Помехи и распространение радиоволн

Атмосферные помехи (АП) возникают в результате движения электрических зарядов в атмосфере под влиянием различных природных явлений. Основные помехи создаются мощными грозами, но ощутимые помехи могут возникнуть даже в момент эликтризации полотна антенны. Мощные грозовые разряды на нашей планете возникают достаточно часто, а их интенсивность достигает до 100 молний в секунду, каждая их которых представляет собой серию гигантских электрических разрядов, создающих мощное электромагнитное поле, распространяющееся на расстояния достигающее 5-20 тысяч километров. Вспомните грозоотметчик А.С. Попова.

Наиболее сильные и частые грозовые разряды наблюдаются в экваториальных и тропических районах земного шара. Так, что основная масса АП приходит в Северное полушарие со стороны экватора. Уровень АП падает с ростом частоты настройки приёмника и расстояния. На рис .1 приведены кривые, иллюстрирующие характер зависимости (АП) от частоты. Данные для графика были получены для средней полосы европейской части России и западной Сибири.

Усреднённые уровни атмосферных помех европейской части России и западной Сибири практически ни чем не отличаются. Из графика видно, что уровень АП в дневное время суток на частотах 2,5 – 7 МГц падает ниже 0,05 мкВ. В этом случае уровень непредвиденных шумов определяется собственными шумами приемника или другими видами помех. При значительной высоте над поверхностью земли, к примеру в горах, уровень АП возрастает. Вблизи морей уровень помех значительно меньше, чем в центральных частях континентов. В летнее время общий фон АП значительно выше. Из графика видно, что оптимальными дневными частотами в диапазоне КВ, с учётом минимальных АП, можно считать частоты в пределах 1,0-10 МГц. Соответственно в пределах этих частот, легко планировать оптимальные частоты для дневного сеанса радиосвязи.

2. Индустриальные помехи

Индустриальные помехи (ИП) говорят сами за себя, которые произошли от слова индустрия. Сразу напрашивается вывод, - там, где больше индустрии, там больше помех. По этому одним из факторов выезда КВ радиолюбителей на природу со своей радиостанцией и является полное отсутствие индустриальных помех.

Многочисленные источники индустриальных помех можно разделить на две большие группы: устройства генерирующие сигналы высокой частоты и устройства, генерирующие импульсные помехи. К первой группе можно отнести радиопередатчики радиовещательных и ТВ компаний, базовые станции сотовой связи, их телефонные трубки, генераторы промышленного назначения, медицинских учреждений, гетеродины ТВ и прочих бытовых приёмников и пр… Часть из них несёт слабо выраженный и периодический характер, они излучаются на основной частоте или её гармониках.

Мощные помехи создаются второй группой ИП: различными электрическими механизмами, в которых рабочие токи и напряжения испытывают резкие броски, особенно когда при этом образуются искры. Простейшим примером последнего, можно назвать электросварку и щёточные электродвигатели. Помехи от этой группы источников в полосе частот ниже 20 МГц представляет собой апериодические серии импульсов произвольной формы. Напряжённость поля в месте приёма зависит от формы, длительности и частоты повторения импульсов. (Меры защиты здесь не учитываются). Уровень помех зависит так - же от расстояния, среды распространения, и «контура излучения». К последнему понятию можно отнести простые питающие и коммутирующие провода, которые непосредственно подключены к источнику ИП. Неисправные системы автомобилей с двигателями внутреннего сгорания могут создавать спектр излучения вплоть до 1 ГГц, а спектр помех по системе зажигания автомобилей находится в полосе частот 25-170 МГц.

Особую угрозу приёма радиосигналов в КВ диапазоне создают трансформаторные подстанции (ТП) электропитания и высоковольтные линии электро передач (ЛЭП). Наиболее типичным источником помех, являются изоляторы и разъединители. У первых происходит утечка из - за старения изоляционных поверхностей изоляторов, и как следствие чего, вяло текущие разряды, интенсивность которых зависит от влажности, давления воздуха и ряда других причин, периодически переходящие в мощные ИП. У вторых происходит обычное искрение ввиду обгорания контактов. Особенно часто это происходит при увеличении нагрузки. Так, что, имея на вооружении данную информацию, можно легко определить по характерным признакам источник ИП. А именно, если уровень помех в жилом массиве повышается утром и вечером с увеличением нагрузки, значит необходимо провести ревизию разъединителей в ближайшей ТП.

В ЛЭП существуют и другие причины возникновения помех. Это так называемые коронарные разряды. Интенсивность их увеличивается с увеличением напряжения (статуса) ЛЭП. Одним из приёмов уменьшения этого вредного явления, является проектирование и монтаж ЛЭП в три провода на одной фазе. Увеличенный коронарный разряд в ЛЭП не только создаёт помехи радиоприёму, но и уменьшает КПД самой ЛЭП. Одним из причин увеличения коронарного разряда может оказаться частичное повреждение полотна ЛЭП, а именно отслоение одного из проводников фазового провода, на конце которого и возникает коронарный разряд.

Таким же эффектом обладает простой «наброс» на ЛЭП в виде проволоки. Такие «набросы» чаще всего наблюдаются вблизи жилых массивов. Исследования показывают, что спектр помех в этом случае имеет достаточно широкую полосу частот в диапазоне КВ, а так же повышение эффективности помехи на частотах кратных длине волны соизмеримым с размерами «наброса» в диапазоне частот вплоть до 400 МГц. Помеха такого плана распространяется вдоль линии ЛЭП на расстояния до сотен метров, а поперек линии ЛЭП, до нескольких десятков метров. Лучшим методом борьбы с помехами от ЛЭП и ТП является своевременное обследование данных сооружений на нормативные уровни излучений. К примеру ЛЭП, проходящая рядом с жилым массивом не должна создавать помехи таким средствам массовой информации, как телевидение и радио. Если эти помехи имеют место, то следует обратиться в местные органы Государственного радиочастотного центра с письменным заявлением на присутствие помех, как от теле… и радиослушателей.

С удалением от земли, уровень ИП быстро падает, так, что на высоте 35-50 м. уровень их уменьшается в значительной степени, в городских массивах этот номинал значительно выше ввиду присутствия высотных зданий. Некоторое представление о ИП могут дать кривые графика изображённого на рис.2.

Из этого графика видно, что ИП, даже в сельской местности на частоте в 10 МГц могут иметь уровень помехи в 5-10 мкВ/м, что может составить в 6-7 баллов по шкале S-метра приёмника. Одним из способов борьбы с помехами такого рода, является использование ЕН- антенн, CCD - антенн, антенных систем закрытого типа, это ориентированные рамки и пр., антенны петлевого типа, а так же трансформаторов связи с объёмным витком. Сужение полосы пропускания радиоприёмного и антенного устройства до необходимых пределов, так же снижает уровень воспроизводимых помех.

Обсудить статью можно на нашем форуме