Первая группа вопросов
1. Линия и канал радиосвязи.
Линия радиосвязи (радиолиния)
- совокупность технических устройств и среды распространения радиоволн, обеспечивающая передачу сообщений от источника к получателю с помощью радиосигналов.
Радиопередающее устройство:
Все сообщения преобразуются в электрический сигнал, называющийся первичным электрическим сигналом (ПЭС) в передающем ОУ (микрофоне, телеграфном аппарате и др.).
Сами по себе электромагнитные колебания информации не несут. Для передачи информации необходимо использовать высокочастотные электромагнитные колебания лишь в роли переносчика сообщения, содержащего информацию (радиосигналы).
Для этого нужно изменять один или несколько параметров несущего колебания (амплитуду, частоту, фазу) в соответствии с изменениями передаваемого сообщения – это процесс называется модуляцией (манипуляцией) для непрерывных (дискретных) сигналов, осуществляемой с помощью модулятора в радиопередатчике.
Передающая антенна предназначена для излучения радиосигнала в среду распространения радиоволн (РРВ).
В точке приема сообщения обратное преобразование сигнала с помехами (шумами) в исходное сообщение осуществляется радиоприемным устройством.
Радиоприемное устройство:
Приемная антенна преобразует энергию электромагнитных волн в энергию электрических колебаний.
Радиоприемник выделяет полезный радиосигнал из смеси сигнала, других сигналов и помех, используются колебательные контуры, настраиваемые на нужную частоту. Затем преобразует сигнал в ПЭС - этот процесс называют демодуляцией (детектированием), осуществляемой с помощью демодулятора (детектора)
В приемном ОУ ПЭС преобразуется в сообщение (в виде текста, звука, света, изображения).
Канал радиосвязи (радиоканал) является составной частью линии радиосвязи и представляет собой совокупность части технических устройств и среды РРВ, обеспечивающих передачу радиосигналов.
2. Классификация радиоволн по диапазонам.
Диапазон частот – полоса излучаемых источником частот, которой зачастую присвоено условное наименование
Частоты |
Длина волн |
Метрическое наименование диапазона волн |
Наименование диапазона частот |
Поддиапазон волн |
от 3 до 30 кГц |
10÷100 км |
Мириаметровые |
Очень низкие (ОНЧ) |
Сверхдлинные (СДВ) |
от 30 до 300 кГц |
1÷10 км |
Километровые |
Низкие (НЧ) |
Длинные (ДВ) |
от 0,3 до 3 МГц |
0.1÷1 км |
Гектометровые |
Средние (СЧ) |
Средние (СВ) |
от 3 до 30 МГц |
10÷100 м |
Декаметровые |
Высокие (ВЧ) |
Короткие (KB) |
от 30 до 300 МГц |
1÷10 м |
Метровые |
Ультравысокие (УВЧ) |
Ультракороткие УКВ |
от 0,3 до 3ГГц |
0.1÷1 м |
Дециметровые |
Сверхвысокие (СВЧ) |
|
от 3 до 30 ГГц |
1÷10 см |
Сантиметровые |
Крайне высокие КВЧ |
|
от 30 до 300 ГГц |
0.1÷1 см |
Миллиметровые |
||
от 300 до 3000 ГГц |
0.1÷1 мм |
Децимиллиметровые |
СДВ и ДВ:
-слабо поглощаются земной поверхностью,
-поверхностные волны распространяются вдоль земной поверхности на большие расстояния (до 5 тыс. км).
-дальность связи на расстоянии несколько сот километров обычно осуществляется земной волной, а на расстоянии, превышающем 3000 км, - пространственной волной.
-слабо поглощаются нижними слоями ионосферы (слоями D и Е), в то же время волны хорошо отражаются от них
Недостатки диапазона:
- необходимость использования громоздких антенн при весьма большой мощности передатчика (достигает сотен кВт).
СВ:
-в большей степени, чем СДВ и ДВ, поглощаются земной поверхностью.
-испытывают сильное поглощение в слое D, который существует только днем, и отражаются от слоя E => ночью можно осуществлять связь на значительные расстояния пространственной волной, а днем на расстояние до 500 км только поверхностной волной.
-антенные устройства для этого диапазона менее громоздки и более эффективны
Недостатки диапазона:
- резкое изменение условий распространения в дневное и ночное время препятствует их широкому использованию.
КВ:
-используется для связи как земными, так и пространственными волнами.
-земные волны большее поглощаются, чем волны предыдущих диапазонов, поэтому дальность связи 100-150 км. Увеличение дальности связи за счет использования пространственной волны (т.к. КВ слабо поглощаются нижними слоями ионосферы D и Е и хорошо отражаются верхними слоями F1 и F2).
-антенны более эффективны и имеют достаточно малые габариты, что позволяет использовать их на подвижных объектах. Используются штыревые антенны высотой 4 м, 10 м, Т-образные антенны, наклонные симметричные вибраторы и др.
Недостатки диапазона: сильная зависимость условий распространения от 11-летней солнечной активности, времени года, времени суток. Значительная загрузка этого диапазона => большой уровень взаимных помех.
УКВ:
-сильно поглощаются земной поверхностью (тем больше, чем выше частота).
-практически не отражаются от ионосферы => позволяет осуществить связь на УКВ с космическими объектами,
-за счет тропосферного рассеивания на УКВ возможна связь на расстоянии до 500 км, при этом используются передатчики значительной мощности от единиц кВт и более.
-дальность связи поверхностными волнами невелика (до 50 км) из-за большого поглощения их энергии землей и слабой дифракций => для осуществления радиосвязи необходимо обеспечивать видимость между антеннами.
-антенны соизмеримы с длиной волны и наиболее эффективны (штыревые, рупорные, спиральные).
Преимущества: РРВ практически не зависят от фазы солнечной активности, времени года и суток и мало изменяются со временем; диапазон УКВ имеет наибольшую частотную емкость, что позволяет обеспечить одновременную работу большого количества радиостанций без создания взаимных помех. Применяется для РРС и ТрС, для навигации, радиолокации, космической связи и т.д.