Виды радиосистем

В зависимости от их сложности различают следующие виды: 1) большая радиосистема, 2) радиосистема, 3) радиоустройство. Радиосистемой называют любую техническую систему, в которой радиосредства выполняют основную или одну из основных функций. Радиосистема состоит из нескольких радиоэлектронных частей, взаимосвязанных между собой и выполняющих определенную задачу или функцию. Типичным примером радиосистемы является система радиосвязи, которая в простейшем случае состоит из радиопередающего устройства РПУ, передающей антенны ПА, радиоканала РК, приемной антенны ПрА и радиоприемного устрой­ства РпрУ (рис. 1.1).

Большая радиосистема или радиокомплекс представляет собой совокупность радиосистем, обеспечивающих выполнение общей комплексной задачи. Примерами больших радиосистем являются: система противоздушной обороны, система управления воздушным движением, система измерения траекторий и управления искусственными спутниками Земли (ИСЗ) и космическими кораблями и т. п. Большая радиосистема может состоять как из нескольких, так и из многих сотен и тысяч отдельных радиосистем.

Большой радиосистемой является система противоздушной обороны (ПВО), состоящая из отдельных составных радиосистем (рис.1.2).

Рис.1.2. Система противовоздушной обороны

Радиоустройство является частью радиосистемы или радиоприбора, выполняющей одну из основных функций. Примерами радиоустройства могут быть радиопередающее, радиоприемное и антенное устройства.

Для современной радиоэлектроники характерно огромное число радиосистем и радиоприборов, которые существенно различаются по своему назначению, принципу действия, характеристикам (входным и выходным параметрам), сложности, массе и габаритным размерам, массовости производства и т. п. Отсюда следует сложность задач, которые стоят перед радиоспециалистами, проектирующими, изготавливающими, регулирующими и эксплуатирующими радиосистемы, и необходимость нестандартного, творческого подхода к их решению.

По своему назначению различают следующие радиосистемы: радионавигации, радиолокации, радиотелеметрии, радиоуправления, радиосвязи, радиовещания, телевидения и др.

Хотя большинство из этих радиосистем известно всем и не требует пояснений, сделаем исключение для некоторых.

Радионавигационные системы предназначены для вождения кораблей (в том числе и космических) и самолетов. (Термин «навигация» происходит от латинского слова «navis» — корабль).

Радиолокационные системы служат для обнаружения объектов, определения их местоположения и параметров их движения. Ниже они будут рассмотрены подробно.

Радиотелеметрические системы предназначены для передачи результатов измерений различных процессов по радиоканалу.

Системы радиоуправления позволяют управлять по радиоканалу различными объектами (и прежде всего беспилотными летательными аппаратами) и процессами.

Радиосистемы в науке и технике применяются в основном для передачи или извлечения информации об исследуемых процессах и объектах или о системах управления различными объектами и процессами.

Отметим, что приведенная выше классификация радиосистем по назначению, как и всякая классификация, весьма условна, так как многие из применений основных видов радиосистем взаимно перекрываются. Так, например, радиолокационные системы часто применяются для навигации, а методы последней (например, радиопеленгация) широко используются в радиолокационных системах.

Большинство радиосистем связано с передачей, приемом и извлечением информации и носят название информационных.

По выполняемым функциям информационные радиосистемы могут быть разделены на следующие классы:

1. передачи информации (системы радиосвязи, радиовещания и телевидения);

2. извлечения информации (системы радиолокации, радионавигации, радиоастрономии, радиоизмерений и т. д.);

3. разрушения информации (система радиопротиводействия);

4. управления различными процессами и объектами и, прежде всего, беспилотными аппаратами;

5. комбинированные.

Радиосистема передачи информации может быть одноканальной (рис.1.3, а) и многоканальной (рис. 1.3, б). В первом случае она состоит из источника информации И, электрофизического преобразователя ЭП информации в сообщение (микрофона, телеграфного аппарата, датчика каких-либо физических величин и т. п.), кодирующего устройства (или кодера) К, радиопередающего устройства РПУ, передающей антенны, радиоканала, приемной антенны, радиоприемного устройства РПрУ, декодера ДК, обратного электрофизического преобразователя ОЭП информации (телефона, репродуктора, буквопечатающего аппарата, индикаторного устройства и т. п.) и потребителя информации.

Кодирование служит лишь для повышения эффективности и помехоустойчивости передачи информации и в ряде случаев не применяется.

Рис.1.3. Структурные схемы одноканальной (а) и многоканальной (б) радиосистем передачи информации

В многоканальной радиосистеме передачи информации (рис. 1.3,б) несущее колебание радиопередающего устройства РПУ применяется для передачи информации от нескольких источников соответственно к потребителям Необходимыми элементами такой радиосистемы являются: устройство уплотнения УУ и устройство разделения УР каналов, которые могут включать в себя кодеры и декодеры.

В радиосистеме извлечения информации информация как таковая не передается, а извлекается или из собственных сигналов, излученных в направлении на исследуемый объект и отраженных от него (это — типичная система радиолокации), или из сигналов других радиосистем (система радиоизмерений), или из собственного радиоизлучения различных тел (системы пассивной радиоастрономии). Ограничимся пока рассмотрением радиосистемы извлечения информации, в которой ведется прием и обработка отраженных сигналов. В ней радиопередающее устройство РПУ (рис 1.4) излучает в направлении исследуемого объекта специальный так называемый зондирующий сигнал, который после отражения от объекта поступает в радиоприемное устройство РПрУ, отфильтровывается в нем от всякого рода помех и сравнивается с образцом зондирующего сигнала, поступающего непосредственно из радиопередающего устройства РПУ, расположенного рядом с радиоприемным. В результате этого сравнения (а в более общем случае обработки отраженного сигнала) извлекается информация о наличии или отсутствии объекта отражения, его местоположении, движении и отражающих характеристиках и поступает к потребителю информации. Такая радиосистема носит название радиолокационной системы (РЛС).

Радиосистемы разрушения информации служат для создания помех нормальной работе конкурирующей радиосистемы путем или излучения мешающего сигнала (рис.1.5,a), или приема, умышленного искажения и переизлучения сигнала конкурирующей радиосистемы (рис. 1.5,б). В последнем случае радиосистема состоит из приемной антенны, радиоприемного устройства РпрУ, устройства искажения сигнала УИС, радиопередающего устройства РПУ и передающей антенны, через которую излучается мешающий радиосигнал.

Комбинированные информационные радиосистемы представляют собой комбинацию радиосистем передачи и извлечения информации. Примером такой системы может быть комбинация радиолокационной системы измерения координат самолетов (или ракет) и радиосистема передачи этих координат на удаленный пункт управления воздушным движением.

Р ис.1.5. Структурные схемы радиосистем разрушения информации: с излучением мешающего (а) и искаженного (б) сигналов