Poslednee_Pdf

1.Линия радиосвязи и еѐ основные элементы. Классификация радиолиний.

Линия радиосвязи - антенно-фидерные устройства и физическая среда, обеспечивающие в совокупности передачу радиосигналов; составная часть канала радиосвязи.

АЦП – преобразует аналоговый сигнал в цифровой.

Передатчик (включается в себя модулятор, выходное устройство) – преобразует НЧ сигнал в ВЧ, изменяя какой-либо из параметров переносчика в соответствии с модулирующим сигналом, поступающим от кодера. Выходное устройство согласует параметры модулятора с параметрами линии связи.

Радиоантенна предназначена для преобразования движения зарядов в ней в электромагнитные волны. Фидер необходим для передачи мощности электромагнитного излучения с выхода передатчика. Приѐмник – преобразует ВЧ сигнал в НЧ.

Детектор – сигнал на выходе демодулятора примерно соответствует тому, что было на входе модулятора. Декодер – осуществляет преобразование кодовых комбинаций в последовательность сообщений, удобных для получателя.

УНЧ (усилитель низкой частоты)

Классификация радиолиний:

По назначению: международные,магистральные, местные, экологические По виду передаваемого сигнала: аналоговые, цифровые, телерадиовещание

2. Диапазон частот, используемые в радиосвязи. Какой документ определяет эти диапазоны?

Виды радиосвязи: радиорелейная связь, спутниковая связь, сотовая связь.

Регламентом радиосвязи выделены полосы частот для организации следующих видов связи: РРЛ: 2, 4, 6, 8, 11, 13 ГГц

ССС: 1.51, 2.5 ГГц (ПСС), 4, 6 ГГц (ФСС), 8-12 ГГц (ФСС для воен.целей), 11, 12, 14, 20 ГГц (ФСС, спутниковое вещание), 30 ГГц (ФСС, межспутниковая связь)

Сотовая связь:

3. Регламент радиосвязи, службы радиосвязи, диапазоны волн.

Регламент радиосвязи - основной международный документ, определяющий использование радиоспектра и условия работы различных радиосредств.

В Регламенте радиосвязи выделяются: фиксированная служба радиосвязи между определенными пунктами; радиовещательная служба, передачи которой предназначены для непосредственного приема населением; подвижная служба между станциями; радиоопределение, к которой относят радионавигационную, радиолокационную службы и др.

4.Основные закономерности распространения радиоволн в свободном и околоземном пространстве.

Физическим свойством атмосферы и земли является диэлектрическая проницаемость и проводимость. Чем выше проводимость, тем меньше потребляется энергия радиоволн.

Влияние атмосферы заключается в преломлении и отражении радиоволн. Атмосфера простирается до 1000 км.

В зависимости от плотности воздуха различают 3 слоя атмосферы: тропосфера, стратосфера, ионосфера (переход в радиационные полюса земли).

Особенности распространения волн в атмосфере различных диапазонов:

1.поверхностная волна – распространяясь, огибает Землю.

2.небесные волны – прямолинейное распространение.

Рефракция (преломление).

1.В однородной среде радиоволны распространяются прямолинейно.

2.В средах с неоднородностями происходит рефракция (преломление).

3.Если на пути распространения имеется препятствие, то наблюдается дифракция (огибание волной препятствия).

4.В атмосфере с пониженной прозрачностью при содержании в воздухе паров воды или пыли, происходит поглощение энергии радиоволн.

5.При распространении вдоль земли наблюдается поглощение энергии радиоволн. Над водной средой это поглощение меньше.

6.На границе двух сред происходит отражение и преломление волн.

5. Характеристики каналов связи:

6.Основные энергетические соотношения для линии радиосвязи. Мощность сигнала на входе приемника.

ДУ сигналов служит, чтобы охарактеризовать изменения уровня мощности или напряжения сигнала при его прохождении по каналам и трактам. Диаграмма уровней – это график, показывающий распределение уровней передаваемого сигнала при его прохождении по элементам оборудования каналов и трактов.

7,9. Частотное разделение каналов. Группы телефонных каналов. Структурные схемы формирования и разделения каналов.

Вмногоканальных радио - системах передачи с ЧРК, в частности в радиорелейных и спутниковых, обычно используют аппаратуру объединения и разделения каналов, применяемую в проводных системах.

Всистемах ЧРК с числом каналов 12 и более реализуется принцип многократного преобразования частоты. В основу построения многоканальной системы положен стандартный канал тональной частоты (ТЧ).

Вначале каждый из каналов ТЧ «привязывается» к той или иной 12-канальной группе, называемой первичной группой (ПГ). Разнесение сигналов 12 различных телефонных сообщений по спектру (формирование ПГ) осуществляется с помощью индивидуального преобразования частоты в стандартном 12-канальном. блоке. Эти блоки обеспечивают как прямую, так и обратную связь в каждом из 12 дуплексных каналов.

В режиме передачи сообщение от абонента (Аб) через ДС (дифференциальные системы), гнезда четырехпроводной коммутации (ЧК) (используемые для измерения сигналов и переключения каналов) и амплитудный ограничитель (ОА) поступает на один из входов индивидуального преобразователя частоты ИП1,1. На другой вход ИП1,1 подается сигнал поднесущей с частотой . В результате перемножения этих сигналов образуется сигнал, спектр которого состоит из двух боковых полос с частотами 108—(0,3...3,4) - 104,6...107,7 кГц и 108 (0,3...3,4) 108,3... 111,4 кГц.

Сигнал нижней из этих полос выделяется фильтром ПФ1,1 и подается на один из входов сумматора. На другие входы сумматора поступают сигналы с выхода аналогичных трактов передачи 11 других каналов.

Амплитудные ограничители предотвращают перегрузку групповых усилителей (а следовательно, уменьшают вероятность возникновения

нелинейных помех) в моменты появления пиковых значений напряжений нескольких речевых сигналов.

В режиме приема канальный сигнал выделяется с помощью полосового фильтра ПФ1,2 из спектра первичной группы (с полосой 60......108 кГц) и подается на индивидуальный преобразователь ИП1, 2.

На другой вход ИП1,2 поступает тот же сигнал поднесущей частоты который питает и ИП1,1 . Спектр выходного сигнала ИП1,2 состоит из двух боковых (относительно ) полос с частотами 108 — (104,6.

...107,7) 0,3...3,4 кГц и 108 + (104,6... 107,7) = 212,6...215,7 кГц. Сигнал нижней из этих полос выделяется ФНЧ,

усиливается и через ЧК и ДС поступает к абоненту. Приемные тракты 11 других каналов построены аналогично.

Дальнейший процесс укрупнения групп каналов происходит в групповом оборудовании и поясняется рис. 2.5. Одинаковые полосы частот пяти ПГ с помощью первичного группового преобразования разносятся по частоте в полосе 312...552 кГц и образуют 60-канальную (вторичную) группу (ВГ), затем с помощью вторичного группового преобразования одинаковые полосы частот пяти ВГ разносятся по частоте в полосе 812 ...2044 кГц и образуют 300-канальную (третичную) группу (ТГ). При этом между транспонированными спектрами ВГ вводятся защитные частотные интервалы F3 = 8 кГц.

При проектировании и разработке многоканальных систем передачи возникает необходимость количественной оценки параметров групповых сообщений на различных ступенях преобразования, в частности сигналов на входе линейного тракта. Эти параметры как и для любых сигналов связи определяются соответствующими частотными, информационными и энергетическими характеристиками. Среди

различных энергетических параметров групповых сообщений наиболее важными являются средняя (Рср) и пиковая (Рпик) мощности этих сообщений (или соответствующие уровни мощности, выраженные в Дб). Если среднюю мощность необходимо учитывать при проектировании устройств, предназначенных для обработки сигналов любого вида, то контроль пиковой мощности весьма специфичен для систем с ЧРК, так как общие элементы в этом случае, например групповые усилители, характеризуются порогом перегрузки, превышение которого вызывает резкое возрастание продуктов нелинейности амплитудной характеристики.

8.Временное разделение каналов. Структурные схемы формирования и разделения каналов при ВРК ИКМ.

Временное разделение каналов (ВРК) — разделение каналов во времени, при котором каждому каналу выделяется квант времени (таймслот). В другой транскрипции - временное мультиплексирование (англ. Time Division Multiply Access, TDMA)— технология аналогового или цифрового мультиплексирования в котором два и более сигнала или битовых потока передаются одновременно как подканалы в одном коммуникационном канале.

В многоканальных системах (МКС) с ВРК канальные сигналы передаются в строгой очередности без перекрытия по времени. В качестве переносчиков первичных сигналов lk(t) используются периодические последовательности импульсов yk(t), ортогональные по времени.

Отличительной ее особенностью является наличие в ней элементов синхронизации, к которым относятся генератор тактовых импульсов (ГТИ), линии задержки (ЛЗ) обеспечивающие формирование ортогональных по времени опорных импульсных последовательностей на передающей и на приемной стороне, а так же система формирования импульса синхронизации (ФИС) при передаче и селектор импульсов синхронизации (СИС) при приеме.

Выделение канальных сигналов из принятого группового осуществляется при помощи специальных электронных коммутаторов (ЭК1, ЭК2 и ЭК3). Управляются электронные коммутаторы синхронизирующими импульсами с селектора импульсов синхронизации. Необходимость решения проблемы синхронизации является существенным недостатком систем с ВРК.

Рис. 1. Структурная схема МКС с ВРК В модуляторах осуществляется один из видов импульсной модуляции переносчиков (опорных импульсных

последовательностей) yk(t), в результате которой формируются канальные сигналы Sk(t). После линейного сложения последних образуется групповой сигнал Sa(t). Для формирования группового сигнала могут использоваться различные виды импульсной и цифровой модуляции (АИМ, ШИМ,ФИМ, ИКМ, дельта-модуляция и т.д.).

При передаче данных в системе с ВРК используется дискретизация во времени (импульсная модуляция). Групповой канальный тракт разделен на временные интервалы (таймслоты) фиксированной длины, отдельные для каждого индивидуального канала (подканала). Сначала передается импульс 1-го подканала, затем следующего подканала и т.д. После передачи фрейма последнего из подканалов происходит передача фрейма первого подканала и т. д. по порядку. Один фрейм TDMA состоит из одного временного интервала, выделенного одному определенному подканалу. На приеме устанавливается аналогичный коммутатор, который поочередно подключает групповой тракт к соответствующим приемникам. В определенный короткий промежуток времени к групповой линии связи оказывается подключена только одна пара приемник/передатчик.

Это означает, что для нормальной работы многоканальной системы с ВРК необходима синхронная и синфазная работа коммутаторов на приемной и передающей сторонах. Для этого один из каналов занимают под передачу специальных импульсов синхронизации.

На рис. 2 приведены временные диаграммы, поясняющие принцип ВРК. На рис. 2а,б,в приведены графики трех непрерывных аналоговых сигналов U1(t), U2(t) и U3(t) и соответствующие им амплитудно-импульсно-модулируемые (АИМ) сигналы. Импульсы разных АИМ-сигналов сдвинуты друг относительно друга по времени. При объединении индивидуальных каналов в канальном тракте (линии связи) образуется групповой сигнал UГ с частотой следования импульсов в N раз большей частоты следования индивидуальных импульсов.

Рис. 2. Создание группового сигнала при ВРК Интервал времени между ближайшими импульсами группового сигнала называется канальным интервалом

(ТК) или тайм-слотом (Time Slot). Промежуток времени между соседними импульсами одного индивидуального сигнала называется циклом передачи - периодом дискретизации (ТД). От соотношения цикла передачи и канальных интервалов зависит число импульсов, которое можно разместить в цикле, т.е. число временных каналов.

10.Антенны. Параметры антенн. Фидерные линии и их характеристики. КСВН.

Антенна — устройство для излучения и/или приѐма электромагнитных волн путѐм прямого преобразования электрического тока в излучение (при передаче) или излучения в электрический ток (при приѐме).

Параметры антенны:

- диаграмма направленностей (зависимость излучаемой мощности от направления);

- КНД (коэффициент направленного действия) - характеризует направленные свойства антенн и представляет собой число, показывающее, во сколько раз мощность сигнала, принятая антенной, больше мощности, которую примет

4 S

эталонная антенна (полуволновой вибратор). КНД 2 , S – площадь апертуры антенны;

-КПД антенны (в режиме передачи) — отношение мощности радиоизлучения, создаваемого антенной, к мощности радиочастотного сигнала, подводимого к антенне;

-G (коэффициент усиления антенны): G КНД КПД ;

-ширина диаграммы направленности антенны - угол раствора (ширина) главного лепестка, в пределах которого ЭДС, наведенная в антенне электромагнитным полем, спадает до уровня 0,707, или мощность, спадающая до уровня 0,5 от максимальной. По ширине главного лепестка судят о направленных свойствах антенны. Чем эта ширина меньше, тем больше направленность антенны;

-входное сопротивление (комплексное) - характеризует ее импедансные свойства в точке питания (в месте подсоединения фидера) и равно отношению напряжения к току на входе фидера. В общем случае входное сопротивление антенны Zвх содержит резистивную Rвх и реактивную Хвх (емкостную или индуктивную) составляющие: Zвx = Rвx + Хвх.

Чем меньше реактивная составляющая Хвх и чем ближе Rвx к волновому сопротивлению фидера линии, тем лучше антенна согласована. Невыполнение условия согласования приводит к появлению многократных отражений сигналов в антенном фидере, проявляющихся в виде повторных, сдвинутых по горизонтали изображений на экране телевизора и частичной потере мощности принимаемых сигналов в фидере.