CC BY
17
Поволжский регион. Технические науки. - 2016. - № 2 (38). - С. 102-111. DOI: 10.21685/2072-30592016-2-9.
8. Гришко А.К. Определение показателей надежности структурных элементов сложной системы с учетом отказов и изменения параметров / А.К. Гришко // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. -2016. - № 2 (16). - С. 51-57.
9. Гришко А.К. Анизотропная модель системы измерения и анализа температурных полей радиоэлектронных модулей / А.К. Гришко, Н.В. Горячев, И.И. Кочегаров // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. - 2016. - № 1 (15). - С. 82-88. Гришко А.К.
10. Оптимальное управление частотным ресурсом радиотехнических систем на основе вероятностного анализа динамики информационного конфликта / А.К. Гришко // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2016. - № 57. - С. 21-28. DOI: 10.21667/19 95-4 565-2 016-57-3-2128.
11. Гришко А.К. Математическое моделирование системы обеспечения тепловых режимов конструктивно-функциональных модулей радиоэлектронных комплексов / А.К. Гришко, Н.В. Горячев, Н.К. Юрков // Проектирование и технология электронных средств. - 2015. - № 3. - С. 27-31.
12. Гришко А.К. Управление электромагнитной устойчивостью радиоэлектронных систем на основе вероятностного анализа динамики информационного конфликта / А.К. Гришко, А.С. Жумабаева, Н.К. Юрков // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. - 2016. - № 4 (18). - С. 66-75.
13. Гришко А.К. Алгоритм оптимального управления в сложных технических системах с учетом ограничений / А. К. Гришко // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. - 2017. - № 1 (21). - C. 118 - 124.
14. Grishko A. Management of Structural Components Complex Electronic Systems on the Basis of Adaptive Model / A. Grishko, N. Goryachev, I. Kochegarov, S. Brostilov, N. Yurkov // Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications, and Computer Science Proceedings of the XIIIth International Conference TCSET'2 016 February 2 3-26, 2016 Lviv-Slavsko, Ukraine. DOI:10.1109/TCSET.2016.7452017.
15. Grishko A. Parameter control of radio-electronic systems based of analysis of information conflict. 2016 13th International Scientific-Technical Conference on Actual Problems of Electronics Instrument Engineering (APEIE). Novosibirsk, Russia, October 03-06, 2016, Vol. 02, pp. 107-111. DOI: 10.110 9/APEIE.2016.7806423.
16. Grishko A., Goryachev N., Kochegarov I., Yurkov N. Dynamic Analysis and Optimization of Parameter Control in Radio Systems in Conditions of Interference. 2016 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). Moscow, Russia, May 12-14, 2016. pp. 1-4. DOI: 10.110 9/SIBCON.2016.7491674.
17. Rybakov I., Goryachev N., Kochegarov I., Grishko A., Brostilov S. and Yurkov N. Application of the Model of the Printed Circuit Board with Regard to the Topology of External Conductive Layers for Calculation of the Thermal Conditions of the Printed Circuit Board. Journal of Physics: Conference Series, Volume 803, Number 1, 2016, pp. 1-6. DOI:10.1088/17 42-6596/803/1/012130.
18. Grishko A., Goryachev N., Yurkov N. Adaptive Control of Functional Elements of Complex Radio Electronic Systems. International Journal of Applied Engineering Research. Volume 10, Number 23 (2015), pp. 43842-43845.
УДК 519.17: 621.396
Мазанов А.М., Приказчиков А.В., Шамионов М.С. , Баннов В.Я.
ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия
МЕТОДИКА НАСТРОЙКИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ АУДИОСИГНАЛА
Динамическая обработка аудиосигнала является важным этапом процесса его качественного воспроизведения. Предлагается алгоритм инсталлирования системы с динамической обработкой, ее настройка для оптимального прохождения сигнала Ключевые слова:
динамическая обработка, лимитер, аудиосигнал
В систему управления процессом аудиозаписи (и воспроизведения) обычно объединяют устройства (компрессор/лимитер/гейт), скоммутированные
определенным образом. Программная среда - Sound Forge - наиболее качественно позволяет решать задачи по обработке сигнала.
Методика настройки системы управления и алгоритм действий звукооператора включает в себя несколько этапов.
Сначала необходимо подключить к звуковой карте микрофон и записать с помощью него несколько слов, например: «Раз, два, три...». Файл должен быть стерео, причем слова лучше записать с разным уровнем, то есть первое слово сказать громко, а остальные два - тише. Это смоделирует ситуацию записи вокала, когда солист одну часть песни поет тихо, а вторую - громко. В практической деятельности с такой ситуацией приходится сталкиваться чуть ли не каждый день. После записи необходимо будет сделать компрессирование записанного звука [1-4], чтобы в последующем продолжить обработку сигнала с применением лимитера и гейта. Далее необходимо нормализовать запись по уровню 0 дБ и обрезать «хвосты» в начале и конце записи [5-8].
Сохраняем файл под именем Golos. Далее он будет фигурировать именно под таким названием.
В результате, в окне записанного файла должно получить изображение, близкое к тому, что показано на Рис. 1. Обратите внимание на разницу амплитуд первого и последнего звуков. На рисунке
эта разница составляет более 18 дБ. С ней-то и предстоит бороться в этом опыте. Кстати говоря, если такая разница амплитуд будет в дорожке вокала при многоканальной записи какой-нибудь песни, то тихие участки будут маскироваться за аккомпанементом (особенно, если последний производится синтезатором, а не «живыми» инструментами). Поэтому к такой дорожке обязательно надо применять компрессию.
Выберите команду меню
Effects/Dynamics/Graphic (Эффекты/Динамическая обработка/Графическое представление). На экране появится диалог Graphic Dynamics (Графическое представление динамической обработки) (Рис.2).
В центре диалога находится график зависимости уровня выходного сигнала от уровня входного, иллюстрирующий работу компрессора, лимитера или гейта . По оси абсцисс этого графика откладывается уровень входного сигнала, а по оси ординат - уровень выходного. Линия, проходящая через поле графика, отражает текущие настройки динамической обработки [9-11]. Когда вы ведете указатель мыши над графиком, то над правым верхним углом последнего появляются координаты текущей точки, которые облегчают восприятие. Перед координатами выводится параметр Gain of (Уровень от...) который, показывает недостаток уровня по отношению к 0 дБ, если значение отрицательное, или превышение уровня 0 дБ, если его значение положительное.
Рисунок 1 - Графическое представление слов "Раз, два, три..."
Рисунок 2 - Диалог Graphic Dynamics (Графическое представление динамической обработки)
Далее смотрим, что показывает график на Рис. 2. До точки перегиба, обозначенной маленьким квадратиком, график совпадает с диагональю. Это означает, что уровень сигнала на входе полностью совпадает с уровнем выхода, то есть компрессор не работает и сигнал пропускается без изменений. Точка перегиба - это и есть порог срабатывания компрессора. На рисунке он находится на уровне -20 дБ. А вот после порога срабатывания значения уровня входа не совпадают со значениями уровня выхода. Например, если на вход подается сигнал, имеющий уровень -12 дБ, то легко увидеть, что на выходе его уровень будет равен примерно -17 дБ. Это означает, что компрессор начал работать и уменьшать уровень сигнала, превышающий порог срабатывания.
Левее графика находится вертикальный регулятор Output gain (Уровень выходного сигнала). Он нужен для сохранения общего уровня сигнала после обработки. Посмотрите на Рис. 2. Если на вход компрессора подаем сигнал, нормализованный по уровню 0 дБ, то на выходе получаем максимальный уровень около -13 дБ. Чтобы сохранить первоначальный уровень сигнала, нам нужно компенсировать недостающие 13 дБ. Установка регулятора Output gain (Уровень выходного сигнала) в положение 0 дБ как раз даст необходимую компенсацию.
Ниже графика находятся два горизонтальных движка, с помощью которых устанавливаются параметры компрессии. Все операции с ними приводят к изменению графика. И обратно: любое «рисование» в поле графика приводит к изменению положения этих движков. Регулятор Threshold (Порог) устанавливает порог срабатывания. А регулятор Ratio (Степень) - степень компрессии.
Как-же подобрать порог срабатывания? Так как перед нами стоит задача сблизить уровни трех записанных слов, нам нужно уменьшить разницу между самым громким и самым тихим словом. Как мы уже видели, в нашем примере (Рис. 1) эта разница составляет примерно 18 дБ. Чтобы вам точно определить разницу в собственной записи, воспользуйтесь следующим приемом: в рабочем окне выделите самый тихий звук (третий) и нажмите на кнопку воспроизведения на панели Transport (Транспорт); цифры над измерителем уровня Sound Forge покажут его максимальный уровень. А так как мы весь файл приводили к уровню 0 дБ, то эта цифра и будет разницей между самым громком и самым тихим словом.
Порог срабатывания нужно выбрать чуть больше, чем разница уровней между словами. То есть -20 дБ в нашем примере будет то, что надо. После установки такого порога, компрессор будет почти без обработки пропускать самое тихое (третье) слово, а вот уровни первого и второго будут довольно сильно уменьшаться, так как их уровень
основательно превышает -20 дБ. Потери общего уровня будут компенсироваться за счет соответствующей установки движка Output gain (Уровень выходного сигнала).
Такой способ установки порога срабатывания хорош только для нашей конкретной задачи. На практике нужно всегда учитывать характер композиции, на дорожках которой применяется компрессия. Если у вас тихая часть дорожки вокала совпадает с уменьшением громкости аккомпанемента, то подобное компрессирование приведет к «вываливанию» голоса в тихой части. Поэтому, если вы записываете не ровную танцевальную композицию, а, например, песню под акустическую гитару, то надо прикинуть разницу между самым громким и самым тихим звуком, а потом решить насколько вы хотите ее уменьшить, учитывая характер самой композиции. Поначалу вам придется много экспериментировать, но со временем появится навык, и все станет гораздо проще.
Кстати говоря, вам совершенно необязательно обрабатывать всю дорожку одинаково. Если в целом все нормально, но есть одно-два места, где вокалист спел неровно, то обработайте с большим порогом неровные места, а на всем треке примените, например, компрессию с порогом -10 дБ для того, чтобы придать исполнению цельность.
На инструментальных дорожках порог срабатывания для начала лучше устанавливать в половину разницы между самым громким и самым тихим звуком, но всегда нужно искать компромисс между «ровностью» звучания и сохранением динамики исполнения. Очень легко сделать дорожку ровной, но при этом также легко потерять нюансы исполнения. Рекомендация в этом случае одна: слушайте результаты обработки в общем контексте музыки.
Теперь давайте разберемся со степенью компрессии. На самом деле, никаких строгих правил установки степени нет. Можно только дать самые общие ориентиры, которые в зависимости от конкретных случаев будут изменяться. Так что для начала ориентируйтесь на них, но обязательно слушайте конечный результат и, если вам что-то не нравится - не стесняйтесь экспериментировать. Только таким путем вы научитесь использовать компрессор. Вот эти рекомендации для современной поп- и рок-музыки (для других жанров степень компрессии надо подбирать экспериментально)
[Исходный материал Степень компрессии |
Вокал 3 1
Электрогитара соло 5 1 или 6:1
Электрогитара ритм 3 1 или 4:1
[Акустическая гитара 2 1 или 3:1 |
|Бас 4 1
Левее регуляторов порога срабатывания (Threshold) и степени компрессии (Ratio) расположены два поля Attack (Атака) и Release (Восстановление). Первое поле используется для установки времени срабатывания компрессора, а второе - времени восстановления (Рис. 3).
Изменение времени атаки обычно используется во время обработки дорожек ударных и перкуссии, когда необходимо выровнять партию, но при этом сохранить динамику. Идея очень проста: так как максимум звуковой энергии ударных содержится в первой части звука, то применение задержки срабатывания компрессора позволяет пропускать «пики» без изменения, то есть звук по-прежнему будет «хлесткий», но при этом будет достигаться общее выравнивание. На самом деле, этот прием применяется редко и вряд ли будете использован вами в домашней студии, так как в ней записать «живую» ударную установку нереально. А вот изменение времени восстановления на дорожках соло-гитары позволит максимально продлить сустейн (длительность звучания). Только надо пользоваться этим приемом довольно осторожно, так как очень легко сделать слышимыми всевозможные шумы [12-14].
AlftM
Рисунок 4
Результат работы компрессора
На ри.5 представлен уже знакомый график. Порог срабатывания лимитера установлен в положение -20 дБ. После порога срабатывания график идет строго горизонтально. То есть, какой бы сигнал вы не подавали на вход, его максимальный уровень всегда будет -20 дБ.
Т. Т;
Рисунок 3 - Схема, иллюстрирующая действие изменения параметров Attack и Release
На следующем этапе выполняется обработка записанного файла компрессором.
Установливается движок Threshold (Порог) в рассчитанное вами положение (в нашем примере это -20 дБ), а регулятор Ratio (Степень компрессии) установливается в положение 3.0:1.
В поле Attack (Атака) вводится значение времени задержки 1 мс, а в поле Release (Восстановление) - значение времени восстановления 500 мс.
Регулятор Output gain (Уровень выходного сигнала) нужно установить в положение 0 дБ.
Убедитесь, что флажки Sync stereo gain (Синхронизация стерео усиления) и Auto gain compensate (Автоматическая компенсация уровня) установлены. Первый из них включает режим обработки стереофайла, а второй - автоматического приведения сигнала к уровню, установленному движком Output gain (Уровень выходного сигнала).
После нажатия кнопки Preview (Предварительный просмотр) прослушайте результат работы компрессора. Звук должен стать ровнее. Если возникает перегруз ЦАП звуковой карты, то при помощи движка Output gain (Уровень выходного сигнала) можно немного уменьшить выходной уровень.
После нажатия кнопки ОК файл будет пересчитан, и звукооператор вернется в рабочее окно программы.
Результат работы компрессора показан на Рис. 4. После сравнения этого изображения с Рис. 1,
на котором показан тот же файл до обработки, будет видно, что разница уровней между первым и вторым словом составляет уже всего лишь около 6 дБ. То есть, все процедуры позволили добиться выравнивания звука и сохранить при этом динамику: третье слово по-прежнему звучит тише, чем первое или второе, хотя эта разница уже не так сильна.
Переходим обработке сигнала лимитером, который представляет собой компрессор, у которого степень компрессии установлена в положение «один к бесконечности» [15-18].
Рисунок 5 - Иллюстрация работы лимитера
Как правило, программный лимитер применяется крайне редко. А вот в студиях, где работают цифровые магнитофоны или системы записи на жесткий диск, при записи очень часто используется пиковый лимитер с порогом срабатывания 0 дБ. Его основное назначение - не допустить превышения уровня записи 0 дБ, чтобы не возникло перегруза АЦП магнитофона. Слово «пиковый» означает, что лимитер срабатывает от любых, даже самых быстрых «пиков» сигнала, в отличие от обычных устройств, которые реагируют на изменения среднеквадратичного значения (RMS) уровня. Особенно актуально использование пикового лимитера с бас-гитарой, которая очень «любит» перегружать любые АЦП.
Чтобы познакомиться с работой лимитера выбе-рается команда меню Effects/Dynamics/Graphic (Эффекты/Динамическая обработка/Графическое
представление). На экране появится диалог Graphic Dynamics (Графическое представление динамической обработки). После этого устанавливается порог срабатывания (Threshold) на уровень -20 дБ, а степень компрессии (Ratio) в положение 1:-Inf. (крайнее правое положение). График примет положение, показанное на Рис. 5.
Установив регулятор Output gain (Уровень выходного сигнала) в положение 0 дБ, необходимо убедиться, что флажки Sync stereo gain (Синхронизация стерео усиления) и Auto gain compensate (Автоматическая компенсация уровня) установлены. После нажатия кнопки ОК произойдет возвращение в рабочее окно Sound Forge, а на экране окажется примерно то, что показано на Рис 6.
Максимальный уровень первого и третьего слов совершенно идентичны. Прослушивая то, что получилось, звукооператор не обнаружит никакой раз-
ницы в уровне. После прослушивания нужно отменить результат работы лимитера, нажав кнопку возврат на панели Standard (Стандартные).
Теперь займемся гейтом. В программе Sound Forge есть алгоритм, который управляется с помощью традиционных регуляторов. Однако, гораздо интересней графически смоделировать работу гейта, «нарисовав» график его работы в соответствующем поле диалога Graphic Dynamics (Графическое представление динамической обработки).
Рисунок 6
- Результат работы лимитера по уровню -20 дБ
Регулятор Output gain (Уровень выходного сигнала) также оставляют прежним (0 дБ). Необходимо убедиться, что флажки Sync stereo gain (Синхронизация стерео усиления) и Auto gain compensate (Автоматическая компенсация уровня) установлены.
В паузах между словами в записанном файле Golos могут присутствовать различные шумы, которые нужно уничтожить.
Для этого выбирается команда меню Effects/Dynamics/Graphic (Эффекты/Динамическая обработка/Графическое представление). На экране появляется диалог Graphic Dynamics (Графическое представление динамической обработки).
На Рис. 7 показан график работы гейта. Порог срабатывания (перегиб) на рисунке установлен на уровне -22 дБ. Пока на входе уровень не превышает уровень порога срабатывания, на выходе у нас ничего нет. Но стоит сигналу превысить порог срабатывания - он сразу поступает на выход с тем же уровнем. Кстати говоря, если требуется, можно нарисовать и комбинированный алгоритм компрессор/гейт. Для этого линию выше порога срабатывания нужно провести не вдоль диагонали, а ниже ее.
Нарисуйте в графическом поле диалога Graphic Dynamics (Графическое представление динамической обработки) линию, показанную на Рис. 7. Основные приемы графического редактирования те же самые, что и при создании плавного уменьшения громкости в диалоге Fade (Фейдер)
Значения полей Attack (Атака) и Release (Восстановление) оставляют прежние (1 мс и 500 мс, соответственно).
Рисунок 7 - График работы гейта
После нажатия кнопки Preview (Предварительный просмотр) прослушивается результаты работы вашего гейта. Шума в паузах быть не должно. Если этого не происходит, то необходимо попробовать поднять порог срабатывания с отметки -22 дБ до -20 дБ и выше, пока шум не исчезнет.
После нажатия кнопки ОК файл будет пересчитан и программа вернется в рабочее окно Sound Forge.
Кстати говоря, можно нарисовать и график работы «мягкого» гейта. То есть незадолго до порога срабатывания сигнал будет просто компрессироваться. Такое плавное открытие гейта позволяет очень аккуратно уводить все шумы, не создавая ощущения «выключения» звука (Рис.
Рисунок 8 - "Мягкий" гейт
После выполнения экспериментов необходимо сохранить файл для последующего использования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гришко, А. К. Анализ применения методов и положений теории статистических решений и теории векторного синтеза для задач структурно-параметрической оптимизации / А. К. Гришко // Надежность и качество сложных систем. - 2016. - № 4 (16). - С. 26-34. Б01: 10.21685/2307-4205-2016-4-4.
2. Гришко, А. К. Анализ надежности сложной системы на основе динамики вероятности отказов подсистем и девиации параметров / А. К. Гришко // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс.
- 2016. - № 6 (34). - С. 116-121.
3. Гришко, А. К. Оптимальное управление параметрами системы радиоэлектронных средств на основе анализа динамики состояний в условиях конфликта / А. К. Гришко // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2016. - № 2 (38). - С. 102-111. Б01: 10.21685/2072-30592016-2-9.
4. Гришко, А. К. Оптимальное управление частотным ресурсом радиотехнических систем на основе вероятностного анализа динамики информационного конфликта / А. К. Гришко // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2016. - № 57. - С. 21-28. Б01: 10.21667/19954 5 65-2 016-57-3-21-2 8.
5. Гришко А.К. Динамический анализ и синтез оптимальной системы управления радиоэлектронными средствами / А.К. Гришко // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. - 2015. - № 4 (26).
- С. 141-147.
6. Гришко, А. К. Определение показателей надежности структурных элементов сложной системы с учетом отказов и изменения параметров / А.К. Гришко // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль.
- 2016. - № 2 (16). - С. 51-57.
7. Гришко, А. К. Алгоритм оптимального управления в сложных технических системах с учетом ограничений / А. К. Гришко // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. - 2017.
- № 1 (21). - C. 118 - 124.
8. Гришко А. К. Анализ надежности структурных элементов сложной системы с учетом интенсивности отказов и параметрической девиации / А. К. Гришко // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. - 2016. - № 3 (19). - C. 130-137.
9. Гришко, А.К. Управление электромагнитной устойчивостью радиоэлектронных систем на основе вероятностного анализа динамики информационного конфликта / А.К. Гришко, А.С. Жумабаева, Н.К. Юрков // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. - 2016. - № 4 (18). - С. 66-75.
10. Гришко, А. К. Динамическая обработка сигнала в системах управления процессом аудиозаписи / А. К. Гришко // Труды международного симпозиума Надежность и качество. - 2007. - Т. 2. - С. 56-59.
11. Гришко, А. К. Методы субъективной оценки качества звучания электроакустических систем / А. К. Гришко, М. В. Бойцова // Труды международного симпозиума Надежность и качество. - 2006. - Т. 2.
- С. 141-143.
12. Гришко, А. К. Адаптивный синтез информационных систем анализа состояния сложных технических объектов / А. К. Гришко // Труды международного симпозиума Надежность и качество. - 2016. - №. 2.
- С. 271-272.
13. Grishko A., Goryachev N., Kochegarov I., Brostilov S., Yurkov N. Management of Structural Components Complex Electronic Systems on the Basis of Adaptive Model. 2016 13th International Conference on Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications, and Computer Science (TCSET). Lviv-Slavsko, Ukraine, February 23-26, 2016. pp. 214-218. DOI: 10.1109/TCSET.2016.7452017.
14. Grishko A. K. Parameter control of radio-electronic systems based of analysis of information conflict. 2016 13th International Scientific-Technical Conference on Actual Problems of Electronics Instrument Engineering (APEIE). Novosibirsk, Russia, October 03-06, 2016, Vol. 03, pp. 1-1. DOI: 10.1109/APEIE.2016.7806895.
15. Grishko A., Goryachev N., Kochegarov I., Yurkov N. Dynamic Analysis and Optimization of Parameter Control in Radio Systems in Conditions of Interference. 2016 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). Moscow, Russia, May 12-14, 2016. pp. 1-4. DOI: 10.110 9/SIBCON.2016.7491674.
16. Grishko A., Goryachev N., Yurkov N. Adaptive Control of Functional Elements of Complex Radio Electronic Systems. International Journal of Applied Engineering Research. Volume 10, Number 23 (2015), pp. 43842-43845.
17. Rybakov I. M., Goryachev N. V., Kochegarov I. I., Grishko A. K., Brostilov S. A. and Yurkov N. K. Application of the Model of the Printed Circuit Board with Regard to the Topology of External Conductive Layers for Calculation of the Thermal Conditions of the Printed Circuit Board. Journal of Physics: Conference Series, Volume 803, Number 1, 2017, pp. 1-6. DOI:10.1088/1742-6596/803/1/012130.
18. Andreev P. G., Yakimov A. N., Yurkov N. K., Kochegarov I. I, Grishko A.K. Methods of Calculating the Strength of Electric Component of Electromagnetic Field in Difficult Conditions. 2016 12th International Conference on Actual Problems of Electron Devices Engineering (APEDE). Saratov, Russia, September 22-23, 2016, Vol. 1. P. 1-7. DOI: 10.110 9/APEDE.2016.7878895.
УДК 519.8:621.391
Приказчиков А.В., Приказчикова О.Ф., Мазанов А.М., Вершинин А.Е., Подсякин А.С.
ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия
ФОРМИРОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ ПРОСТРАНСТВЕННО-РАСПРЕДЕЛЕННОЙ СИСТЕМЫ РАДИОСВЯЗИ С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ РЕЛЬЕФА МЕСТНОСТИ
Изучены факторы, влияющие на качество приема радиоволн. Дан анализ рельефа местности радиотрассы с точки зрения оценки дальности связи и ее устойчивости. Проведен расчет просвета радиотрассы. Результаты исследования могут использоваться для разработки мер, направленных на компенсацию эффектов затенения полуоткрытых радиотрасс
Ключевые слова:
канал связи, радиотрасса, антенна, мощность излучения, рельеф местности
Рельеф местности и свойства атмосферы оказы- К каналам связи предъявляются все более вы-
вают существенное влияние на распространение ра- сокие требования: к стабильности и помехозащи-диоволн, создавая сложную зависимость напряжен- щенности, скорости передачи, объему передаваемой ности поля в точке приема от разнообразных фак- информации, к конфиденциальности связи. В радиоторов. Существует несколько значимых факторов, связи, наибольшее распространение получили мет-влияющих на значение напряженности поля в точке ровый, дециметровый, сантиметровый диапазоны приема, среди них: дифракционные потери при оги- длин волн. Известно, что максимальная дальность бании поверхности Земли и затеняющих препят- связи поверхностной волны вышеуказанных диапа-ствий; потери при рассеянии радиоволн в лесопар- зонов (без учета рельефа радиотрассы) ограничена ковых зонах; интерференционные потери при пе- прямой видимостью и равна:
реотражениях радиоволн от поверхности крупных ^ ~ V2R ■ (Vhl + Vh2), (1)
где Гдр - расстояние прямой видимости; Д - радиус идеальной модели Земли (среднее значение - 6370 км); Кг и высоты подъема антенн.
Для практических расчетов используют выражение
Гпр -3,57 ■ + (2)
связи в км, без учета атмо-
объектов; рассеяние энергии радиосигнала на неровностях рельефа; поглощение радиоволн каплями воды в атмосфере; потери за счет отрицательной рефракции; другие помехи искусственного и естественного происхождения [1,2]. С целью экспертизы перечисленных факторов созданы специальные методики оценки уровней напряженности поля. Ни
одна из методик не может оценить все факторы и где *пр - дальность связи в км, без учета быть адекватной при различных условиях распро- сферной рефракции; и ^2 высоты подъёма антенн странения радиоволн, поэтому необходима их кор- в метрах.
реляция при развертывании вещательных станций. Рельеф местности радиотрассы может значи-
При чрезвычайных ситуациях, при проведении тельно скорректировать дальность связи, ее строительных работ на необжитой территории может устойчивость [6-8]. Территория Пензенской обла-возникнуть острая необходимость в организации сти располагается в центральной части Восточно-временных, относительно недорогих каналов связи Европейской, или Русской, равнины, занимая сред-в удаленных малонаселенных уголках нашей страны нюю и западную часть Приволжской возвышенности. [3-5]. Географическое положение определяет общие черты
