Systemy Radiokomunikacyjne  2007/2008  kolo1
Wykorzystanie widma elektromagnetycznego przez radiodyfuzje: propagacja
1. Systemy rozsiewcze, lokalizacja nadajnika, obszar pokrycia.
" Charakterystyczną cechą systemów radiodyfuzyjnych, do których w głównej mierze nale\
ą
systemy radiofoniczne, a obok nich systemy telewizyjne, jest to, \
e sygnał w.cz. nie jest tu
kierowany do określonego korespondenta (określonego punktu docelowego), lecz do określonego
obszaru docelowego, zamieszkanego przez wielu potencjalnych odbiorców, zwanego obszarem
pokrycia. W obszarze tym ka\
demu radioabonentowi powinien być umo\
liwiony wystarczająco
dobry technicznie odbiór programów radiofonicznych Za pomocą przeciętnych, dostępnych na
rynku urządzeń odbiorczych.
" Wynika stąd, \
e w radiofonii na ogół najkorzystniejsze okazuje się zlokalizowanie stacji
nadawczej pośrodku obszaru pokrycia i stosowanie dookólnego rozsyłu sygnału. Odstępstwa od
tej zasady wynikają ze specyficznych sposobów rozchodzenia się (propagacji) fal w ró\
nych
zakresach częstotliwości i dotyczą głównie radiofonii krótkofalowej
" AM- duzy zasięg, małe pasmo = 7khz, fale długie i średnie, mono, słaba jakość, mała odporność
na zakłócenia
" FM - mały zasięg, du\
e pasmo 12kHz - niemo\
ność zastosowania na falach długich, średnich i
części krótkich , mała wra\
liwość na zakłócenia, tylko UKF
" Od 2000 roku w Polsce wykorzystywane jest jedynie "górne" pasmo UKF (87,5-108 MHz).
Wyjątek stanowią rozgłośnie, które z powodu braku górnych częstotliwości nie mogły jeszcze
rozpocząć emisji w tym paśmie. Obecnie w Polsce nadaje około 200 stacji radiowych. Ponad 10%
tej grupy stanowią rozgłośnie Polskiego Radia, pozostałe to stacje prywatne, samorządowe i
kościelne. W skali kraju najpopularniejsze są Radio RMF FM, Program Pierwszy Polskiego Radia
i Radio Zet (stacje ogólnopolskie), jednak lokalnie mogą być one wyprzedzane przez silne i
lubiane stacje lokalne (np. Radio Parada w A
odzi czy Radio Bogoria w Grodzisku Mazowieckim).
10
Systemy Radiokomunikacyjne  2007/2008  kolo1
2. Współpraca międzynarodowa w gospodarce widmem elektromagnetycznym. Przydziały
częstotliwości. Uwarunkowania. Tabela przeznaczeń.
Problemami telekomunikacji na arenie międzynarodowej zajmuje się Międzynarodowy Związek
Telekomunikacyjny (ITU). Ze względu na specyfikę działalności telekomunikacji Międzynarodowy
Związek Telekomunikacyjny uchwali w Genewie w dniu 22 grudnia 1992 r. konwencję
międzynarodową zw. KONSTYTUCJ
I KONWENCJ
MI
DZYNARODOWEGO ZWI
ZKU
TELEKOMUNIKACYJNEGO. Postanowienia KONSTYTUCJI I KONWENCJI
MI
DZYNARODOWEGO ZWI
ZKU TELEKOMUNIKACYJNEGO są zalecane do stosowania
przez wszystkie państwa. Powy\
sza konwencja została ratyfikowana przez RP w dniu 22.12.1992r..
Podstawowym celem Związku jest:
a) utrzymanie i rozwijanie współpracy międzynarodowej między wszystkimi Członkami związku
b) gospodarka pasmami częstotliwości widma radiowego oraz przydział pozycji orbitalnej na orbicie
satelitów geostacjonarnych w sposób pozwalający na uniknięcie szkodliwych zakłóceń między
stacjami radiokomunikacyjnymi ró\
nych krajów;
c) koordynacja działalności mającej na celu wyeliminowanie szkodliwych zakłóceń między stacjami
radiokomunikacyjnymi poszczególnych krajów oraz zwiększenie efektywności wykorzystania widma
częstotliwości radiowych, jak równie\
orbity satelitów geostacjonarnych dla słu\
b
radiokomunikacyjnych.
Dla potrzeb radiokomunikacji Ziemia została podzielona na 3 regiony radiokomunikacyjne;
Region 1  Europa wraz z Islandią, Syberia, Mongolia, Turcja, Syria, Liban, Afryka Północna i część
Iranu.
Region 2  Ameryka Południowa i Północna, region Morza Karaibskiego, Grenlandia i Hawaje.
Region 3  Australia, Nowa Zelandia i Azja bez Syberii i Mongolii.
Regulamin radiokomunikacyjny zawarty w konferencji ITU 1992. Polska ratyfikowała 1995. Artykuł
8 regulamin zawiera międzynarodową tabelę przydziału częstotliwości. Cały świat jest podzielony na
trzy regiony. Podane są tam częstotliwości dla poszczególnych słu\
b radiowych. W artykule 8 jest
zdefiniowana radiokomunikacja naziemna a w artykule 9 satelitarna.
Krajowa Tablica Przeznaczeń Częstotliwości.
fale długie: 148.5  283.5 kHz,
fale średnie: 526.5  1606.5 kHz,
fale krótkie:
pasmo 75 m 3.95  4.00 MHz,
pasmo 49 m 5.95  6.20 MHz,
pasmo 41 m 7.10  7.35 MHz,
pasmo 31 m 9.40  9.90 MHz,
pasmo 25 m 11.60  12.10 MHz,
pasmo 21 m 13.57  14.00 MHz,
pasmo 19 m 15.10  15.80 MHz,
pasmo 16 m 17.48  17.90 MHz,
pasmo 15 m 18.90  19.02 MHz,
pasmo 13 m 21.45  21.85 MHz,
pasmo 11 m 25.67  26.10 MHz,
11
Systemy Radiokomunikacyjne  2007/2008  kolo1
fale ultrakrótkie UKF:
65.78  74.8 MHz,
87.50  108 MHz,
174  230 MHz,
470  862 MHz,
1452  1467 MHz,
radiodyfuzja satelitarna:
11.7  12.5 GHz,
21.1  22.0 GHz,
40.5  42.5 GHz,
84.0  86.0 GHz.
3. Zakres częstotliwości u\
ytkowanej w radiodyfuzji.
Radiofonia analogowa naziemna
Ze względu na propagacyjne właściwości fal radiowych pasma częstotliwości dzieli się na le\
ące
poni\
ej 30 MHz, gdzie stosuje się modulację AM, i le\
ące powy\
ej 30 MHz, gdzie stosuje się inne
rodzaje modulacji np. FM.
Dla radiofonii poni\
ej 30 MHz przeznaczone są następujące pasma częstotliwości:
pasmo fal długich (ang. Low Frequency Band  LF; Long-waves  LW)  od 148,5 do 283,5 kHz
podzielone na kanały o szerokości 9 kHz. Tylko w Regionie 1.
pasmo fal średnich (ang. Medium Frequency Band  MF; Medium-waves  MW)  od 526,5 do 1
606,5 kHz podzielone na kanały o szerokości 9 kHz w Regionie 1 i 3 oraz od 525 do 1 705 kHz
podzielone na kanały o szerokości 10 kHz w Regionie 2.
pasmo fal krótkich (ang. High Frequency Band  HF; Short-waves  SW)  kilkanaście podpasm
identyfikowanych długością fali (m.in. 120 m, 90 m, 75 m, 49 m, 41 m, 31 m, 25 m, 19 m, 16 m, 13
m, 11 m) w zakresie częstotliwości pomiędzy 2,3 a 26,1 MHz podzielonych na kanały o szerokości 10
kHz. Art. 5 RR szczegółowo określa mo\
liwości wykorzystywania poszczególnych podpasm w
ka\
dym z trzech Regionów.
Dla radiofonii powy\
ej 30 MHz przeznaczone są następujące częstotliwości:
pasmo II VHF (ang. Very High Frequency - Frequency Modulation  VHF FM)  od 87,5 do 108,0
MHz podzielonych na kanały o szerokości ok. 300 kHz w rastrze 100 kHz. W Polsce określane jako
UKF FM.
Radiofonia cyfrowa naziemna
Dla radiofonii cyfrowej poni\
ej 30 MHz przewiduje się system DRM w tych samych pasmach co
analogowa AM, natomiast powy\
ej 30 MHz przewiduje się w paśmie BIII (174-230 MHz) system T-
DAB wspólnie z telewizją oraz T-DAB i S-DAB w paśmie L (1452-1492 MHz). W górnej części
pasma L dopuszcza się równie\
stosowanie systemu WorldSpace.
12
Systemy Radiokomunikacyjne  2007/2008  kolo1
4.Charakterystyka warunków propagacji i wykorzystania fal długich w radiofonii naziemnej
Słu\
ą głównie do przesyłania sygnałów telegraficznych - wykorzystywany zakres fal:
a) radiodyfuzja: 148.5-255k;
b) radiodyfuzja i radionawigacja: 255-283.5k
" długość fal z tego zakresu porównywalna jest z wysokością najni\
szej warstwy jonosfery, stąd te\
fale
te rozchodzą się jak w falowodzie
" jest zakresem ciągłym
" fale odbite maja małe znaczenie
" propagacja odbywa się głównie w postaci powierzchniowej fali przyziemnej , łatwo ugina się na
przeszkodach co jest jej zaleta wpływająca na dlugosć
" mo\
e się rozchodzić jako fala jonosferyczna, ale ta jest zwykle silnie tłumiona
" propagacja f. powierzchniowej cechuje się b. du\
ą stabilnością amplitudy i fazy
" mała część energii f. powierzchniowe rozpraszana jest w gruncie
" w obszarze w który natę\
enie fali jest du\
e mogą powstać zaniki interferencyjne z falą
powierzchniową
" mała sprawność anten długofalowych musi być równowa\
ona z jej du\
ymi wymiarami i du\
ą mocą
nadajników
" długość tych fal waha się w granicach od 30000 do 3000m
" dla fal długo i średniofalowych opracowano krzywe propagacyjne np. dla fali powierzchniowej
5.Charakterystyka warunków propagacji i wykorzystania fal średnich w radiofonii naziemnej (526,5 
1606) kHz
" w odległości od 100-150 km w dzień i w nocy natę\
enie pola elektrycznego wytworzonego dzięki fali
powierzchniowej utrzymuje się stabilnie
" wieczorem i w nocy pojawia się fala jonosferyczna  odbiór dalekich stacji  mogą powstawać zaniki
interferencyjne, mo\
na wyró\
nić 3 strefy: obszar bliskiego zasięgu, strefa interferencji i obszar
dalekiego zasiegu
" dla wy\
szych częstotliwości rośnie tłumienie, przy niektórych częstotliwościach mo\
liwe zaniki
selektywne
" propagacja jonosferyczna zale\
y od pory roku i dnia
" fale odbite maja du\
e znaczenie głownie w nocy powiększają zasięg
" dzienny zasięg dobrego odbioru to 100-150 km
" długość tych fal waha się w granicach od 3000 do 200m
6.Charakterystyka warunków propagacji i wykorzystania fal krótkich w radiofonii naziemnej(3 950 
26 100)kHz
" nie jest zakresem ciągłym, wykorzystuje tylko falę przestrzenną
" wykorzystanie fali przestrzennej odbitej od jonosfery dzięki której otrzymujemy coraz większy zasięg,
fala przyziemna jest silnie tłumiona, zasięg od kilku do kilkudziesięciu km, fala jonosferyczna przy
propagacji wieloskokowej jest wykorzystywana do komunikacji dalekosię\
nej (globalnej)
" w porze dziennej tym większe tłumienie im wy\
sza częstotliwość
" aproksymacja rozchodzenia się fal na podstawie krzywych CCIR
" na fala krótszych dłu\
sze zasięgi osiąga się tylko w dzień, gdy\
w nocy fale te nie powracają na ziemię
" długość tych fal waha się w granicach od 50 do 10m
13
Systemy Radiokomunikacyjne  2007/2008  kolo1
7. Charakterystyka warunków propagacji i wykorzystania fal ultrakrótkich w radiofonii naziemnej
Transmisja sygnału dobywa się na fali bezpośredniej powy\
ej 30MHz. Czasami pojawia się
fala jonosferyczna lecz jest w tym przypadku falą paso\
ytniczą (występuje wtedy propagacja poza
horyzontowa). W trakcie nadawania konieczna jest bezpośrednia widoczność anten. Zasięg u\
yteczny
ograniczony jest horyzontem a co za tym idzie uwarunkowany poprzez wysokość umieszczenia anten
nadawczej i odbiorczej.
Dzięki zasiegowi horyzontowemu , kilkadziesiąt kilometrów, fale ultrakrótkie wyró\
niają się
największą ilością kanałów u\
ytecznych (du\
a pojemność systemu).
Na jakość transmisji wpływ ma:
" Ukształtowanie terenu (np. teren płaski, górzysty)
" Rodzaj terenu (np. woda, las )
" Przeszkody związane z urbanizacją
Ze względu na długość fali mo\
emy mieć równie\
do czynienia z zakłuceniami spowodowanymi
odbiciem fali od ruchomych obiektów (np. samolot).
8. Charakterystyka warunków propagacji i wykorzystanie zakresu mikrofalowego w radiodyfuzji.
Zakres mikrofalowy zawiera się w przedziale częstotliwości od 1-300 GHz. Stosowany jest w
telekomunikacji satelitarnej i radiolokacji. W naziemnej komunikacji zasięgi mikrofal jest niewielki,
do kilku kilometrów.
Fale z tego zakresu bardzo łatwo podlegają zanikom dyfrakcyjnym zatem najlepsza propagacja
występuje w bezposredniej widoczności anten oraz przy braku przeszkód. Występują tu równie\

zaniki związane z opadami (ropraszanie na hydrometeorach).
Przykłady zastosowania radiokomunikacji satelitarnej:
" system nawigacyjny NAVSTAR  GPS
" radiokomunikacja morska INMARSAT
" radiokomunikacja lądowa OMNITRAS
14
Systemy Radiokomunikacyjne  2007/2008  kolo1
9. Naturalne zakłócenia widma radiowego. y
ródła tych zakłóceń.
Poziom zakłóceń naturalnych w widmie radiowym
A  szum atmosferyczny (maks. wartość oczekiwana)  do 10kHz
B szum atmosferyczny (min. wartość oczekiwana)  do 10kHz
C szum atmosferyczny (wartość przekraczana w 0.5% czasu )  do 10MHz
D szum atmosferyczny (wartość przekraczana w 99.5% czasu)  do 10MHz
E
F szumy z centrum galaktyki
G szumy z bieguna galaktyki
H wpływ szumów atmosfery
I wpływ szumów atmosfery
J
K
L zmiany w aktywności słońca
M wpływ pojawiania się opadów (du\
a intensywność)
N wpływ pojawiania się opadów (mała intensywność)
15
Systemy Radiokomunikacyjne  2007/2008  kolo1
10. Wypadkowa skuteczna temperatura szumów anteny i zewnętrzny (równowa\
ny) współczynnik
szumów anteny.
y
ródłem zakłóceń odbiornika są szumy anten albo zakłócenia anten. Szumy anteny, to szumy
własne oraz szumy odebrane przez antenę z otaczającej przestrzeni.. y
ródłem szumów własnych
anteny jest składowa rzeczywista RA składająca się z rezystancji strat własnych RS i rezystancji
promieniowania RP.
Z = RA + jX
A A
Szumy cieplne anteny pochodzące od rezystancji strat określa wzór:
2
U = 4 �" k �"TC �" RS �" "f
RS
Szumy anteny odpowiadające rezystancji promieniowania opisuje wzór:
2
U = 4 �" k �"T �" RP �" "f
RP
W warunkach rzeczywistych temperatura rezystancji promieniowania anteny RP
odpowiada pewnej wartości TA, która ró\
ni się znacznie od temperatury T. Temperaturę TA,
przypisujemy rezystancji RP, temperatura ta zale\
y od poło\
enia anteny, od temperatury powierzchni
Ziemi, od temperatury jonosfery i atmosfery oraz zale\
y od czynników kosmicznych.
Przy pomiarowym określeniu szumów anteny, obok szumów cieplnych rezystancji RP
wyró\
nia się tak\
e napięcia zakłócające oraz zakłócenia atmosferyczne, kosmiczne i przemysłowe.
Miarą poziomu szumów anteny pracujących w danych warunkach o określonej szerokości
pasma, to wypadkowa skuteczna temperatura szumów anteny bezstratnej i definiowana jest jako
wartość średnia kwadratowa napięcia zmierzonego na zaciskach anteny bezstratnej:
2
U
sk
TA =
4kRP"f
TA mo\
e wielokrotnie przekraczać temperaturę otoczenia.
Zewnętrzny równowa\
ny współczynnik szumów anteny Fa definiuje się jako stosunek mocy
rozporządzalnej szumów zewnętrznych anteny bezstratnej do rozporządzalnej mocy szumów rezystora
w temperaturze otoczenia To=288�K ( lub To=290�K )
prszz pzszz
Fa = =
kT0"f pzszR
kTA"f TA
Fa = =
kT0"f T0
TA = Fa �"T0
16
Systemy Radiokomunikacyjne  2007/2008  kolo1
11. Problemy synchronicznej pracy nadajników w obszarach sąsiadujących.
Nadajniki pracujące w sąsiedztwie w tej samej częstotliwości:
Je\
eli z sąsiednich kanałów nadawane sygnały trafiają do odbiornika z podobną amplitudą,
ale o przeciwnych fazach istnieje mo\
liwość, w niektórych punktach przestrzeni, całkowitej
kompensacji pola w punkcie odbioru, sumaryczne pole będzie równe zero. Między dwoma
nadajnikami zawsze występuje krytyczny obszar, w którym zakłócenie z sąsiedniej stacji mo\
e być
istotne.
Przy zastosowaniu tych samych technik modulacji, nie jest wykorzystana ta sama
częstotliwość w sąsiednim otoczeniu. W zale\
ności od ró\
nicy częstotliwości występują minimalne
ró\
nice wartości sygnał/szum.
12. Problemy propagacji wielodrogowej sygnałów
Propagacja wielodrogowa to efekt, który występuje bardzo często. Jest wynikiem przeszkód,
na jakie napotykają fale radiowe pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem. Fale radiowe ulegają obiciu
oraz ugięciu pod wpływem napotkanych na swojej drodze przeszkód. Sygnał, który dociera do
odbiornika jest wypadkową wielu fal radiowych, które przebyły ró\
ne drogi. Zjawisko to pogarsza
jakość odebranego sygnału, ale w wielu przypadkach jest to jedyna droga umo\
liwiająca dotarcie
sygnału do odbiornika.
Jedynym rozwiązaniem tego problemu jest zmniejszenie szybkości transmisji.
17