Одна из главных проблем на ДВ - очень высокий уровень помех на приём.

Обычно выделяют помехи двух типов: АКТИВНЫЕ и ПАССИВНЫЕ.
По характеру напряжений помехи разделяют на ГЛАДКИЕ и ИМПУЛЬСНЫЕ.
ГЛАДКИЕ помехи создают на выходе RX колебательные напряжения, максимальная амплитуда которых не превышает некоторую среднюю амплитуду более чем в 2-4 раза.
Можно также разделить помехи на ВНУТРЕННИЕ и ВНЕШНИЕ.

Для приёма на ДВ основную проблему создают АКТИВНЫЕ ВНЕШНИЕ помехи, имеющие ИМПУЛЬСНЫЙ характер.
Можно выделить 3 основных источника таких помех:
АТМОСФЕРНЫЕ (QRN)
ИНДУСТРИАЛЬНЫЕ
ОТ ДРУГИХ РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Следует отметить, что импульсные помехи, воздействуя на антенну и входные цепи RX, создают в его контурах затухающие колебания различной интенсивности. Когда импульсы следуют редко, после затухания возбужденных ими в контурах RX колебаний, приёмник продолжает успешно принимать полезный сигнал на частоте настройки. Когда импульсы различной длительности и амплитуды воздействуют на RX часто, некоторые колебания в контурах не успевают затухать до прихода следующей "порции" помех, и на детектор RX в этом случае действует сумма многих переменных напряжений, в которой можно усреднить амплитуды входящих сигналов. Поэтому такие импульсные помехи могут напоминать гладкие помехи.
Все виды помех действуют одновременно и на детекторе RX кроме полезного сигнала присутствует большое количество мешающих напряжений с различными уровнями и близкими к резонансной частотами. Не знаю насколько это будет корректно с научной точки зрения, но можно говорить отдельно о некотором СУММАРНОМ ПОЛЕ ПОМЕХ В ЗОНЕ RX АНТЕННЫ, СУММАРНОМ НАПРЯЖЕНИИ ПОМЕХ НА ВХОДЕ ДЕТЕКТОРА RX и о ПОЛУЧЕННОМ УРОВНЕ ПОМЕХ НА УНЧ ВЫХОДЕ. На этих участках "пути" сигнала и помех можно говорить об соотношении уровней полезного СИГНАЛА и ненужных ПОМЕХ или ШУМА (далее С/Ш).
Полагаю, что последнее замечание существенно для понимания методов "борьбы" с помехами на ДВ и получения на выходе RX минимального их количества... Это в основном рассмотрено в разделе АНТЕННЫ RX и ПРИЁМНИКИ
АТМОСФЕРНЫЕ ПОМЕХИ
Атмосферные QRN возникают в результате движения электрических зарядов в атмосфере. Основные помехи создаются грозами. Также это возможно при стекании зарядов при электризации проводов и других проводящих предметов ("статика") во время сильных ветров и накануне гроз. В среднем на земном шаре наблюдается около 100 молний в секунду, каждая из которых - серия мощнейших искровых разрядов (десятки килоАмпер !), создающих мощное поле, распосраняющееся на расстояния до десятков тыс. км от места разряда. Длительность отдельных разрядов молний достигает нескольких миллисекунд. Месторасположение и интенсивность основной грозовой активности на земном шаре в данный момент можно оценить на http://129.13.102.67/wz/pics/weltlight.html

http://136.73.ru/r_noise/noise_grozy_s.jpg

Обновление картинки 1 раз в час. Конкретная (фрагмент) - от 17 мая 2003 0415UTC. Кстати, в ПУЭ (Правила устройства электроустановок - 6-е издание - 2001) в конце можно найти карту среднегодовой продолжительности гроз (по ex СССР).

Уровни атмосферных помех от частоты показаны на нижеприведенном графике:

http://136.73.ru/r_noise/noise_gr.jpg

Данные зависимости приведены во многих источниках и получены с помощью измерительного приёмника с шириной полосы пропускания в 1 kHz. Данные получены для средней полосы европейской части России. Чёрным цветом показаны уровни ночью, синим - днём, красным - местная гроза, зеленым - минимально возможный уровень. Проблема только в том, что я не нашёл первоисточника где можно было бы уточнить - для какого времени года эти зависимости.
Ночной подъём уровня помех можно объяснить улучшением дальнего прохождения. К тому же уровень помех существенно выше летом (для северного полушария) - в северном полушарии основная грозовая активность наблюдается именно летом. Поэтому радиолюбительская активность на 136 (для дальних QSO) в этот период как правило наоборот затихает.
Наиболее интенсивная грозовая активность наблюдается в экваториальных и тропических областях практически круглый год. Соответственно и большинство такого рода помех идет к нам с южных (от В до З через Ю) направлений.
Некоторые авторы утверждают, что уровень атмосферных помех выше в центральных частях континентов, чем вблизи моря. Также есть утверждения, что "при значительной высоте над землей уровень помех выше". Не могу ни подвердить ни опровергнуть это - во время нашей экспедиции в UA9O (центр континента) уровень помех был того же порядка как за неделю до этого вблизи моря (Таганрог) на одинаковые антенны и RX.

"Борьба" с такими помехами в основном возможна на антенной "стороне" - необходимо максимально ограничить сектор прихода помех и оставить только необходимый для приёма полезного сигнала (диаграмма RX антенны в вертикальной и горизонтальной плоскостях - см. раздел АНТЕННЫ RX). Можно также попробовать узкополосными (высокодобротными) фильтрами на входе RX "опустить" высокоуровневые импульсные "выбросы" до уровня гладких помех (см. раздел ПРИЁМНИКИ и ФИЛЬТРЫ в нём). Но наиболее радикальный метод - работа в благоприятные осенне-зимне-весенние периоды ;-)

 
ИНДУСТРИАЛЬНЫЕ
Я специально не включил в эту группу помех ПОМЕХИ от других РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ, поскольку последние несколько по другому влияют на RX и распостраняются.
К ИНДУСТРИАЛЬНЫМ относятся помехи, возникающие при работе машин и механизмов, когда рабочие токи или напряжения в них испытывают резкие броски, прерываются, особенно когда при этом образуются искры. Это могут быть электрогенераторы, электродвигатели (особенно щёточные), системы электрозажигания двигателей, мощные выпрямители (ртутные, например), всякого рода коммутаторы, электроплавильные печи и нагреватели, газоразрядные осветители, сварочные аппараты, "корона" на высоковольных проводах и изоляторах ЛЭП, плохие контакты в силовых линиях...
Такого рода помехи достаточно быстро затухают от расстояния. Но поскольку многие из таких "генераторов помех" присоеденены к электросети проводами, помехи с "успехом" начинают распостраняться по этим своеобразным линиям и антеннам как и обычные радиоволны.
Такие помехи создают сплошной фон наиболее сильный днём, в период наибольшей человеческой активности. В отдельных случаях индустриальные помехи действуют на расстояния в десятки метров, а в других на многие сотни метров. С удалением от зданий и линий электропередачи напряженность таких помех быстро падает.
Некоторое представление об уровнях индустриальных помех дает нижеприведенный график, полученный также с помощью RX с полосой в 1 kHz на ненаправленную антенну.

http://136.73.ru/r_noise/noise_ind.jpg

расная линия - средний уровень помех в крупном городе, зеленая - в сельской местности, синяя - уровень внутренних шумов профессиональных RX, чёрная - средний уровень помех космического происхождения.

Существует прямая зависимость мощности индустриальных помех и частоты от расстояния между антенной и центром населенного пункта. Некоторые авторы приводят сведения, что помехи большого города ощутимы на расстояния до 40км и более. Поэтому наиболее радикальный метод борьбы с индустриальными помехами - выехать в "тихую" сельскую местность и располагаться подальше от высоковольтных ЛЭП (линий электропередачи). В городе можно попробовать применять "малошумящие" антенны и различные подавители шумов (Noise canceler) см. ПРИЁМНИКИ

В программах для приёма QRSS (ARGO например) часто можно увидеть линии-помехи типа (), которые могут периодически пропадать или заметно снижаться по уровню. Это гармоники из 50Гц электросети.

Вообще-то ИНДУСТРИАЛЬНЫЕ помехи можно еще подразделить на ЛОКАЛЬНЫЕ (Домашние) и ВНЕШНИЕ (описанные выше). Из ЛОКАЛЬНЫХ я бы выделил специфические помехи, но весьма неприятные для обработки слабых сигналов на компьютере - сам компьютер! Вернее его импульсные блоки питания. Как правило "лечится" выяснением установлены ли предусмотренные фильтры на плате и самостоятельной их запайкой при отсутствии. В дешёвых БП, как правило вместо элементов фильтров стоят проволочные перемычки. Типичная схема сетевого фильтра компьютерного БП :

http://136.73.ru/r_noise/fil_bp.jpg

Но гарантировать "пропадание" всех помех после таких переделок я бы не стал ;-) Дело в том, что есть еще и монитор со свои БП + как отмечают некоторые HAMs, у аля-"фирменных" дросселей могут быть заметные на ВЧ проходные ёмкости. Есть еще заземление аквадага трубки. Заземление аквадага трубки делается на "земляной" (средний) вывод вилки. Если у вас обыкновенная 2-х проводная сеть (без "земли"), то "земли" в таких устройствах будут просто "висеть в воздухе". Обобщенный совет: желательно "заглянуть" и в монитор, а также сделать заземление. Фильтры и заземления, подобные компьютерным, стоят и в телевизизорах. Если не принять мер по организации полноценного заземления, то расчитывать на успешную борьбу с такого рода помехами не приходится. Как сделать "правильное" заземление описано в конце странички.

Неприятные помехи могут излучать электрические ионизаторы и очистители воздуха, некоторые типы светильников "дневного" света. Главное для начала - выяснить источник таких помех, последовательно отключая "подозрительные".
ОТ РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Хотя на все радиопередающие устройства есть регламентация их внеполосных излучений, это не является достаточной гарантией для наших приёмников. Вне отведенной полосы р/станции должны излучать не более 1% своей мощности (по 0,5% выше и ниже боковых полос). По ряду технических причин эти требования зачастую могут не выполняться, при перемодуляции например. Интермодуляционные излучения возникают в передатчике при работе разных TX на одну антенну или при наличии паразитных связей между разными TX. И такое может возникать весьма часто - ведь мощные станции как правило "вещают" с одного QTH и на достаточно близко расположенные антенны. К тому же их обслуживают люди, да и техника имеет свойство иногда ломаться "без причин". Некоторые радионавигационные системы (ex Лоран, РСДН) "по умолчанию" имеют очень широкий спектр(из-за многоимпульсного характера излучаемых пакетов, ведь это импульсно-фазовые системы), да еще и огромные мощности (до 2 МГВт).
Вот некоторые заявляемые ТТД Лоранов :
Работа по поверхностной волне, дальность днем 2200-2600, ночью 1800-1900 км.
СКО определения местоположения 460 м. Метод определения местоположения разностно-дальномерный.
Обслуживаемые прибрежные районы: EU, AS, NA.
Район состоит из сети станций - 1 ведущая и около 3(4) ведомых. База опорных станций 900-1300 км.
Ведомые станции запускаются сигналом ведущей.
Период повторения сигнала группы станций 60, 80 либо 100 мс. Несущая частота 100 кГц.
Сигнал: пачка когерентных импульсов, бинарная фазовая манипуляция 0-180, код Голея, в пачке 9, 7, или 8 импульсов.
Период следования импульсов 1 мс. Ширина спектра 20 кГц.
Относительная нестабильность несущей 5x10e-13. Мощность 165-1800 кВт.
Антенны 190-412 м зонтичного типа, оттяжки 213м, противовесы 300 м.

В "нашу" полосу могут попадать и "комбинации" взаимодействия нескольких мощных, но относительно недалеко расположенных передатчиков - например СВ и ДВ станции, или ДВ и ДВ. 198 кГц(вещательная) - 60 кГц(специализированная) = 138 кГц, например. Это могут быть также близкорасположенные приводные маяки аэропортов. Когда мощная (до 1МГВт и более) станция расположена недалеко (до нескольких сотен км), то наблюдается так называемый "горьковско-люксембургский" эффект.

Есть еще 2 типа весьма специфических "вещателей" - 2-я и 3-я программы проводного вещания и ВЧ связь по ЛЭП у энергетиков. Частота 2-ой программы 78кГц, а 3-й - 120кГц. Если в вашем городе такое вещание есть и линия проходит недалеко или вообще заведена в дом, то вы можете "бесплатно" послушать их в АМ вблизи этих частот. Мощности там весьма приличные могут быть - до 5кВт. Неприятности могут доставлять промежуточные усилители (в несколько сот Ватт "разбросанные" по всему городу и обслуживаемые когда где-то "пропало радио"), "паршивые" контакты в линиях и произвольные замыкания... Единственное "полезное" свойство - они "молчат" с 00 до 6 часов утра.

В ВЧ связи по ЛЭП используют частоты от 36кГц до 620кГц, а сейчас и вплоть до 1МГц. Мощности относительно небольшие (20-100Вт), но это в полосе 48кГц! По 12-ти ( но есть и 3-х) дуплексным каналам полосой 4кГц передают телефоны или телеавтоматику в SSB или спец.ЧМ. Есть полосы частот, прямо попадающие в нашу - 92-143кГц. Если у вас случайно рядом такое проходит, то остаётся надеяться, что в ближайшие годы этот вид связи "отомрёт" - энергетики постепенно переходят на "волокно" и полноценные виды связи. Но запрещение в 2003 году FCC в USA 136кГц по причине "Возможных помех со стороны р/любителей таким видам телекоммуникаций через ЛЭП" наталкивает на мысль, что и наши энергетики "забъют" за собой ВЧ по ЛЭП и будут вещать "на новой технической базе". Я вообще полагал до 2003 года, что в USA давно ВЧ по ЛЭП не используется!

Борьба с ПОМЕХАМИ от РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ возможна на антенной части и в RX.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ

Наилучшим заземлением можно считать то, конструкцию которого вы знаете наверняка или сами его сделали и правильно. Собственно ЗАЗЕМЛЕНИЕ это ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ - проводник(и), находящихся в соприкосновении с землёй и ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ ПРОВОДНИКИ - провода между заземляемым устройством и заземлителем. Полностью и граммотно об этом написано в ПУЭ(Правила устройства электроустановок) в главе1.7 "Заземление и защитные меры безопасности" (около 40 страниц). В качестве заземлителей можно использовать проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы (кроме нефте-, газо-, бензо- прочих "горючепроводов"), обсадные трубы, оболочки кабелей, проложенных в земле (кроме алюминиевых) - и другие естественные. Искусственные заземлители - те что специально закапывают и используют для этого ;-) Для них нужно использовать стальные конструкции из материалов сечением не менее: пруток неоцинкованный - 10мм, оцинкованный - 6мм; прямоугольные сечением не менее 48 кв.мм; толщина листов не менее 4мм; толщина полок уголка не менее 4мм. Они не должны иметь окраски. Сечение заземляющих проводников должно быть: для медных изолированных проводов - не менее 1,5кв.мм; алюминиевых - 2,5; cтальных - 6. О трубах ничего не сказано, но полагаю, что 4мм стенка должна "удовлетворять". А вот сколько "железа" закапывать и на какую глубину? Здесь ориентируются на сопротивление заземления - отношение напряжения на заземлении к току, стекающему с заземлителя в землю. В любое время года оно должно быть не более 0,5 Ом. Проблема только в том как это измерить в р/любительских условиях ;-)

Повезло тем кто живет в своём доме или на первых этажах - можно сделать своё собственное заземление или "подключиться" к естественным. А вот у остальных могут быть проблемы с помехами на приём и на передачу. Если по электробезопасности имеющиеся заземления могут еще и "пройти", то для помех они могут оказаться хорошей антенной "снизу" RX и TX

© 2003 RU6LA
http://136.73.ru/r_noise/index.htm