Атмосферные помехи

Атмосферные помехи

АТМОСФЕРНЫЕ ПОМЕХИ. Помехи в радиотехнике - электромагнитные возмущения при радиоприеме, отличающиеся от возмущений, производимых радиопередающими устройствами. Атмосферные помехи получают свое происхождение где-то в атмосфере и зависят от ее особенностей и совершающихся в ней изменений. Атмосферные помехи (в англо-американской литературе они именуются также статиками или Х-ами, во французской - паразитами) являются серьезнейшей помехой при всякого рода связи; граница слышимости дальних радиостанций в настоящее время определяется степенью атмосферных помех в заданных условиях [вернее, отношением: atmosfern pomehi 1 1].

Нахождение способов борьбы с атмосферными помехами при радиоприеме доныне является серьезнейшей из еще неразрешенных проблем радиотехники.

Атмосферные помехи производят в телефоне приемника разнообразные шумы и трески, которые группируются в следующие категории: 1) «треск» - громкий и внезапный, появляющийся отдельными группами; причиной его являются близкие или отдаленные грозовые разряды; 2) «шипение и свист» - длящийся свистящий шум; встречаются сравнительно редко и вызываются главным образом непосредственным соприкосновением заряженных частиц газа с антенной («статические помехи»); 3) «скрип» - длящийся треск; именно последняя категория атмосферных помех наблюдается почти всегда и, меняясь по своей силе, оказывает наибольшую помеху радиоприему; эта категория атмосферных помех вызывается, вероятно, процессами, происходящими в верхних слоях атмосферы.

Производящиеся последние 15 лет исследования атмосферных помех велись в трех направлениях: 1) определения числа и силы помех в зависимости от длины волны, места приема и состояния атмосферы; 2) изучения направлений, откуда приходят атмосферные помехи; 3) определения характера отдельных помех. Эти исследования, вначале производившиеся отчасти методом параллельных омов, в последние годы ведутся помощью более совершенных компараторов и ондуляторов, особенно пригодных, ибо они отмечают не только число, но и относительную величину атмосферных помех. На фиг. 1 представлена запись атмосферных помех 18 июля 1927 г. в Москве, в Государственном экспериментальном электротехническом институте, на волне 1000 м.

Запись атмосферных помех 18 июля 1927 г. в Москве, в Государственном экспериментальном электротехническом институте, на волне 1000 м

Так как атмосферные помехи являются доминирующими среди помех вообще, то характеристикой интенсивности атмосферных помех в данном месте может считаться напряженность поля электромагнитных волн мешающего характера; на практике измеряют некоторую величину, находящуюся в известном отношении к напряженности (рабочего) радиополя.

Исследования Остина и др. показали, что сила атмосферных помех во всех местах земного шара возрастает приблизительно пропорционально длине волны.

Изучение зависимости атмосферных помех от местности дает указания, что на всех волнах замечается сильное увеличение атмосферных помех по мере уменьшения географической широты. Как общее правило, берега значительно меньше подвержены атмосферным помехам, чем местности, расположенные внутри континента (пример: для ответственного приема Америки в Берлине оказалось наиболее выгодным устроить приемную радиостанцию за 400 км от Берлина, на берегу моря). В гористой местности атмосферные помехи усиливаются.

Замечена тесная связь атмосферных помех с повторяемостью грозовых явлений в данном месте; местности с малым средним числом гроз в год дают всегда достаточно благоприятные условия для работы приемной радиостанции.

Зависимость силы атмосферных помех от высоты местности выражается в возрастании интенсивности атмосферных помех с высотой места. Однако наблюдения атмосферных помех в голых или изолированных проводах, закопанных под землей, указывают на отсутствие резкой разницы в числе и силе атмосферных помех сравнительно с обычными на земле.

Ясной зависимости атмосферных помех от метеорологических факторов (облачность, влажность, скорость ветра и т. д.) пока не существует. Установлено лишь появление сильных атмосферных помех при барометрических депрессиях; атмосферные помехи совпадают по направлению с азимутом местности, имеющей в данный момент пониженное давление. В 1927 г. в Америке на морских судах начали применять определение с помощью пеленгаторов направления атмосферных помех, чтобы до известной степени узнать путь движения циклонов и т. д. При всякого рода резких изменениях погоды замечается усиление атмосферных помех.

Связь атмосферных помех с явлением северного сияния пока недостаточно ясна; при солнечных затмениях всегда наблюдается уменьшение атмосферных помех с наступлением темноты и постепенное возвращение к прежней величине по окончании затмения.

Периодические изменения атмосферных помех бывают двух родов: а) суточные, представленные кривыми на фиг. 2: сплошной линией - для зимнего времени, пунктирной - для летнего; влияние длины волны на ход этой периодичности незначительно; от местности последняя также почти не зависит;

Суточные изменения атмосферных помех

б) годовые, независящие от длины волны и местности и характеризующиеся (подтверждено наблюдениями в Сев. Америке и Германии) кривыми на фиг. 3: сплошная линия - для наблюдений в 15 часов, пунктирная - в 9 часов; J - интенсивность атмосферных помех.

Годовые изменения атмосферных помех

Определение направления атмосферных помех может производиться обычными техническими пеленгаторами, предпочтительно односторонними. Путем таких исследований выяснилось, что, например: 1) очаг атмосферных помех для Северной Америки лежит в Мексике, для Западной Европы - в европейской части СССР (особенно в летние месяцы); 2) существуют суточные и годичные периодические изменения направления атмосферных помех; чаще всего в утренние часы направление главных атмосферных помех лежит в плоскости север—юг, в то время как около полудня это направление склоняется к востоку; 3) летом атмосферные помехи почти всегда имеют резко выраженное направление; 4) существует целый класс атмосферных помех (в том числе все названные первой категорией - см. выше «треск»), не имеющих направления.

Изучением самого процесса разряда атмосферного электричества занялись лишь в последние годы, причем наблюдения производились с помощью трубки Брауна и специальных электронных осциллографов. В результате наблюдений найдены две группы атмосферных разрядов: а) апериодические - средняя продолжительность их 3,1∙10-3 сек. и б) периодические, со средним временем 1,9∙10-3 сек. Формы кривых атмосферных разрядов в функции времени представлены на фиг. 4.

Формы кривых атмосферных разрядов в функции времени

При коротковолновом приеме атмосферных помех значительно меньше, чем, отчасти, и объясняются успехи радиосвязи на таких волнах (3,5 до 100 м). При коротких волнах характер атмосферных помех также несколько меняется: они становятся резче и более кратковременными: почти совершенно пропадает наиболее затрудняющая радиоприем третья категория (см. выше) атмосферных помех; нет резкой разницы в распределении атмосферных помех по часам суток; только после захода солнца число атмосферных помех увеличивается. Остальные зависимости атмосферных помех при коротких волнах пока еще не выяснены.

Математически атмосферные помехи могут быть представлены в виде интеграла Фурье, охватывающего весь спектр частот, в котором д. б. все длины волн от нуля до бесконечности. Т. о. при определенной настройке на волну сигнала приемной радиостанции всегда существует энергия помехи, соответствующая данной настройке; поэтому трудно избавиться от атмосферных помех, ибо с достижением ослабления атмосферных помех уменьшается одновременно и принятая энергия от сигнализирующей радиостанции.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 1 - 1927 г.