Радиосигналы, их параметры и спектры.

Радиосигналы представляют собой модифицированные высокочастотные колебания, описываемые функцией U(t)=U*cos(ωt-φ). Такая функция характеризуется тремя независимыми параметрами: амплитудой, частотой и начальной фазой. Следовательно, модуляция у гармонических колебаний может осуществляться изменением во времени любой из трех величин. Процесс, при котором модулируется амплитуда наз. АМ, если нач. фаза или частота то ФМ или ЧМ.

Непрерывные радиосигналы.

При АМ одним тоном радиосигнал представляет собой высокочастотные колебания несущей частоты f_H, амплитуда которых изменяется по гармоническому закону с частотой F<<f_H. На рисунке приведены управляющий сигнал, модулированные колебания и их спектры.

(РИСУНОК 6аб)

Амплитудно модулированные по гармоническому закону колебания состоят из суммы 3-х колебаний: составляющей несущей частоты f_H, боковой составляющей суммарной частоты f_H+F, боковой составляющей разностной частоты f_H-F. Т.к. f_H>>F, то все составляющие спектра АМ-ых колебаний являются высокочастотными. При Амплитудной модуляции многотональным управляющим напряжением закон изменения огибающей имеет сложную форму. Многотональный управляющий сигнал содержит большое число гармоник Fк, каждая из которых образует с несущей пару боковых составляющий f_H+Fк, f_H-Fк. Таким образом спектр модулированных колебаний при многоканальной Амплитудной модуляции состоит из несущей частоты f_H, нижних боковых составляющих с частотами f_H-Fк и верхних боковых составляющих с частотами f_H+Fк. Следовательно спектр АМ колебаний занимает на оси частот полосу, определяемую максимальной из частот спектра управляющего сигнала Fк. Δf_C=2Fк. Очевидно, что каждой радиолинии для передачи информации необходимо использовать определенную полосу частот, причем нормальная работа различных радиолиний возможна при условии, если полосы частот используемых ими сигналов не перекрываются, т.е. радиолиния работает на различных несущих частотах.

(РИСУНОК 7)

Полоса частот, отводимая каждой радиолинии должна соответствовать ширине спектра радиосигнала, которая обеспечивает приемлемое качество передачи информации. Так при использовании АМ-радиосигналов для речевой радиосвязи отводится полоса частот в 4-5 кГц. Для высококачественной передачи музыки требуется более широкая полоса частот, т.н. спектр управляющего сигнала в этом случае содержит составляющие до 16-20 Кгц. При однотональной ЧМ-модуляции по закону управляющего сигнала изменяется частота несущего колебания.

Спектр такого сигнала (рис 8.в) состоит из несущей и 2х боковых полос, каждая из которых содержит бесконечную последовательность гармонических колебаний отстоящих друг от друга на определенное расстояние.

При фазовой модуляции структура спектра радиосигнала получится такой же, как и при ЧМ-модуляции.

Импульсные радиосигналы

Импульсные радиосигналы получаются при АМ-модуляции высокочастотных колебаний импульсными управляющими сигналами и имеют вид:

Спектр последовательности прямоугольных импульсов содержит бесчисленное множество составляющих частоты, которые распространяются до беск-ти. В энергетическом отношении основную роль играют составляющие, находящиеся в пределах активной ширины спектра, которая содержит 95% всей энергии.

Амплитудно-частотный спектр радиоимпульса образуется смещением спектра управляющего импульса по оси частот на расстояние несущей частоты от начала координат.