VI. Радиосвязь

Глава 21. Радиопередающие устройства

21.1. Виды радиосвязи на железнодорожном транспорте

Радиосвязью называется процесс

обмена информацией с помощью радиоволн. Радиотехника и ради­освязь проникли практически во все отрасли народного хозяйства, науки, техники и культуры. Радиовещание, служебная радиосвязь, телевиде­ние, радиолокация, радионавига­ция, радиотелеуправление — вот да­леко не полный перечень радиотехни­ческих систем, в которых радиоволны используются для передачи теле­фонных, телеграфных, телевизион­ных и специальных сигналов на земле и в космосе.

На железнодорожном транспорте служебная радиосвязь начала вне­дряться с 1949 г. и вскоре прочно вошла во многие звенья управления технологическими процессами эксп­луатации железных дорог, а также организации и планирования грузо­вых и пассажирских перевозок. В зависимости от места, занимаемого в организационной структуре же­лезнодорожного транспорта, все со­временные средства радиосвязи мож­но отнести к трем основным группам:

низовая технологическая ради­освязь, разновидностями которой являются поездная, станционная и ремонтно-оперативная;

дорожная и отделенческая ради­освязь, реализуемая на базе радиоре­лейных линий;

магистральная радиосвязь, осу­ществляемая по коротковолновым радиолиниям.

Кроме линий радиосвязи, по которым передается служебная ин­формация с использованием теле­фонных и телеграфных сигналов, на транспорте применяется ряд радио­технических систем: промышленное телевидение для ускорения процессов обработки составов на станциях, радиолокация для измерения скоро­сти движения вагонов на сортиро­вочных горках, поездное радиовеща­ние, системы радиотелеуправления объектами.

В ближайшем будущем радиока­налы предполагается использовать для связи пассажиров поездов с абонентами АТС, передачи на поезд телевизионных программ, цифровой информации в системах автоматиче­ского управления работой железно­дорожного транспорта.

Данный раздел книги посвящен рассмотрению принципов обмена информацией с помощью радиоволн и особенностям построения аппарату­ры и систем железнодорожной ради­освязи.

21.2. Структура

и функции радиолинии

Радиолиния может быть пред­ставлена в виде структурной схемы (см. рис. 1), где передатчик и при­емник заменяются соответственно радиопередатчиком и радиоприемни­ком, под электрическим сигналом подразумевается радиосигнал, а тракт электросвязи есть среда рас­пространения радиоволн. В качестве устройств, обеспечивающих согласо­вание радиопередатчика и радиопри­емника со средой, используются антенны.

В радиопередатчике (РПРД) осу-

ЩеСТВЛЯЮтпа пв-а я*—

генерация колебаний радиочасто­ты требуемой амплитуды и мощности и управление одним из пара­метров этих колебаний в соответ­ствии с мгновенными значениями электрических сигналов с выхода устройства их формирования, напри­мер микрофона и телеграфного аппарата. Процесс управления с по­мощью телефонного сигнала называ­ется модуляцией, процесс управ­ления с помощью телеграфных сигналов — манипуляцией. С выхода РПД модулированное (ма-нипулированное) колебание радиоча­стоты поступает в передающую антенну (ПРДА), которая является системой проводов или металличе­ской поверхностью, здесь эти колеба­ния превращаются в радиоволны. Возникновение и отрыв радиоволн от ПРДА называются излучением.

В процессе распространения в пространстве, условно называемом радиоканалом, радиоволны, взаимо­действуя с окружающей средой, претерпевают ряд изменений и дости­гают пункта приема. Здесь в при­емной антенне (ПРМА), во многом аналогичной по конструкции с пере­дающей, они наводят электродвижу­щую силу (э. д. с.) радиочастоты. В связи с большой потерей энергии радиоволн в среде распространения э. д. с. имеет весьма малую амплитуду. Поэтому главной задачей радиопри­емного устройства является усиле­ние принятых модулированных коле­баний радиочастоты по напряжению и мощности. Одновременно с усиле­нием осуществляется процесс изби­рательности —подавления па­разитных колебаний, наведенных в ПРМА электромагнитными волна­ми от различных источников радио­помех, существующих в радиоканале. К ним относятся соседние радиоли­нии, энергетические установки, элек­трический транспорт, атмосферные и космические источники радио­волн.

После усиления колебаний и осво­бождения от помех происходит процесс их демодуляции, т. е. пооцесс преобразования модулиро-

ванных (манипулированных) колеба­ний радиочастоты в электрические телефонные сигналы звуковой часто­ты (электрические телеграфные сиг­налы). Последние после дополни­тельной обработки (усиления, деко­дирования и т. д.) поступают в устройство преобразования сигна­лов, например в телефон или телеграфный аппарат, а от него к получателю информации.

Основным видом переносчика электрических сигналов по радиоли­нии является гармоническое ко­лебание радиочастоты. Для его ха­рактеристики при преобразовании в радиоволны, кроме основных параметров (амплитуды, частоты, периода, фазы), вводят дополнитель­ный параметр — длину волны. Дли­ной волны называется расстояние к, м, на которое распространяется электромагнитное поле со скоростью с, м/с, за время одного периода колебания Т. Очевидно, к=сТ, или учитывая связь между частотой f- Гц, и периодом Т, а также допуская, что с близка к скорости света, имеем X = 3.10⁸//.