Билет №11. Вопрос №1.

К основным параметрам можно отнести: рабочую частоту или полосу частот, стабильность частоты, выходную мощность, КПД, уровень побочного излучения, вид модуляции, назначение (бортовая, наземная), тип сигнала (импульсный, непрерывный), масса, габариты и т.д. Эти признаки определяют специфику и функциональную схему проектирования каждого вида передатчиков.

Стабильность частоты является одним из важнейших параметров передатчика. Повышение стабильности частоты передатчика уменьшает необходимую ширину полосы пропускания приемника, увеличивает дальность действия и повышает помехоустойчивость радиосистемы. Кроме того, высокая стабильность частоты является необходимым условием качественной передачи информации, а также облегчает решение проблемы электромагнитной совместимости. Так как требования к стабильности частоты современных передатчиков очень высоки, то применяют сравнительно низкочастотные маломощные возбудители, для которых легче обеспечить повышенную стабильность частоты. При этом нестабильность частоты характеризуется абсолютным или относительным отклонением мгновенной частоты от ее среднего значения . В радиосистемах передачи информации относительная нестабильность частоты обычно составляет не более . Основными устройствами, определяющими стабильность частоты в передатчике, служат генераторы СВЧ. Для повышения стабильности их частоты применяют: параметрическую стабилизацию (термокомпенсация, ослабление влияния нагрузки); стабилизацию с помощью высокодробных резонансных систем; синхронизацию посредством использования высокостабильного внешнего источника; стабилизацию путем автоматической подстройки частоты (АПЧ).

Вторым важнейшим параметром передатчика является выходная мощность, ее значение (определяемое применяемой элементной базой – интегральные микросхемы, транзисторы, лампы…) и стабильность во времени. Наиболее существенным фактором, сдерживающим получение больших выходных мощностей, является трудность отвода тепла из активной зоны полупроводниковых приборов и связанный с этим их перегрев. В настоящее время в общем случае основным путем повышения уровня необходимых мощностей является сложение мощностей нескольких генераторов (усилителей). Иногда используют параллельное включение нескольких генераторных приборов в одну общую колебательную структуру – резонатор, при этом необходима взаимная синхронизация их работы, чтобы не получить вместо сложения мощности ее вычитание (ослабление).

Что касается КПД передатчиков, то его значения могут колебаться от долей процента до 80%, причем КПД должен быть тем больше, чем больше мощность передатчика или чем более жесткие требования предъявляются к экономичности его питания. Обычно, при повышении рабочей частоты, КПД радипередатчика падает и в диапазоне КВЧ при использовании диодных генераторов КПД не превышает 20%. В связи с этим, даже в миллиметровом диапазоне, вызывают все больший интерес генераторные устройства на основе транзисторов, имеющие более высокий КПД.

По регламенту радиосвязи основное радиоизлучение, предназначенное для передачи сигнала, занимает полосу частот, за верхним и нижним пределами которой средние излучаемые мощности равняются каждая по 0,5% всей средней мощности данного сигнала. При этом неосновные излучения передатчика разделяются на внеполосные и побочные. Внеполосные радиоизлучения – это нежелательные излучения в полосах частот, примыкающих к основной полосе излучения. Они обусловлены неограниченностью спектра конечного во времени сигнала, чрезмерно крутыми фронтами модулирующих импульсов и т.д. Неосновные излучения являются одним из существенных факторов, определяющих электромагнитную совместимость, поэтому их уровень нормируется и контролируется. С учетом этого также может выбираться и вид модуляции сигнала передатчика, от которого зависит диапазон модулирующих частот и спектр частот электромагнитных колебаний радиопередатчика.

Для передачи радиосигналов сегодня применяют различные виды модуляции: амплитудную (АМ), фазовую (ФМ), частотную (ЧМ) и их разновидности. АМ сигналы широко применяются в системах радиотелеметрии и радиоуправления. Частотная и фазовая модуляции тесно связаны и иногда их вместе относят к так называемой «угловой модуляции». ЧМ хорошо известна как тип модуляции, используемой в СВЧ радиовещательном диапазоне. С применением этого вида модуляции строят радиотелеметрические, телевизионные системы, системы радиоуправления. Если девиация частоты велика по сравнению с модулирующей частотой (в сигнале сохранены самые верхние частоты), получаем «широкополосную ЧМ», являющуюся наиболее предпочтительной, так как при приеме соотношение С/Ш возрастает на 6 дБ при каждом удвоении девиации ЧМ, что делает широкополосную ЧМ предпочтительнее АМ для высококачественных передач. Однако при этом увеличивается ширина полосы канала, поскольку сигнал при широкополосной ЧМ занимает приблизительно , где максимальное отклонение несущей частоты. Сужение полосы пропускания ЧМ тракта может привести к возникновению не только частотных, но и нелинейных искажений. Также известно, что при широкополосной ЧМ амплитуда несущей может быть очень малой, что обуславливает высокую эффективность ЧМ. Это значит, что большая часть передаваемой энергии содержится в боковых частотах, несущих информацию. Выигрыш же в помехоустойчивости обусловлен тем, что помехи искажают в большей степени амплитуду, чем частоту сигнала. При ЧМ амплитуда сигнала не несет полезной информации и поэтому в приемных трактах может быть введено ограничение по амплитуде, а соответственно в радиоприемных устройствах с небольшим динамическим диапазоном принимаемых сигналов система автоматическая регулировка усиления может не применяться.