II Энергетический расчет
Рассчитаем дальность прямой видимости:
,
где h1 = 9– высота поднятия передающей антенны в м,
h2 = 5– высота поднятия приемной антенны в м.
Рассчитаем эквивалентные высоты антенн:
где rпр – дальность радиосвязи прямой видимости в м;
- эквивалентный
радиус Земли в м;
,
,
- эквивалентные высоты в м,
Рассчитаем рабочую длину волны:
;
Рассчитаем действующую высоту антенны:
,
где
– волновое число;
l = 4 – геометрическая длина антенны;
Рассчитаем напряженность электрического поля:
,
где Р1 = 600 – мощность излучения передатчика в Вт;
– коэффициент
усиления передатчика в разах;
[разы]=100,1*1,4[дБ]=1,38;
L = 30000–дальность радиосвязи в м;
= 1,4- КНД передающей
антенны;
=
1 – КПД
передающей антенны
в метровом диапазоне;
Так как L>rпр, то напряженность электрического поля находится по формуле Фока:
Рассчитаем
напряжение на входе антенны:
Рассчитаем отношение спектральной плотности полезного сигнала к спектральной плотности шума на выходе группового тракта приема:
,
где
- постоянная Больцмана;
Т = 300 –температура окружающей среды в к;
RA = 70 Ом – входное сопротивление приемной антенны;
NШ = 4 раз – коэффициент шума приемника.
Рассчитаем вероятность ошибки:
Рассчитаем вероятность доведения:
Полученный результат не удовлетворяет ограничению по достоверности к информации Рдовзад = 0,999. Из-за этого необходимо воспользоваться одним из методов повышения достоверности приема сообщения – воспользуемся помехоустойчивым кодированием.
Зададимся кодом (20;10;7) и вычислим вероятность доведения.
Рассчитаем число исправляемых ошибок:
Рассчитаем отношение спектральной плотности, но уже с влиянием заданного кода:
Рассчитаем вероятность ошибки:
Рассчитаем вероятность правильного декодирования:
Рассчитаем вероятность доведения:
Полученный
результат
удовлетворяет ограничению по достоверности
к информации Рдовзад
=
0,999.
Также можно заменить
штыревую антенну рамочной с числом
рамок n=2,
магнитной проницаемостью
=50,
площадью рамки S=0,01
м2
III Разработка функциональной схемы приемного устройства
Рис. 2. Функциональная схема приемного устройства
Факсимильная связь – это область электросвязи, которая занимается неподвижными сообщениями по каналам электросвязи.
Факсимильный способ передачи информации является универсальным и им удобно передавать любые изображения.
Принцип осуществления факсимильной связи:
передаваемое изображение (оригинал) разбивается на элементарные площадки;
световые яркости площадок при отражении или пропускании падающих на него светового потока преобразуется в электрические (импульсные) сигналы, которые в строгой определенной последовательности (развертка) передается по линии связи;
при приеме эти электрические сигналы в той же последовательности преобразуются в соответствующие элементы изображения на каком-либо носителе. В результате чего получается копия изображения, которой называют факсимиле.
Любое изображение можно рассматривать, как совокупность большого числа элементов, каждый из которого в различной степени отражает падающий на них свет. Коэффициент отражения цвета превращается в первичный электрический сигнал. Образование элементарных площадок происходит за счет перемещения по поверхности изображения (оригинала) светового луча, который создается специальной светооптической системой, а процесс перемещения луча называется разверткой. Один ход светового луча по оригиналу образуют одну сторону развертки.
В результате развертки изображение разбивается на строки. Отраженный от поверхности оригинала световой поток попадает на фотоэлектрический преобразователь (фотодиод - преобразует интенсивность светового потока в амплитуду первичного электрического сигнала).
Записывающее устройство может формировать сигнал в электрическом виде или в оптическом (светодиод).
Синтезирующее устройство ПРМ состоит из:
устройств развертки, которые определяют последовательность приема элементов изображения (развертка на ПРД и ПРМ должна работать синхронно);
записывающего устройства, которое регистрирует яркостной сигнал элементарных площадок или создает копию оригинала (факсимиле). Если запись копии осуществляется на светочувствительные материалы, записывающее устройство содержит дополнительную светооптическую систему (преобразование электрического сигнала в световой).
По способам записи синтезирующие устройства GHV делятся на:
открытые – регистрация производится на открытой для света бумаге. Запись осуществляется электрическим сигналом. Применяется электрохимическая или электротермическая запись. Под действием электрического тока бумага прожигается. Запись возможна и на обычную бумагу. Также осуществляется электростатическая запись, которая основана на диэлектрике многоэлектродной системы. В этом случае высокая скорость записи и высокая разрешающая способность.
закрытые – запись осуществляется на светочувствительный материал (фотобумага и т.п.), которая изолирована от света.
Синхронизация обеспечивает:
фиксацию начала передачи – фазирование;
соответствие последовательности передачи строки на передающей стороне и с этой же последовательностью на приемной.
Используются два вида синхронизации: автономная и принудительная. Вторая обеспечивается путем передачи специальных сигналов и аналогично строчной и кадровой синхронизации телевидения.
В факсимильной аппаратуре используется автономная. В этом случае развертывающее устройство ПРД и ПРМ работают независимо, но равными скоростями, которые достигаются путем применения высокостабильных генераторов (они управляют частотой напряжения питания синхронных двигателей развертки).
Начало передачи перед началом связи с ПРД на ПРМ передается сигнал о фазовом положении оригинала. Для этого на транспортном механизме развертки располагается черная полоса, прилегающая к краю оригинала. Во время развертки изображения в момент прохождения этой черной полосы возникает фазирующий импульс, который управляет начальным положение развертывающего устройства ПРМ (при сбое возникают перекосы изображения)
Выбор функциональной схемы приемного устройства
Наибольшее распространение получила супергетеродинная структура приемника с одно- или многократным преобразованием частоты. Схема с двойным преобразованием частоты (рис. 2.).
Часть приемника - преселектор, включающий ВЦ, МШУ и УРЧ, подобен структуре приемника прямого усиления и обеспечивает чувствительность и предварительную избирательность по частоте. С выхода преселектора напряжение сигнала и помех поступает на первый преобразователь частоты (ПЧ1), где происходит изменение (перенос) несущей частоты сигнала в другую область частотного диапазона.
Рис. 3. Функциональная схема приемника
Типовая структурная схема современного приёмника содержит основные узлы, изображённые на рис.1. Там же обозначены коэффициенты передачи отдельных узлов и уровни напряжений на входе каждого из них при задающем напряжении или напряжённости поля, равными чувствительности приёмника.
Обоснование структурной схемы включает в себя:
- выбор значения промежуточной частоты, избирательных систем тракта ПЧ и преселектора;
- выбор элемента настройки и обоснование способа настройки;
- выбор детектора приёмника;
- выбор ИМС УЗЧ.
Рассчитаем число поддиапазонов:
,
где
- частотный интервал одного поддиапазона,
выбираемый для метрового диапазона
волн порядка
.
Номиналы промежуточных частот fпч1 и fпч2 определяются по соотношениям
где
= 1 - параметр рассогласования
антенно-фидерного тракта и входа
радиоприемника;
- требуемое
подавление зеркальной помехи в разах;
- добротность
контура в диапазоне частот от 20 до 60
МГц;
МГц
- выбираем стандартное значение, равное
13МГц.
,
где
- функция числа каскадов УПЧ2;
- число каскадов
УПЧ2;
- полоса пропускания
приемника.
Для определения
значения
-
функции числа каскадов УПЧ, необходимо
определить число каскадов УПЧ2. При этом
учитываем, что уровень сигнала на входе
демодулятора составляет
В,
а уровень входного сигнала приемника
В/м.
Тогда коэффициент усиления:
Чтобы обеспечить заданное значение необходимо увеличить число каскадов УПЧ2 до 2.
кГц
- выбираем стандартное значение, равное
225кГц.
Рассчитаем частоты опорных генераторов (ГГ):
