаскин наук.

профессор Иутанйа A.A.

кандидат такничаскик наук, доцент

McDJiWti О.

Вадущая организация - Кыргызский пънничаскш университет

Заиитв состоится " 1ÜQÖ V. в /Г

в *.,/.. часов на заса-даииц спаци«лиэнреьаннш,о Совета Д Ü1.Ö4.0Ö по ги~>:<£уидщиш. учаньк савгшшй доктора и кандидата наук в Института ПАН Кыргызской Республики: 720071» г. Бишкек. проспект 'lyft.&libft...

С диссаьтацмай шжно ознакомиться а Центральной. }jftyi,i¡aa ßjiß-лиотека HAU Кыргызской Республики. , ^

Автореферат разослан "Í-" ^^^"/^i&ùô г.

Учаный ськратарь Специализированного Совета.

к. Ф. -и. н., , ^---

старший научный сотрудник ^У/^э i Л. К. Пырънкхта .

- 3 -ВВЕДЕНИЕ

Аютdbhüctb_i.hä6qto. rfmiom мпсто в система ролнотодлком-мникымя .-?анииа»7г радиорелейные линии (Г'РЛ) позгюлятшо передавать на coniit и тысячи километров самую разнообразную инФор-uauMD. Достаточно сказать, что около S5X телефонных переговоров и 100Х передач няэвмнын телевиэипннин прогтиэмм осуществляется посредством радиорелейных линий.

Только в Кыргызстане протяженность IPJl повышает 5 тысяч километров, в этой сети [«ботаит болоя 70 ыоцнык ралиорэтран-сляиионнык станиип (PFC), которнп несмотря на слоима горные условия, обпспечиво»г 90Х населения республики раздичжлт видами широкополосной связи, телевидением. радиоветаншэы УКВ 41. -многоканальной толе4онией и т. п.

Значительная часть указанный PFC является вь'сокогогшымн, т. а. распологвнм на пысотан от двух до чат)««« с липших тысяч матров над уровнем моря. Благодаря такой "высотности" они они аатквают иэлучаякюя в диапазона УКВ шиХюрмаииая обширную территорию. Однако, поскольку горы занимают практически девять десятый плошали республики, возникает болыяов число так. называемый зон радиотени, которые, например. даже в условия» равнинной мастшста в ряде случаев составляют 10-12% от обтай протяженности линий. Наличие танин закрытым и полузакрытый интервалов сутмстпенно ухудшают работу РРЛ. так как повьгдаот уровень тепдовкн пумоп, снижают устойчивость связи, огг>аничи-паггг пропускную способность радиоканалов. Поэтому для удоплет-гсг^нип ног;'«. првд-ьяв.яяв«(« к качеству информации, гюгедапоо-кын по РРЛ. прихолится идти на неизбежный затраты, как: применение привмо-ппредашай аппаратуры повшконноп чувстаитальноо-ти и мошности; антенн с большим коэЭДнпмонтом усиления, а значит с большими габаритами; сооружение дополнительных PPC п об- . код пропятствий или на воршинак господствующи высот с вытек«-

юшкш о'гсыи тк>удностяим их строительства. эксплуатации и т. д.

Однии из васъыа рациональных подходов резко улучшающих текнико-эконоиичаскив показатели радиог^лейных линий связи является использование устройств пассивной [«'1 трансляции (Г1Р0 радиоволн. т. о. устгойсти. позволяших обеспечить радиовидимость шыду кокдеспандирукишии пунктами, находящихся в зонах тони без промежуточной усилительной аппарату си, т. е. Бьз потребления энергии и технического обслуживания.

Г1рИк»аняоиая ь настоящие вюия пассивная (¿¡'ЛРинс-инция дздт воэшжноспъ рошзть достаточно широкий круг' вопросов. возникающих и хода строительства лишня связи. Однако необходимость более полного покрытии территории страны соереионнои н качественной сетыо рчдиотолакоимуникапий с учачми иногооегжоия условий долъшЬа иесшостм. илияицего на и^спроствднание радиоволн, более эффективных пассивных ретрансляторе, использование которых позволило бы с минимальными за'а>атами и в сжатые г:»юки справиться с поставленной задачей.

Пельи п '•п.чпачнй настоящей диссо^гании является ^.азработка и исследование методами геометрической оптики конкретных типов устройств пассивной ретрансляции: отражашого пни с различной шириной диаграммы направленности и улучшенными параметрами гю электроиапш'шой совместимости; типа препятствия со сметаемым нагц>аьланиац основного излучения; типа йшштиа сжаги . повишен-пой эффективности антенн; со сдвигом (¡азы волны из Гродно го диэлектрического материала для повььмиия пвредаточа-.. характеристик ПР. Работ« выполнена в соответствии с задание- научно-технической программы: " Распространенна радиоволн1'. :: Гос. регистрации 01.86.0078637; 01.01.0031161.

Няичняя ипысчнп заключается в следущаи: - впервые рассмотрена возможность создания за с:ат эсМек-та Фазового ускорения в параллельных радиоотража*;^- пластинках. пассивных ретрансляторов типа препятствия с го изанталъ-

ньм смешенном основного лепесша пвроизлучаомого сигнала п направлении на точку приема;

- показано, что применение тши указанного эЗ«]»экта в зонных пластинках суиюствшю увеличивает энергетические воэмю'*-ности послеинин;

- разработан и использован ПР отр-я^ашего типа метрового диапазона а уменьшенным уровням бокового излучения:

- иэучона робота ГТР. позволявши): в зависимости от продля и высота прогиба отраадндаи поверхности видоизменять сирину ого диаграммы нощхзвлвнностн;

- установлено. что природжгп м£>а^р в некотором интогшало толшмны является прозрачный для радиоролн. Это свойство ппро«'. дачи энергии практически боэ потерь черпэ диэлектрическую ерт--ду использовано для повмяпния энергетической нарактеристики.

Поаклм1таша_а1пииуос1Ь г «б о та состоит в том, что:

- созланнка для всего диапазона УКВ нов!« пассивные уст-ропстьа суместгюнно расширяют инешипся набор ПР. ко то рта модно использовать для ремэния конкретных залам, позникатяк при спюитвльстве новым или реконструкции доиствуиадн наэемнын линии родиотвлекоммуникаинп как в горным. то и в равнинный к«аст-, ностян;

- ряд разработанный и исследованный в диссертации ПР ■ лиэопаны на четырех высокогорный пролеток радиорелейных лиш<?ь Министерства связи Кыргызской Республики (си.прмлотания!);

- экономический эС»1акт от внедрения ПР на указанных трас-сак составил на 1Г>?<6 год около 100 тислч сомов. • на считал эД^ Фокта социального хатоктвра. вирязипиагося в подаче дагохопо-досной связи в зоны рапнотани или улучшения его хачестаа.

Ца-^шшитУ-ллшосшея:

- многофункциональный устройства пассивной роп^нсляини радиоволн оттиртеога типа. поэволявдик но только на болов чем два порядка уменьшить по мощности уровни пйрвш боковым .то- ■

1шстк0в по o'iyiouiuiiuu к: уншню максиму m£) излучения в основной . ii4iit><abjiüнин, но и wcBKWii'i u 2-2, Ь раза диаграмму направленности в зависимости от kohü*HVPaUHU проашш и высоты прогибу отражашеи поверхности по отношении к: -«»атишонным ОПР;

- зкспьриминтальние результаты работы на реальных высокогорных радист-елейных линиях с применением (1Р различного тип«.

Aiimßiuuu-iJiifiaau: Основные результаты работы ' докаддыаалисъ на'- каФедра антон-но-волноводной 'ш каики Киевского Висшго военного инженерного дважды Краснознаменного училища связи им. Н. 11 Калинина (Киев. 1ÜÖ8). семинаре лаборатории N 118 Института радиоинкники и электроники АН СССР (Москва. 1 О&Ш, Всесоюзном совещании по приземному распространении радиоволн и ЭМС С Улан-Уде, 1000), 1-й Республиканской конференции молодых учении и преподавателей 4мзики (Фрунзе, 1900), отчетах по тогам ПИР Института йм-зикн за 1065-00 гг., 1000— 05 гг.. Международной koiuJwpöhlwu посвишнноы проблемам разыпмя есаесмвенных наук (Кара-кол, 1906) Международной конференции "Физпром-Qß" (Г'олицы-но.Мок. обл., 1&06).

Публшишш'- 1Ъ теме диссертации опубликовано 11 научных статей и тезисов докладов, получен один патент на иэй:. цветение.

Ртуктупа и рбчям работ. Она состоит из введения, четы-реи глав, заключения и приложения. Общий объем рг- '.ччп страницы, из которых cm рисунков, 3 сад. таблиц i литора-. тура на стр., а также приложении на стр.

Краткое содержание работы.

В пвдптти приведена общая характеристика paöo'm. обосно- . ваны тати слышать темы и выбор объектов исследований, сформулированы шли и задачи диссертационной работы, осноь.ше положения выносимые на защиту, отмечена научная новизна >t практическая ценность полученные результатов.

R парной гцдие дается краткий обзор отечестве!m., i и заРУ-

бежной литературы по пассивной ретрансляции радиоволн. Расо-р~ мотрены принципы работы и конструктивные особенности ПР роэ- . личных типов, позволяющих решать обширны« круг задач связанный с подачей радиотелевизионных сигналов в, зоны радиотепи, увеличением эффективности иэлучашшх апертур, повышением качеств« I* I надежности передаваемой информации.

Показано, что использование ПР особенно в малонаселенный и пустынных районах, раоанах со сложным рельефом местности и климатическими условиями существенно улучшает технико-экономические показатели радиорелейных линий. Как наиболее перепеки тивныо в роста энергетики, особое внимание обредано на работу пассивных ретрансляторов со сдвигом Фазы волны и типа Фильтра сжатия (типа зонных пластин). На основе ситвматизмрованного обзора сформулированы соответствующие выводы, которые и явились необходимой предпосылкой для данной диссертации.

Итпгьйп гчяйд посвяншна решению задачи дифракции с помощью , формулы ССренеля-КирхгоФа на отверстии произвольного радиуса на -бесконечном непрозрачном экране применительно к пассивным рет-. ранслятором отражениего типа и чипа Фильтра сжатая Сзонных пластин). Методом прямоугольников получены простые приближенные Формулы. включапяие в себе как тригонометрические функции, так и функции Бесселя нулевого и первого порядков и позволяющих определять величину множителя дифракционного, ослабления поля вносимых пассивными устройствами различной Формы и размеров. Проведены сравнения теоретических результатов, и данных экспериментов на трассах малой протяженности по определению величины напряженности поля создаваемых ПР в приемной точке, так и ин диаграмм напоаавенностаи. дави»« удовлетворительное согласив.

В третьей глявй приводятся результаты экспериментальных исследования по разработке конкретики устройст пассивной ретрансляции радиоволн различного типа и назначения, выполненных

HU 'iVäCCöH И№й 1||Х)'1-Н*ЫШйС'Ш, Б ÜuHublliiM Iii) 4£»C1Vj'1U 0375 МГц , CX -3,Й см). Дфш описание использованной annaiewi-u. методика исследовании и оийнки погрешностей сделанных измерений.

Ыии<ко ucnajii.sybiiiij и горнш; районам пт^ш^кииа IIP huuil/г как поаыию прямоугольную апиртуру. При этой уроыш пй(>вш боковых лепестков достигав ьоличин 0,1. а иногда и до 0,3 мощ-нпс'ш У(ч_)Ы1н оенааной ЛИ. Fi послышав же время с увеличением насыщенности р«аднозй*1ра. повышением чуыугьнтельности г>адиапри-емных устройств. уменьшением числа зон глубокой мдиоивны. возникла необходимость учета т^боьаний алектромагни'ишй совместимости, котерыа на обеслачиьала традиционная il4f.ua ПР.

На основа гиоьедйннмх икспарпментоь был р^ароСзотун Iff' с подавлением уровней Плижних боковых лепестков Ьолее чем в 150 раз по мощности относительно главного максимума сигнала. Такое подавление достигнуто за счет изменения прямоугольной отражающая поверхности на трапа ииадальную, когда одна или оба боковыы стос-оны Ca зависимости от тот в какой направлении возникает необходимость' ЭМО наклонены под углом 60.+Ь° к плоское«! горизонта.

Для обеспечения ТБ сигналами относительно крупного или нескольких разрозненных, но близко расположенных малых селений , были выполнены экгяадримшгги по расширению Д11 отражающего пассивного ретранслятора. Эксперименты поводились с FIT* различной конфигурации: дугообразной, двугранной. трехгранна* и т. д. с различной высотой h, но равных по площади проокиьи плоской прямоугольной отражающий пластинки, которая служила эталонной.

Полученные результаты изображены ь вида ДН, из которых следует, что наиболее близким к теоретическим рассуждениям является опыты с двухгранной IP. Показано, что с увеличением h. ширина Д11 возрастает и делается вывод о том, что ь тех случаях когда величина поля в маета переизлучения достаточно валика. применение подобных ПР вполне целесообразно.

- Я -

В гопюй меспюстм нередко вс.тррчлш^ч it>accw. где в точ— -ко пассивной г>етрансляиии главный максимум переизлучаемого сигнала должен быть отклонен но только п вертикальной, но и в горизонтальной плоскости, в напрев помни но точку приеме. ПГ представляет собой ряд горизонтально расположенных металлических пластин, ВМЮЛИПИИШ В ВИЛе ПРЯМЫХ т1«уголы1икоп. ширина которых варьируется от d до О. При этом часть волны прокол»- • шал между пластинами с большей шириной приобретает большую Фазовую скорость, чем часть полны, просачивавшаяся v эпостоенно— го края. В результате на стороне IP, оброненного к приемной станции обеспечивается Фазовое расщюделепио, приводящее к повороту Зкхжта волны. Скачок, или изменение Фазы от 0 ло 2 зависит от ширины плаеншок и онррлолпвтся Формулой где У-длина полны а в - расстояние между пластинами.

Одним из наиболее перспективных методов повышения энврга--тики на пролете радиорелейной линии является увеличение эМ^к-товности антнн. Дня этого широко используются пассивный устройства типа амльтра сжатия, в частности, одноэлементные зонные пластинки, ммемзио коэффициент усиления до !) лй. Для трасс с тяжелыми условиями прохождения радиоволн требуется еио больше превышение сигнала нпд мумпм. что может быть сделано за счет использования как антснн с большой апертурой и других специальных способов, так и зонной плэстинки (.311) с Фазокор-ректором. Он представляет собой диск из сплошного диэлектрического материала определенной толщины, с козМиинептом прохождения волны близкого к единице, площадью рапного одной трети первой зоны Фсанвлп и устанавливаемого в ке/щм зонной пластинки, вследстпии чего обтеп усиление комбинированной ЗП достигает 16 раз по м/едюсти. Указанный эФ1ект мсшю получить легкой репютчатои структурой так о я площади из полосового металла, из Фазоускорянвдих пластин. Очевидно, что оща большого •

усиления, практически болев 30 раз по мощности можно постигнуть изготовив непрозрачный экран эатвняший вторую зону также в виде решетчатой структуры или из иного Фазосдвигашего материала,

Известно, что радиоволны, прокодя через какие-либо среды, например, диэлектрики, должны ослабляться. Однако цикл исследований проведенный сотрудниками Института физики ПАН Кыргызстана показали, что некоторые вещества, в частности, мрамор. . обладает уникальным свойством при определенной толщине не влиять на амплитуду радиоволн, прошедших через них.

Мрамор представляет собой метаморфическую поликристадли-ческую породу. содеож^цую в основном зерна кальцита СаСОз или МвСОЗ или состоящую из сочетания этих двух веществ, а также из примесей других различных минералов и органических соединений. При этом наличие примесей, присущих только данному ыесторожде-. нию, сильно сказывается на качество мрамора и определяет ряд важнейших физико-механических и химических свойств.

Исследование электрооптмческих характеристик мраморов различных месторождений. проведенные методом субмнллиметровой спектроскопии в Институте общей физики РАН выявили, что несмотря на паликрметадлическую структуру, мрамор обладает некоторой осью поляризации. Результаты полученных зависимостей коэффициента пропускания К пластинки мрамора толщиной 1.47 мм от частоты зондирующего излучения, говорят о том. что с ушныиениам частоты П увеличивается и ато увеличение тем больше, чем больше количество кварца содержится в исследуемом образца. Экстрополяция этих данных в область частот IV10 ГГц. т. е. в коротковолновую часть УКВ. в диапазоне которой работает большинство современных систем связи, дает возможность утверждать, что Н для этих частот близок к единице, что в действительности и наблюдалось нами в проведенных экспериментах.

Именно это обстоятельство и явилось там основнил Факто-

- и -

ром. привлекши внимание к возможности использования мрамора в качестве обгемнык элементов устройств пассивной ретрансляции радиоволн.

Оказалось, что наибольшим коэффициентом пропускания обладают сильно кварцованные мрамора С особенно Чичканского месторождения - содержание 10 и более процентов кварца), причем максимума сигнал достигает при толщинах 10,5-0.5 мм и 26,5-0.5 мм. а минимума при 17.5-0,5 мм. Интересно отметить, что величина прошедшего поля сравнима с полем свободного распространения даже при толщине исследуемого образца мрамора, равного 40 мм.

Опираясь на эти данные рассматривалась возможность использования мрамора в зонных пластинках. Коэффициент усиления одноэлементной мраморной ЗП составил 14 дБ, в то же время как такой же ЗП, но металлической был равен 8,3 дБ. Максимум сигнала достаточно хорош согласуется с выражением 5ь2Я£г>-1)с1Л.. где п -показатель преломления мрамора для Г-З ГГц. а й-толщмна-Весьма интересными оказались эксперименты с Фазосдвигашим диском. Поскольку, скажем, если этот диск не прозрачен для радиоволн и находится достаточно далеко от точек излучения и приема, то как известно из оптики, величина дифрагированного поля за ним равна полю свободного распространения Ео. А если этот диск представить как круглое отверстие в бесконечном непрозрачном экране, то при радиусе диска равном радиусу первом зоны Френеля, уровень поля в два раза по напряженности превышает Ео. На первом этапе опыты как с наиболее изученным проводились с Фазосдвигашим диском радиусом равного ГЦ*. Наименьший сигнал С-4 дБ) наблвдался как и выше» при толщина (1-17-18 мм. Далее с уменьшением с1 поле увеличивается до 8 дБ при Л» 10.510.5 мм. Для диска радиусом (И/ЗФ наибольшее усиление (5 дБ) достигается при £1-5.5. а вот при Л-13,5-14 мм проявляется глубокий минимум сигнала (-15 дБ).

В первом случка получение довольно большого усиления (8дВ) об-ьясняотея там. что при опсхэдаленноп толщине, волны прошедшие через экран раэмчром Г4;1_<Х> становятся син<1<азни в какой-то мок« по отношению к волнам втосюй, свободной пространственной зоны Френеля. Для диска жи Р.1<» проявлрнив глубокого минимум«» очевидно связно с тем. что в иенчро диска сдвиг Фазы прошедшей волны составляет не О , а .В зависимости от ее толщины и этот сдвиг сохраняется в пределах размнюв диска при неизменности

При этом следует учитывать. что к этому значению добавляется сдвиг' <куэы в 60° . поскольку именно в пределах 1*1* 4«эа меняется на /3. т. е. -4<Ю° . И тогда полны, нереиэлучонные диском будут находиться в пгютивойоэо с волнами прошедшими через остальную свободную часть полной зоны <&>еналя.

Шютко известна кабота устройств чипа усеченных зонных колеи, установленных над или непоссчэдсгвьшю на самом препятс— твии. В зависимости от числа зон и степени закрытия 1>адиотрас-сы усиление таких ретрансляторов может достигать нескольких десятков и даже сотен раз относительно величины дифракционного сигнала. Возможная замена радионепроэрачных Сотражашии) -полотен на мраморные, согласно опытам позволяет в 4 раза увеличить коэ<№шипнт усиления зональных пассивны)! ретранслято-[юв при том же числе затененных зон.

Г'езультаты приведенных экспериментов таким образом указывают на принципиальную возможность использования рассмотренных дисков и усеченных зонных колеи, как отражавших, так и мраморный в качестве пассивных усилителей поля.

Уахвашт-плаао посвящена работе устройств пассивной шту-рансляшш на реальных высокогорных линиях родиотелекоммуника-

11ИЙ.

В частости, описывается трасса г. Парин-оедо им. 8-е Нарта. натяженностью 55 км. Уникальность данной линии заключается г> том. что малоканальная радиотелефонная связь осуиесголя-

arc я с помощью PFC чипа "Контейнер" чбр>еэ двухэлементных зональных усеченных колец. Сганиил излучаемой мощностью а 1.6 Вт Работает в диапазоне частот 302-467 МГн С «0.7 и). Нормальная связь обеспечивается при условии прямой видимости на р>асстоя~ шш порядка в 30- 50 км. Блнкайине апачо трассы [>аьно 702 и при высоте закрытая 66.5 м, т.е. на нем практически укладывается Э зон Френеля. Конструктивно 311Р представляет собой накинута параллельно на 9 деревянных опор провода с длиной основания 70 м. Высота ЗПР в ueim« составила 13.0 м. Проведенные измерения показали, что качество радиотелефонной связи отвечает тр^буа-'мым нормам. Б насто^ииее время благодаря ЗПР отдалении!! горчшй поселок имеет надежную и бесперебойную связь с другими населенными пунктами республики.

Рассмотренная в глава 3 мраморная ЗП 6u.ua испытана на высокогорной FPJ1 Восточная - Кочкорха дпиной 60 км. Зонная плас-тонка с внутренним и внешним итиусами равными 1,0 м и 1.41 м при толщина мг>амор>ной затепянивй поверхности 31 мм бы.» установлен на расстоянии 26,8 м от рупорной антенны типа 116-23А. На данной трасса использовалась радиорелейная аппаратура "1QTC 2-80V". В качеств подводящего Фидер>а примйнялся стандартный • волноводный тракт эллиптического сечения длиной 51. 5 м. Размеры ЗП рассчитывались исходя из рабочей часто1™ принимаемого сигнала 8310 МГц. При этом мощность входного сигнала составила без ЗП - 90.8 дЕ)/Вт, а о системой антенна -ЗП-78.1. дБ/Вт, что явно говорит о возможности и целесообразности .использования таких объемных зонных пластинок для увеличения энергетики на пролете РРЛ.

Подобная же ЗП была испробована на трасса г. Таш-Kyuup-Караван. протяженностью 45 км и укомплектованной аппаратурой Р-60/120 (f-1600-2000 МГц), обеспечивавшего m род тремя прор-раммами 1В. бО-тн канальной радиотелефонной связью и радиовещанием УКВ 4M. Приемо-передашими антеннами служат параболы

диаметром 3 м. Особенностью PPJ1 является то, что г. Таш-Кумыр находится в зона глубокой тени и сигнал от FPC Караван подается отражапщш зеркалом площадью 50й м . установленного на горе высотой 1200 мн.у.а, в 1,5 км от РРС. С иелыо повышения энергетики на входах приемных устройств на оконечной станции Таш-Кумыр была применена одноэлементная мраморная зонная плас-. тинка, вследствии чего этот пролет FTJ1 оказался единственным в своем роде оборудованным двумя ГР - отрамапцей и зонной. ЗП с внутренним и внешним диаметрами соответственно равными 4 и 6 и и толщиной мрамора 40 мм был установлен на расстоянии 26 м от экспериментальной 1,5 м параболической антенны. Иэ результатов измерений следует, что мощность сигнала на входах приемки-, ков от системы с ЗП и антенны диаметром 1.5 м в среднем на 2 Дб выше уровня сигнала от 3-х метровой антенны или в сравнительном перечете на 3-х метровую антенну мощность сигнала воз-. растает не менее чем в 10 раз. что достаточно для качественной работы телевизионных и телефонных стволов.. Экономический эффект от внедрения ЗП только на рассмотренном пролете составил 12,5 тыс. руб.

Диссертацию завершает раздел описываыдий работу отражаю-, шик ПР с односторонним подавлением бокового излучения, соору-, женного на трасса Булак-Толук. Пассивный ретранслятор площадью 654й м при параметрах трассы п -40 км и m -6 км дал возможность одновременной организации программы ТВ от РРС "Булак" и 4-х радиотелефонных каналов связи на база РРС "Малютка" С Г-150-170 МГц) при удовлетаорительнном их качества.

Общие выгоды

На основании вышеизложенных теоретических и экспериментальных исследований работа пассивных ретрансляторов различно-. го типа и назначения мочено сделать еле душив выьоды:..

1. Проанализирована задача определения величины дифракционного множителя ослабления напряженности поля, вносимых пассивными устройствами отражаицаго типа м зонных пластан, при им расположении на пути распространения радиоволн. Полученные конечные выражения с достаточной для практики точностью дают возможность оценивать эффективность С коэффициент усиления, иа+-№ну ДП, уровни первых боковых лепестков) исследуемых ретрансляторов.

2. Разработаны и детально исследованы ПР отражаиавго типа, предназначенные для работ« в метровом диапазоне волн:

-с уменьшением более чем в 150 раз по мощности уровнем первых боковых лепестков по отношению к уровню максииума излучения в основном направлении. Улучшение направленности переиэ-дучаемого ПР сигнала и соответственно параметров электромагнитной совместимости радиоталоканалов достигается за счет выполнения отражающей поверхности в вида трапеции, боковые грани которого наклонены к горизонту под углом а 60-5° . -

- с расширенной в 2-2,5 раза по сравнению с обычным прямоугольным ПР диаграммой направленности для покрытия телевизионными программами большой территории. Показано, что ширина ДП и величина уровня поля в точка приема зависят как от конфигурации, так и от высоты прогиба оттжашай поверхности.

3. Созданы СВЧ ретрансляторы нового поколения - со смещаемым в горизонтальной плоскости ДП, работа которьш базируется на использовании эФввкта Фазового ускорения волн и плоекопа-ролладьних пластинках: - на основе вышеуказанного зМекта разработаны и усовершенствованы ретрансляторы типа Фильтра сжатия - зонные пластинки, по эффективности в два и болаа раз превос-котшив обычные. Данные 311 конструктивно выполнены в вида решетчатой системы, позволяющую использовать и ортогонально -поляризованные радиоволны. ■

4. Предложен в качестве диэлектрического Фазосдвигашвго

материала для объемных регпг>ансляторов пригодный мрамор. Установлено, что в некотором интервале толщин, несмотря на свою поликг>истолличаскую структуру мрамора определенным месторождений обладают практически полной рапиопрозр&чностыэ. Это уникальное свойство позволяет применить их в качестве Фчзосдвига-шик устройств в пассивных ретрансляторах. Пдолложены IIP в виде зонной пластинки. диска, зонального пассивного цатранслято-1>а. Энергетический выигрыш составляет при этом на менее 4,5-5 дБ относительно металлического ГР токои же формы и размеров.

5. Ряд роэмОотанных в данной диссертации пассивных ретрансляторе успешно внедрены и действуют на нескольких радиорелейных и телевизионных трассах республики (г. Парын—с/х им. 8-е Марта. Токтогул-Ь'улак-Толук. г. Таш-Кумыр-Караван). Экономический эффект от их внедрения, не считая эффекта болыюго социального хщ>актера составил около сто тысяч сомов на начало. 1096 года.

Обобщая вьсиесказанное отметим, что на РРЛ пгюлохвнных как в го;>ных так и на равнинных местностях с закрытыми, полузакрытыми и открытыми интервалами, на радиотелевизионных трдесах в зонах радиотени. применение вышероссмотронных пассивных ретрансляторов дает возможность с минимальными за*п>атами и в кратчайшие сроки решать вопроси обеспечения населения необходимой радиоинформацией.

Основные результаты исследований опубликованы в следушнх работах:

1. Камаав Р. Р.. Капаров А. С.. Курочкин A. J1.. Ороэобаков 'Г. 0. 0 применении офсетного зонального ретранслятора для увеличения энергетики на интервале PPJ1. //Изв. АН Кирг. ССР. 1988. N 1.37-41с.

2. Асаналивв М. К., Карабукаав К., Капаров А. С., блоков К. 0 некоторых электрофизических свойствах мраморов//Изв.АН Кирг.ССР, 1088. N 3. 16-18 с.

3. Камаав Р.Р.,Капаров А. С.,Орозобаков Т.О. 0 расширении

диаграммы направленное^ пассивного [стрцналито-

ра//Тез. докл. Всесошн. соваш. по "ГЪ-мзоиному распространении Радиоволн и ЭМС". -Улан-Удэ. 1G00. - ЗК'о.

4. Камаев Р. Р.. Капаров А. С., Ороэобаков Т. 0. К вопросу об увеличении эМбктивности СВЧ//Тез. докл. 1-й Гьспубл. конф. молодым ученых и ги>епод. Физики. -Ярунзи, 1900. -2V0c.

Ь. Камаев Р. Р., Капаров А. С.. Ороэобаков Т. 0. Исследование пассивного ретранслятор в вида зонной пластинки Френа-ля//Тез. докл. 1-й РеспуЬл. конФ. молодых ученых и преподав, ймзи-ки.-Фрунзе, 1090. —iiVO с.

6. Ашимканов К. Ы.. Камаев Р. Р., Капаров А. С., Ороэобаков Т. 0. Исследование распространения дадиоволн в горных условиях Киргизии. Пленарный доклад//Таэ. докл. 1-й Республ. конФ. мо.иодых ученье! и преподав, ймзики.-Фрунзе. 1000. - 270с.

7. Патент М 09 Кыргызской Республики. МКИ.: 11 01 03/00. Пассивный ретранслятор. Камаев Р. Р.. Капаров А. С.. Ороэобаков Т.О. Приор, от 14.11.1094.

8. Камаав P. P. . KanaiOB А.С.,Орозобаков Т.О. О расчете множителя ослабления поля за двумя препятствиями. //Таз. докл. МеждунаР- конФ. по щобл. разв. еетеств. наук. -Каракол, 1006. -

0. Каиаав Р. Р.. Капаров А. С., Ороэобаков Т. 0. Зоннап плас-танка с повышенным коэффициентом усиления.//Тез. докл. Иеждунао. конФ. по гкюбл. разв. естесте. наук. -Каракол. 10G6. -

10. Kauaaa Р. Р.. Капаров А. С.. Ороэобаков Т. 0. Отражающий гх^трапелнтор с пг.ни'. ii; .¡им угаьнем бокового излучьаии.//Тез. докл. №ждунар. конф. "Физика и промышленность". ~Голыцш<о,Мск. обл... 1006. -

11. Жаенбаев Я. Ш.. Камаев P. F'.. Капаров А. С.. Ороэобаков Т. 0. Асаналиав М. К. О некоторых электро- и радиооптичаских свойствах мрамора. //Дип. Известия ПАП КР. Н 4. 1906. -8с. ;

Abstract

Application of optics to the problems of microwave passive r-atrarislatlori

Different types of passive retranslators CF'R) have been elaborated arid studied by the geometrical optics methods:

-of reflective type with different breadLh of direction diagrams (DD) and Improved parameters of electromagnetic compatibility;

-of compression filter' type with higher efficiency;

-with displacement of wave phase, fro» natural dielectric material.

The problem of determination of diffraction multiplier value of field tension weakening have been analysed In application to passive r«trariglators of reflective tvpe and Eone plates.

It has been established, that the level of Sides near petals for reflective F"R Is deer-eased lri power down to 150 tliuas with respect the level of main petal; such value is reached bv substitution of rectangular reflective surface with" trapeciadal one with the Inclination angle of lateral sides of 60±5°.

The number of reflective surfaces is created with expanded by a factor of 2-2.5 DD of main radiation.

The direction displacement of main radiation lri horizontal plane is obtained on the basis of phase acceleration in the plane-parallel plates. On the basis of ©foresaid effect, arrangements of compression filter- tvpe havo baen elaborated to increase the energetic characteristics of a route. A natural marble ha3 boon investigated as a phase-changing material.

Аннотация

Ультра киска толкундарды пасснвдуу рвтрансля1»нйлоши>г'у .

иасвлеларге огтжаны колдонуу Днссартоцияда ойлонуп табьиган хана курулган ар typayy тана атайын пасснвдУУ ротоансляторлорду (ПР) гаоие-дашалих ощн-канын иетоддору ионам изилдоо проблеиалари карал гон.

-раднотолкундардын таралуу багьтлша тургузулган ПР чагилдыруучу,. зона тайпасындагы жана козоноктон откон дифракция-льас талаанын чиналиигшн азаюсунун кобойткучусунуи чондугунун , иасалалери аналнздалген.

-нагизгн таралуу баилъшын денгавлнна Караганда «аиьаиш колтал жалбырактарыиин двнг'влниин кубатгуулугун 1ЬО зсагв азайтуучу чагилдыруучу ПР ойлонулуп табилып. ал 'шк бурчтуу чагилдыруучу бепм, трцпбиия турундогу бвтка алщцгшруу нвнаи , катишлил, ал трагшцияльос баттнн жал'плс кырларии " горизонта«. < 60а5° бурчу ывнан жайгаштырылган.

-нагизгн нурлануу диаграииалык бап/шн 2-2.6 зсагв капе птуучу чагилдыруучу ПРдын бмр начвеи иапелип иыккан.

-нагнзги таралуу багыган горизонталдьос тегнздикта оз-горауу иалпак параллель тайпачалардын ¿¡азаны ылдаидатуунун негизинда алынган.

-яюгорку аталган з<Мактин нагиэинда шпоачу-кучотхY1 л« р -чогулткуч Фильтрларднн ивгизмн ТУзгон.

-колоыдУк кУчоткУч катары жаратитдота каэяешуучу иреша . нзилдетш сунуш кнлынгин.