Глава 15 радиопередающие и радиоприемные устройства, шумы
15.1. Радиопередающие устройства
Радиопередающее устройство содержит антенну, радиопередатчик и источник передаваемого сообщения. В авиационной аппаратуре находят применение наземные и бортовые радиопередающие устройства различного назначения. Их можно классифицировать по признакам: назначению, режиму работы, виду модуляции, излучаемой мощности, частотному диапазону, конструктивным особенностям и ряду других.
В авиационные радиопередатчики могут быть с непрерывным и импульсным излучением. Передатчики с непрерывным излучением используются в связной аппаратуре, азимутальном навигационном канале VOR, приводных радиостанциях, системе посадки ILS и других. Импульсные сигналы используются в радиолокации, радионавигации, системах предупреждения столкновений, цифровой радиосвязи. Нередко непрерывный и импульсный сигналы излучения объединяются или накладываются один на другой, например, в канале курса системы посадки, приводных радиопередатчиках при непрерывном излучении навигационных сигналов излучаются импульсные сигналы опознавания. Цифровые методы передачи информации находят все более широкое распространение.
Мощность излучения является энергетическим параметром и зависит от ряда факторов. В радиовысотомерах она составляет сотни мВт, связных радиостанциях ближней связи – 5…25 Вт, дальней связи – 100…400 Вт, а импульсная мощность передатчиков РЛС кругового обзора может превышать один МВт. Другим энергетическим параметром является коэффициент полезного действия, характеризующий отношение излучаемой мощности к мощности, потребляемой радиопередающим устройством. КПД стационарных радиосвязных передатчиков может достигать 35…45 %, а передвижных 20…25 %.
Частотный диапазон авиационной аппаратуры составляет от сотен килогерц для передатчиков приводных радиостанций до десятков гигагерц радиолокаторов обзора летного поля. В большинстве авиационных радиопередатчиков используется кварцевая стабилизация частоты. Стабильность частоты передатчиков постоянно повышается и обычно бывает не ниже 10-5 от номинального значения.
По конструктивным особенностям высокие требования предъявляются к бортовым радиопередатчикам. Их конструкция должна обеспечивать надежную работу в условиях высоких вибраций, перепадов температур, влажности, давления и других факторов. Конструкция мощных выходных каскадов радиопередатчика должна обеспечивать надежную защиту экипажа от воздействия электромагнитного поля, особенно в СВЧ диапазоне.
Структурная схема радиопередающего устройства (рис.15.1) содержит пульт управления, синтезатор, буферный усилитель, усилитель мощности модулятор с микрофоном или другим источником сигнала, фильтр нижних частот и антенну.
Рис. 15.1. Структурная схема радиопередающего устройства
Синтезатор и пульт управления позволяют установить требуемую частоту возбудителя радиопередатчика. Сигнал с частотой возбудителя поступает через буферный усилитель на усилитель мощности. Буферный усилитель обеспечивает необходимую развязку между синтезатором и усилителем мощности и предварительное усиление высокочастотного напряжения. Модулирующее напряжение может подаваться на промежуточный или оконечный усилитель мощности.
В радиостанциях ближней связи модуляция производится либо в выходном усилителе, либо в двух оконечных каскадах усиления. Модулирующий сигнал поступает от микрофона, модема или другого устройства. Более сложно выполняется амплитудная модуляция в передатчиках радиомаяков системы посадки, где разность глубин модуляции двумя низкочастотными напряжениями является основным информативным параметром системы.