Admin

Способы устранения мешающих переговоров в поездной радиосвязи

Л.А. ПАПУК, руководитель группы радио лаборатории Читинской дирекции связи

В связи с реализацией требований ПТЭ по обеспечению дальности поездной радиосвязи в пределах всего перегона возникла проблема устранения посторонних переговоров, которые прослушиваются за пределами прилегающих к станциям перегонов. Эта проблема стала особенно актуальной в связи со значительным наращиванием дальности действия поездной радиосвязи по всем перегонам. Причем дежурные не только по крупным, но и малым станциям часто слышат переговоры между машинистами поездных локомотивов и дежурными по станциям, которые находятся за один-два перегона (на расстоянии до 40-42 км).

Почему дальность радиосвязи «стационар-стационар» гораздо больше, чем «стационар-локомотив»? Для установления причины воспользуемся расчетными формулами, которые приведены в «Правилах организации и расчета сетей ПРС» ХЗ-7970 (п. 7.8). Из них следует, что КПД передачи высокочастотной энергии в направляющую линию от индуктивной схемы возбуждения стационарной радиостанции в 40 раз (на 32 дБ) больше, чем от локомотивной антенны.

При этом расчеты по формуле 7.1. «Правил...» ХЗ-7970 показывают, что на участках с электротягой переменного тока дальность радиосвязи хорошего качества между дежурным по станции (ДСП) и машинистом (ТЧМ) при использовании в качестве направляющей линии однопроводного волновода или проводов ДПР, подвешенных с одной стороны пути, составляет 15 км. Километровое затухание сигнала в направляющей линии (волноводе или ДПР) согласно таблице 7.2 «Правил...» равно 2 дБ/км. Соответственно общее затухание сигнала в направляющей линии протяженностью 15 км достигает 30 дБ. Дальность же радиосвязи с хорошим качеством между дежурными по станциям из-за меньшего (на 32 дБ) затухания в тракте почти в 2 раза больше и составляет 31 км.

Практика измерений параметров радиосвязи вагоном-лабораторией показывает, что связь между дежурным по станции и машинистом с хорошим качеством имеется даже тогда, когда принимаемый сигнал в 3-6 раз (10-16 дБ) менее минимально допустимого уровня. При этом дальность связи между ДСП и ТЧМ увеличивается на 5-8 км по сравнению с расчетной и достигает 20-23 км. Дальность же действия радиосвязи между дежурными по станциям может доходить до 42 км.

Процесс устранения мешающих переговоров в ряде случаев представляет собой довольно сложную задачу. Полностью избавиться от этого недостатка невозможно, поскольку высокочастотная энергия распространяется по направляющей линии на значительное расстояние, минуя устройства возбуждения по станциям без заметного затухания.

Следует заметить, что мнение, высказанное в статье «Направляющие линии ПРС» («АСИ», 2011 г., No 5) о том, что секционирование волноводного провода по станции в месте симметричного возбуждения обеспечивает существенную развязку в тракте между радиостанциями соседних станций (перегонов) является ошибочным. Казалось бы, если волноводный провод разрезан, то приходящий сигнал (падающая волна) от соседней радиостанции будет испытывать значительное (около 20-25 дБ) затухание.

Однако в действительности имеются обходные пути места секционирования за счет переноса высокочастотной энергии по межпроводным волновым каналам, в результате чего реальное затухание не будет превышать 10 дБ. При этом основной канал проникновения падающей волны во вторую часть волноводного провода образован самой же симметричной запиткой и вторичной цепью АнСУ.

Полуволновой вибратор с проводами снижения, имеющий индуктивную составляющую, настраивается в резонанс на частоту 2,13 МГц изменением емкости конденсатора, включенного последовательно с вторичной обмоткой трансформатора АнСУ.

В этом случае имеет место резонанс напряжений, при котором сопротивление цепи будет минимальным и носить активный характер, а ток - максимальным. В результате сопротивление между клеммами «А» и «П» АнСУ имеет величину всего несколько десятков Ом и хорошо согласуется с входным сопротивлением вибратора. При этом падающая волна с волновода в месте разрыва практически полностью переходит в первую часть полуволнового вибратора, затем через клеммы «А» и «П» АнСУ передается во вторую часть резонирующего вибратора и успешно переизлучается (рис. 1). Таким образом, перенос высокочастотной энергии через разрез волноводного провода происходит не только волновыми каналами, но и в процессе переизлучения возбуждающими проводами цепи АнСУ.

Были проведены измерения перепада уровня сигнала, поступающего от соседней станции, при проходе вагона-лаборатории вблизи места секционирования волноводного провода (запитки с разрезным волноводом следующей станции). Его величина в среднем составила всего 3 дБ.

Применение секционирования волноводного провода (разрезного волновода) на нескольких станциях Забайкальской дороги дало возможность увеличить дальность действия поездной радиосвязи на 2-3 км, как и при емкостной запит-ке волновода. Однако слышимость мешающих переговоров устранить не удалось. Обьясняется это тем, что затухание сигнала в месте разреза волновода в 3 дБ компенсировалось за счет увеличения сигнала, приходящего от соседней станции, вследствие возрастания КПД устройства возбуждения разрезного волновода.

Самый радикальный способ избавления ДСП крупных станций от прослушивания посторонних разговоров - применение на соседних станциях разрыва волновода длиной в один пролет между опорами с установкой двух устройств возбуждения, каждое из которых подключается к отдельной радиостанции. Это позволит снизить уровень сигнала от соседних радиостанций на 12-15 дБ и уменьшить мешающее действие «чужих» переговоров на расстояние 6-10 км, например с 35 до 26 км. Недостаток такого способа -удорожание проекта и появление у двух дежурных по станции еще по одному пульту радиостанции.

Как же еще можно уменьшить слышимость мешающих разговоров, ведущихся на соседних перегонах? Для ответа на этот вопрос определим, какой сигнал поступает на вход стационарной радиостанции от локомотива, находящегося на расстоянии 15 км от станции. Согласно расчетным формулам «Правил...» ХЗ-7970 уровень сигнала составляет 70 дБ (3200 мкВ), т.е. на вход стационарной радиостанции РС-46МЦ от локомотива приходит сигнал в 650 раз больше чувствительности приемника РС-46МЦ.

Завод-изготовитель рекомендует устанавливать аттенюатор в положение 20 дБ (ослабление в 10 раз). При этом сигнал, поступающий от локомотива, превышает чувствительность приемника в 65 раз, в результате чего приемник принимает сигналы от стационарных радиостанций, находящихся на расстоянии до 42 км. Это затрудняет переговоры ДСП с нужным ТЧМ и приводит к нарушению регламента переговоров. К тому же посторонние сигналы мешают корректному проведению мониторинга стационарных радиостанций, ухудшают показатель сигнал/ шум или вообще приводят к сбою. Поэтому не следует устанавливать излишнюю чувствительность приемников.

Для исключения прослушивания дальних радиостанций необходимо выполнить регулировку положения аттенюатора приемника УПП-1в зависимости от длины прилегающих перегонов. Для участков с электротягой переменного тока, когда длина перегона свыше 15-17 км, рабочее положение аттенюатора должно быть 30 дБ (разброс дан с учетом качества исполнения направляющей линии, вида запитки волновода). При этом не будут прослушиваться переговоры со станций, находящихся на расстоянии более 35-37 км.

Если длина прилегающих перегонов от 10 до 15 км, оптимальное положение аттенюатора 40 дБ. При этом обеспечивается запас по уровню сигнала от локомотива, находящегося на расстоянии 15 км, в 6,5 раз и отсекаются прослушивания разговоров со станций, находящихся на расстоянии более 30-33 км.


При длине прилегающих перегонов от 5 до 10 км аттенюатор должен быть установлен в положение 50 дБ, что позволяет отсекать переговоры ДСП, находящихся на расстоянии более 25-28 км.

Каждая ступень (по 10 дБ) ослабления аттенюатором чувствительности приемника приводит к уменьшению дальности прослушивания на 5 км. Если у станции имеются короткие прилегающие перегоны, то целесообразно увеличить переходное затухание между возбуждающим проводом и волноводом путем удаления возбуждающего провода от волновода с 0,5 до 1,5 м. Такой же эффект дает уменьшение мощности радиостанции нового типа РЛСМ-10 с 10 до 5 Вт.

В процессе контроля радиостанций на станциях, где ДСП высказывали претензии на прослушивание посторонних переговоров, автор статьи убедился, что это нежелательное явление нередко вызвано тем, что обслуживающий персонал устанавливает высокую чувствительность приемников радиостанций, опасаясь потери связи с поездными локомотивами в конце перегона. Поэтому, руководствуясь практическим опытом, хочу рекомендовать электромеханикам производить подбор положения аттенюатора УПП-1 в зависимости от длины перегонов.

Если есть сомнение, какой аттенюатор поставить в 30 или 40 дБ при длине перегона около 15-16 км, то для решtния этого вопроса следует провести сеансы радиосвязи с 4-5 локомотивами. Если радиосвязь с ТЧМ при положении аттенюатора 40 дБ устойчивая до соседней станции и даже за ней на расстоянии 1-2 км, значит это и есть его оптимальное значение. В этом случае будет максимально снижено прослушивание посторонних переговоров ДСП соседних перегонов.


Величины минимально допустимого уровня сигнала и максимально допустимого уровня радиопомехи на входе локомотивной радиостанции определены в «Правилах...» ХЗ-7970. Эти же нормы были прописаны в предыдущих правилах ЦШ-4818. За прошедшие годы сменился ГОСТ на радиостанции, взамен радиостанций ЖР-ЗМ, ЖР-У пришли радиостанции нового поколения. У этих радиостанций приемники имеют более совершенные параметры по избирательности, более высокую помехоустойчивость и обеспечивают лучшее качество разборчивости речи по сравнению с радиостанциями ЖР-У при уровне радиопомехи, близком к максимально допустимой величине.

На практике при измерениях ПРС часто наблюдается ситуация, когда при уровне сигнала ниже допустимого значения, связь обеспечивается с хорошим качеством.

В таблице 7.1 «Правил...» ХЗ-7970 для электроподвижного состава переменного тока минимально допустимый уровень полезного сигнала составляет 72 дБ, а максимально допустимый уровень радиопомехи 60 дБ, соотношение сигнал/помеха получается 12 дБ (4:1). Уровень радиопомехи измеряется в режиме квазипикового детектора, а полезного сигнала в режиме среднеквадратического.

Проведенные автором статьи с помощью МИКАР измерения радиопомех на ряде перегонов при переключении с одного типа детектора на другой показали, что соотношение уровня помехи, измеренного квазипиковым детектором, превышает его значение, измеренное среднеквадратическим детектором, на 13 дБ (рис. 2). Если сравнить уровни сигнала и помехи, измеренные среднеквадратическим детектором, то окажется, что в расчетах дальности действия ПРС предусмотрено их соотношение в 25 дБ. В реальности же, как показывает практика, на большинстве перегонов квазипиковый уровень помехи составляет 40-50 дБ, что значительно ниже допустимой уровня.

Результаты измерений позволяют сделать вывод о том, что величину минимально допустимого уровня сигнала на входе современных радиостанции можно снизить на 6 дБ. Такое снижение даст возможность уменьшить мешающее действие ПРС на протяжении 3-4 км. Кроме того, расчетная дальность радиосвязи ДСП-ТЧМ увеличится с 15 до 18-21 км (в зависимости от типа запитки), что позволит избежать установки дополнительных радиостанций на таких перегонах.

Для решения этого вопроса требуется проведение ряда экспериментальных измерений вагонами-лабораториями разных дирекций связи на участках с тягой переменного и постоянного тока с привлечением специалистов НИИАС.

Подводя итог, повторюсь: проблема устранения прослушивания посторонних разговоров непростая. Хотелось бы, чтобы специалисты по радиосвязи высказали свое мнение об этом, а также о возможности снижения нормы уровня сигнала на страницах журнала «АСИ».

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Автоматика, связь, информатика".

Перенес: Admin