книги из ГПНТБ / Константинов П.А. Авиационная радиосвязь

ПРЕДИСЛОВИЕ

Авиационная радиосвязная техника в [настоящее вр'емя является разнообразной и достаточно сложной. Описания кон­ кретных образцов этой техники содержатся в соответствующих руководствах. В настоящем учебнике рассматриваются общие принципы построения систем радиосвязи, предназначенных для передачи различных сообщений.

Знание общих принципов построения необходимо для более глубокого изучения самой техники радиосвязи, для ее грамот­ ной эксплуатации. Это необходимо также для освоения новой техники. С последней задачей инженер при практической рабо­

рассмотрены системы связи с фазовой и относительной фазо­ вой манипуляцией, с однополосной модуляцией, с двухполосной

ма и методы дальней связи на УКВ. Приводятся общие све­ дения о принципах построения широкополосных систем связи, являющихся весьма перспективными не только с точки зрения борьбы с замираниями при многолучевом распространении радиоволн, но и с точки зрения обеспечения скрытности радио­ связи. Здесь же рассматриваются принципы построения и воз­ можности космической радиосвязи.

В последней главе приводятся сведения о некоторых осо­ бенностях авиационных связных радиостанций. Одной из та­ ких особенностей, рассматриваемых в этой главе, является стабилизация большого числа частот (сетки частот) малым числом кварцев. Отдельный параграф последней главы по­ священ рассмртрению принципов построения системавтома­ тической дистанционной настройки, являющихся важным кон­ структивным элементом современных радиостанций. Этот пара­ граф написан В. Ф. Миковым. В данной главе приводятся, так­

3

ГЛАВА I

КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ СВЯЗИ

§ 1. ЗНАЧЕНИЕ РАДИОСВЯЗИ В ВВС

Одна .из особенностей современных войн состоит в массовом участии различных родов войск под единым командованием. Для достижения наибольшего успеха необходимо четкое управ­ ление войсками. В большинстве случаев оно осуществляется с использованием различных систем электрической связи и в частности, радиосвязи.

Роль радиосвязи в военно-воздушных силах очень велика. Радиосвязь является единственным средством, позволяющим осуществлять обмен информацией между самолетами и между аэродромами и самолетами. Успешное выполнение ряда боевых задач возможно только при надежно действующей радиосвязи.

Радиосвязь самолетов с землей обеспечивает передачу команд при взлете и при посадке, передачу команд управления при наведении самолетов на цель* передачу распоряжений стар­ шего начальника, передачу различной информации-с самолета на землю (например, данных разведки) и т. п.

Радиосвязь между самолетами позволяет осуществлять управление самолетами при движении, передачу распоряжений командира группы, а также распоряжений, полученных с земли.

Большое значение имеет также связь между аэродромами или вообще между наземными пунктами. Такая связь органи­ зуется для передачи распоряжений старших начальников, для установления взаимодействия авиационных частей и соединений между собой и с другими родами войск и т. п.

Роль радиосвязи в ВВС еще более возрастает в условиях применения вычислительных машин для решения различных военных задач. Здесь основное значение имеют быстродействие и надежность систем связи. Только в этом случае оказывается' возможным передача большого количества информации- и ее своевременное использование.

Особое значение радиосвязь приобретает в связи с освоением космоса. Наличие 'космических летательных аппаратов дает, возможность существенно расширить возможности' радиосвязи ■между наземными пунктами и между землей и самолетами. Ис-

5

пользование с этой целью искусственных спутников Земли в качестве ретрансляторов позволит обеспечить радиосвязь на любые расстояния в пределах земного шара, причем количество передаваемой информации может быть значительно увеличено.

По мере развития военной техники будут возникать новые задачи в области радиосвязи, при этом рюль радиосвязи как средства передачи различной информации на расстояния, сред­ ства управления войсками будет непрерывно возрастать. •

§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ СВЯЗИ

Схема системы связи в самом общем виде изображена на рис. 1.1. Основными элементами, входящими в систему связи, являются передающее устройство, приемное устройство, линия связи и источник помех, всегда имеющийся в реальных усло­ виях. Передающее устройство состоит из источника сообщений, кодирующего устройства и собственно передатчика.

ным источником сообщения служат явления, сведения о кото­ рых необходимо передать. Такими явлениями могут быть обста­ новка на поле боя, состояние экипажа и материальной части, состояние погоды и т. п.

Для передачи сообщений по каналу связи, прибегают к коди­ рованию. Кодированием сообщения называется способ его пред­ ставления в форме, пригодной для передачи по данному каналу. Кодирование осуществляется в несколько этапов.

Первый этап кодирования состоит в описании наблюдаемых явлений словами данного языка, например русского. Кодом здесь является устная русская речь.

Второй этап кодирования в случае телефонного режима ра­ боты состоит в преобразовании звуковых колебаний речи в элек­ трические колебания. Это преобразование осуществляется с по­ мощью микрофона или ларингофона. При телеграфной работе на втором этапе кодирования осуществляется преобразование слов русского языка в письменный текст с помощью букв алфа­ вита данного языка.

6

Третий этап кодирования при телефонной работе состоит в превращении электрических колебаний на выходе микрофона в колебания радиочастоты с применением того или иного вида модуляции. При телеграфной работе третий этап кодирования состоит в преобразовании букв алфавита в комбинации элект­ рических импульсов, которые с помощью того или иного мето­ да манипуляции превращаются затем в радиосигналы на чет­ вертом этапе кодирования.

Нас не интересуют ранние этапы кодирования. Мы будем считать сообщением письменный текст, набор цифр, устную речь и т. п. Тогда кодирующими устройствами будут телеграфный или какой-нибудь другой кодирующий аппарат либо микрофон. С помощью этих кодирующих устройств осуществляется пре­ вращение сообщений, не имеющих электрической природы, в электрические сигналы и затем в радиосигналы.

Полученные в результате кодирования сигналы от передаю­ щего устройства к приемному устройству передаются по линии связи. При радиосвязи линия связи — свободное пространство между передающим и приемным устройствами. При проводной связи линия связи представляет собой однопроводную, двух­ проводную «ли коаксиальную линию — воздушную, подземную, подводную и т. п.

Приемное устройство осуществляет обратные по сравнению с передающим устройством операции. Оно состоит из собствен­ но приемника, декодирующего устройства « получателя сооб­ щений. При телеграфной работе декодирующим устройством является телеграфный аппарат, при телефонной работе — теле­ фон или динамик:

В идеальном случае к получателю поступают сообщения, идентичные с переданными. В реальных условиях принятые сообщения в той или иной мере отличаются от переданных из-за искажений, возникающих в передающем устройстве, в линии связи и в приемном устройстве. Одной из основных причин, вы­ зывающих искажения, является наличие электрических помех.

На рис. 1.1 помехи условно объединены в одном истопнике. Применяемые на Практике системы радиосвязи можно клас­ сифицировать по нескольким признакам — по виду сигналов, по изменяемому параметру сигнала, по количеству одновре­ менно передаваемых сообщений, по порядку обмена сообще­

ниями и т. п.' В зависимости от вида сообщений и сигналов следует разли­

чать дискретные н непрерывные системы связи. В дискретной системе связи сообщение и сигнал являются дискретными и мо­ гут принимать конечное число значений. Примером такой си­ стемы является телеграфная система связи. В этом случае сообщением является текст, а сигналы представляют комбина­ ции из элементарных сигналов, каждый из которых может принимать то или нное количество различных значений. В наибо­

7

лее распространенных системах телеграфии количество различ­ ных значений элементарного сигнала равно двум. В ряде слу­ чаев используются элементарные сигналы с большим числом дискретных значений.

' В непрерывной системе связи сообщение и сигнал являются непрерывными функциями времени и могут принимать беско7 нечное число различных значений. Примером может служить телефонная система связи. Сообщением в такой системе являет­ ся речь, музыка и т. п. Сигнал представляет низкочастотное колебание на выходе микрофона. В радиотехнических системах

•низкочастотный сигнал превращается в высокочастотное коле­ бание, изменяющееся в соответствии с низкочастотным сигналом.

Когда рассматривается один этап кодирования, сообщением удобно называть то, что поступает на вход кодирующего устрой­ ства, а сигнал — колебание на выходе. Так, при рассмотрении процесса превращения звуковых колебаний в электрические сообщением является устная речь, а низкочастотное колебание навыходе микрофона является сигналом. Но при анализе си­ стем модуляции низкочастотное колебание на выходе микро­ фона часто называют сообщением, а высокочастотное колеба­ ние — сигналом. Таким образом, понятия «сообщение» и «сиг­ нал» являются условными.

Широко распространенной является классификация систем связи по изменяемому параметру дискретных или непрерывных сигналов.

Если в соответствии с сообщением изменяется амплитуда дискретных сигналов частоты а>, тогда т различных значений могут быть записаны следующим образом:

ui(t) = Umi cosurf;

u2(t) = Um3coso>t-,

( 1. 1)

ит (*)=иттC°S <

причем одно из значений сигнала может быть равно нулю. Сиг­ налы вида (1.1) соответствуют амплитудной манипуляции.

Аналогично могут быть -записаны т значений сигналов при изменении в соответствии с сообщением их частоты (частотная манипуляция)

«I tt) = UmCOS u)j t\

u2 (t) = Umcos <o21;

( 1-2)

»m(0 = £/mCOS 0)OTt,

8

“ * ( 0 - ^ * c 9 s K + ?J .

Определенные сочетания различных значений сигнала состав­ ляют кодовые комбинации. Каждая кодовая комбинация соот­ ветствует определенному значению сообщения, например, опре­ деленной букве текста.

В современных системах связи кодовые комбинации чаще со­ ставляются из элементарных сигналов, число различных значе­ ний, которых равно двум.

При амплитудной манипуляции (AM) два различных значе­ ния принимает амплитуда элементарного сигнала, причем одно из них равно нулю. В такой системе связи имеет место чередо­

Система с амплитудной манипуляцией является системой с пас­ сивной паузой.

При частотной манипуляции (ЧМ) два различных значения принимает частота элементарного сигнала. В такой оисте.ме связи имеет место попеременное излучение посылок той или дру­ гой частоты, поэтому

Одну из .посылок принято называть позитивной посылкой, дру­ гую — негативной посылкой. Поскольку в системе- с частотной манипуляцией пауза отсутствует, ее принято называть системой с активной паузой.

При фазовой манипуляции (ФМ) изменяется фаза элемен­ тарного сигнала. В этом случае попеременно излучаются посыл­ ки, отличающиеся по фазе на 180°, т. е.

Hi (t) = Umcos mt\

(1.6)

H2 (t) = UmCOS (o)£ -j—7r) = — UmCOS (Ot.

' Очевидно, что система с фазовой манипуляцией является си­ стемой с активной паузой.

Во всех рассмотренных случаях в соответствии с сообще­ нием изменяется параметр несущего колебания. На практике широко применяются системы связи, в которых изменению под­ вергается один из параметров поднесущего (тонального) коле­

9