5.2. Маломощные станции ультракоротковолновой радиосвязи.

Под маломощными станциями УКВ радиосвязи понимаются радиостанции, мощность передатчиков которых не превосходит 100 Вт. Маломощные радиостанции подразделяются на три груп­пы. Первая группа имеет мощность передатчиков до 1 Вт, вто­рая — от 1 до 10 Вт и третья — от 10 до 100 Вт.

Подавляющее большинство маломощных УКВ радиостанций работает в симплексном телефонном режиме. В зависимости от группы радиостанции дальность связи может колебаться в преде­лах от нескольких сотен метров до нескольких десятков километ­ров. При этом для ведения связи необходимо выполнение условий, близких к прямой (геометрической) видимости.

Рабочий диапазон этих станций может выбираться в преде­лах от 20 до 100 МГц и формально захватывать верхний учас­ток KB диапазона. Наиболее часто используется диапазон частот от 30 до 60 МГц.

Дальность связи между радиостанциями определяется в об­щем случае мощностью передатчиков, диапазоном выбранных ра­бочих частот, типом антенн и конкретными условиями работы.

В [1] обоснована целесообразность примене­ния частотной модуляция в диапазоне УКВ и использования пара­метрической стабилизации рабочих частот радиостанции. Однако для радиостанций первой группы, учитывая требования мини­мальных габаритов и простоты управления, применяют кварцевую или кварцево-параметрическую стабилизацию частоты. В таких станциях используют одну или несколько фиксированных частот. Связь осуществляется без поиска и ведется без подстройки. Для связи выбираются частоты от 50 до 100 МГц, что при мощности передатчика до 1Вт позволяет получить дальность в среднем 3 км.

Структурная схема радиостанции первой группы приведена на рис. 5.4.

рис.5.4

Как видно из рисунка, в радиостанции один и тот же кварце­вый генератор используется в качестве возбудителя передатчика и гетеродина приемника. Частотная модуляция осуществляется в автогенераторе с параметрической стабилизацией частоты, после чего ЧМ сигнал с помощью частоты кварцевого генератора пере­носится на рабочую частоту .

При приеме промежуточная частота получа­ется довольно высокой. Это сделано специально для того, чтобы облегчить фильтрацию разностной частоты в передающем тракте усиления сигнала. Для радиостанции первой группы обычно вы­бирают интервал между рабочими частотами, равный 100 кГц, что допускает некоторое расширение полосы пропускания прием­ника и снижает требования к стабильности частоты автогенера­тора в передатчике.

Схема радиостанции предельно упрощена за счет совмещения выходной цепи передатчика и входной цепи приемника, а также микрофонного усилителя и усилителя низкой частоты приемника.

В радиостанциях первой группы применяются антенны склад­ные или выдвижные штыревого типа.

Маломощные УКВ радиостанции второй группы с мощностью передатчика от 1 до 10 Вт также применяются для ведения сим­плексной телефонной радиосвязи обычно в диапазоне 20—30 или 30—60 МГц. Эти радиостанции могут быть как переносными (ранцевыми), так и передвижными (устанавливаемыми на под­вижных объектах). В движении, при использовании штыревых ан­тенн, дальность связи ограничена 5—15 км, а на стоянке, при подъёме штыря на дополнительную высоту или применении антенны бегущей волны, дальность связи возрастает до 15—30 км.

В радиостанциях второй группы применяется параметрическая стабилизация частоты. Однако, поскольку существуют известные трудности параметрической стабилизации частоты в широком ди­апазоне частот, то эта проблема была решена путем создания се­мейства однотипных по структуре радиостанций, перекрывающих весь выбранный частотный диапазон отдельными участками с коэффициентом перекрытия по частоте k < 1,4. Для обеспечения совместной работы радиостанций в этой полосе используют не­большую общую полосу порядка 0,5 МГц, образованную смежны­ми участками частот.

Создание семейства радиостанций позволило при параметри­ческой стабилизации частоты обеспечить при интервале 50 кГц между рабочими частотами беспоисковое и бесподстроечное веде­ние радиосвязи. Структурная схема одной из таких радиостан­ций показана на рис. 5.5.

рис.5.5

В радиостанциях семейства так же, как и в первой группе ра­диостанций, объединены функции ряда элементов в режимах пе­редачи и приема, так как при симплексной работе частоты пере­дачи и приема равны.

Передатчик содержит задающий генератор, в котором форми­руется ЧМ сигнал на требуемой рабочей частоте, и усилитель мощности. Одновременно задающий генератор выполняет функ­цию гетеродина приемника. Для того, чтобы частота гетеродина отличалась на величину промежуточной частоты от принимаемо­го сигнала, в режиме приема частота задающего генератора сдви­гается вниз на эту величину путем подключения к его внутрен­нему контуру дополнительной секции блока переменных конденса­торов. При этом внешний контур задающего генератора остается настроенным на частоту сигнала, а значит, оказывается рас­строенным относительно внутреннего контура. Тем не менее на­пряжение на нем вполне достаточное для преобразования частоты в приемнике.

Колебательный контур выходного каскада передатчика сов­местно с элементом связи с антенной выполняет функции вход­ного колебательного контура приемника в режиме приема, хотя такое совмещение функций этих элементов схемы радиостанции ведет к некоторому ухудшению параметров приемника. Второй каскад УВЧ также используется дважды, но только в тракте при­емника: как усилитель ВЧ сигнала и как усилитель НЧ сигнала, поступающего с выхода частотного детектора.

В рассматриваемой радиостанции применяется АПЧ гетеро­дина по частоте принимаемого сигнала, но помехоустойчивость ее низка, поэтому при большом уровне помех система АПЧ может отключаться. В более поздних выпусках радиостанций этого типа система АПЧ отсутствует.

Для проверки градуировки шкалы радиостанции и ее коррек­ции предусматривается возможность включения встроенного кварцевого калибратора.

В радиостанциях рассмотренного типа предусматривается воз­можность дистанционного управления с помощью вынесенного телефонного аппарата. Кроме того, при совмещении двух радио­станций можно осуществлять режим ретрансляции передаваемых сигналов.

Последние модификации радиостанций второй группы за счет применения более качественных элементов схемы позволили вдвое увеличить число рабочих частот путем сокращения интервала между ними до 25 кГц. К сожалению, эта группа радиостанций имеет существенный недостаток – невозможность совместной работы радиостанций, которые не имеют сопрягающихся участков частотного диапазона.

Маломощные станции третьей группы с мощностью передат­чиков от 10 до 100 Вт, применяемые для ведения симплексной телефонной работы, отличаются от радиостанций второй группы лишь наличием блоков усиления мощности передатчиков (БУМ), что позволило им увеличить дальность связи до нескольких десят­ков километров. Эти станции, как правило, возимые или стацио­нарные.

Узкодиапазонным станциям третьей группы присущи те же не­достатки, что и станциям второй группы. Поэтому последующие совершенствования маломощных УКВ радиостанций второй и третьей группы шли по пути создания широкодиапазонных трак­тов передачи и приема сигналов. Основные отличия широкодиапазонных радиостанций от узкополосных состоят в следующем. Во-первых, в них осуществлена полная автоматизация настройки передатчика на любую рабочую частоту или на одну из несколь­ких заранее подготовленных частот, и, во-вторых, в широкодиапазонных станциях введены дополнительные устройства сопряжения их с другими каналами связи.

Рассмотренный тип маломощных УКВ радиостанций широко применяется для ведения так называемой оперативной или низо­вой радиосвязи. Применение симплексного режима работы су­щественно упрощает аппаратуру, снижает ее вес, повышает мо­бильность и экономичность, уменьшает габариты и стоимость.

Однако даже для ведения оперативного обмена информаци­ей в ряде случаев симплексная связь оказывается непригодной. Появляется необходимость в дуплексной связи.

Одним из способов реализации дуплексной связи является ис­пользование двух симплексных радиостанций на обоих пунктах радиосвязи. Для ослабления помех здесь необходим большой раз­нос между частотами передачи и приема сигнала. Однако и в этом случае нужно принимать ряд дополнительных мер по улуч­шению частотной совместимости радиостанций с помощью ис­пользования специальных антенн, цепей частотной развязки от непосредственных или комбинационных помех и т. д. А это уже, по существу, не простой симбиоз двух симплексных радиостан­ций, а новое устройство. Поэтому наряду с симплексными радио­станциями в последние годы выпускается определенное коли­чество дуплексных маломощных радиостанций. К ним, в частнос­ти, можно отнести некоторые маломощные радиорелейные станции прямой видимости, которые рассматриваются в следующем пара­графе.