1. Что называют радиоволной

Название	1. Что называют радиоволной
Анкор	VSP (1).docx
Дата	15.09.2017
Размер	17.79 Mb.
Формат файла
Имя файла	VSP (1).docx
Тип	Документы #8503
страница	3 из 4

1 2 3 4

106. Какое линейное РТУ называют фильтром высоких частот?

Фильтр верхних частот (ФВЧ) — электронный или любой другой фильтр, пропускающий высокие частоты входного сигнала, при этом подавляя частоты сигнала меньше, чем частота среза. Степень подавления зависит от конкретного типа фильтра.

Термины «высокие частоты» и «низкие частоты» в применении к фильтрам относительны и зависят от выбранной структуры и параметров фильтра.
107. Какое линейное РТУ называют полосовым фильтром?

Полосно-пропускающий фильтр — фильтр, который пропускает частоты, находящиеся в некоторой полосе частот.

Полосовой фильтр — линейная система и может быть представлен в виде последовательности, состоящей из фильтра нижних частот и фильтра верхних частот.

Идеальные полосовые фильтры характеризуются двумя характеристиками

нижняя частота среза $\omega_{c1}$ ;

верхняя частота среза $\omega_{c2}$ .

В свою очередь, реализация полосового фильтра характеризуется шестью характеристиками

нижняя граница частоты пропускания $\omega_{p1}$ ;

верхняя граница частоты пропускания $\omega_{p2}$ .

нижняя граница частоты задержания $\omega_{s1}$ ;

верхняя граница частоты задержания $\omega_{s2}$ ;

а также

максимальное подавление в полосе пропускания $r_{p}$ ;

минимальное подавление в полосе подавления $r_{s}$ .

Примером реализации такого фильтра может служить колебательный контур (цепь из последовательно соединенных резистора, конденсатора и индуктивности).
108. Какое линейное РТУ называют режекторным фильтром?

Полосно-заграждающий фильтр (проф. жаргон — режекторный фильтр) — электронный или любой другой фильтр, не пропускающий колебания некоторой определённой полосы частот, и пропускающий колебания с частотами, выходящими за пределы этой полосы.Эта полоса подавления характеризуется шириной BW и расположена приблизительно вокруг центральной частоты ω0 (рад/с), или fо=ω0/2•3,14 (Гц).Для реальной амплитудно-частотной характеристики частоты ωL и ωU представляют собой нижнюю и верхнюю частоты среза. Заграждающий фильтр, предназначенный для подавления одной определённой частоты, называется узкополосным заграждающим фильтром или фильтром-пробкой

109. Что называют коэффициентом передачи линейного РТУ?

Коэффициент передачи — также коэффициент преобразования, отношение выходного сигнала к входному. В частном случае, когда значения выходного и входного сигнала являются однородными, коэффициент передачи называют коэфициентом усиления. KП = UВЫХ / UВХ. Коэффициент передачи часто выражают в логарифмическом виде, как 20 lg (UВЫХ / UВХ), дБ.

110. Что называют полосой пропускания линейного РТУ?

Полоса пропускания (прозрачности) — диапазон частот, в пределах которого амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) акустического, радиотехнического, оптического или механического устройства достаточно равномерна для того, чтобы обеспечить передачу сигнала без существенного искажения его формы. Также называется эффективно передаваемой полосой частот (ЭППЧ). В ЭППЧ сосредоточена основная энергия сигнала (не менее 90%). Этот диапазон частот устанавливается для каждого сигнала экспериментально в соответствии с требованиями качества.

Основные параметры полосы пропускания

Основные параметры, которые характеризуют полосу пропускания частот — это ширина полосы пропускания и неравномерность АЧХ в пределах полосы.

Ширина полосы

Ширина полосы обычно определяется как разность верхней и нижней граничных частот участка АЧХ, на котором амплитуда колебаний $\frac{1}{\sqrt{2}}$ (или $\frac{1}{2}$ для мощности) от максимальной. Этот уровень приблизительно соответствует −3 дБ.

Ширина полосы пропускания выражается в единицах частоты (например, в Гц).

Расширение полосы пропускания позволяет передать большее количество информации.

Неравномерность АЧХ

Неравномерность АЧХ характеризует степень её отклонения от прямой, параллельной оси частот.

Неравномерность АЧХ выражается в децибелах.

Ослабление неравномерности АЧХ в полосе улучшает воспроизведение формы передаваемого сигнала.

РАЗЛИЧАЮТ: 1) АБСОЛЮТНУЮ ПОЛОСУ ПРОПУСКАНИЯ : 2Δω=Sa 2) относительную полосу пропускания :2Δω/ωo =So

Конкретные примеры

В теории антенн полоса пропускания — диапазон частот, при которых антенна работает эффективно, обычно окрестность центральной (резонансной) частоты. Зависит от типа антенны, ее геометрии. На практике полоса пропускания обычно определяется по уровню КСВ (коэффициента стоячей волны). КСВ МЕТР

В оптике полоса пропускания — это величина, обратная к величине уширения импульса при прохождении им по оптическому волокну расстояния в 1 км.[источник не указан 1083 дня]

Поскольку даже самый лучший монохроматичный лазер всё равно излучает некоторый спектр длин волн, дисперсия приводит к уширению импульсов при распространении по волокну и тем самым порождает искажения сигналов. При оценке этого пользуются термином полоса пропускания. Измеряется полоса пропускания (в данном случае) в МГц/км.[источник не указан 1083 дня]

Из определения полосы пропускания видно, что дисперсия накладывает ограничение на дальность передачи и на верхнюю частоту передаваемых сигналов.

111. Какое линейное РТУ называют антенной?

Антенна — устройство для излучения и приёма радиоволн. Уже в 1888 году Генрих Герц использовал в своих экспериментах дипольную антенну (вибратор Герца).

Антенна является конвертером электрического тока радиочастотного диапазона в электромагнитное излучение и наоборот.

Форма, размеры и конструкция антенн разнообразны и зависят от длины излучаемых или принимаемых волн и назначения антенны.

Антенны могут изготавливаться из проводящих, или диэлектрических материалов. Излучающие структуры могут быть изготовлены путём напыления проводящих материалов на диэлектрические подложки.

В радиоэлектронных средствах нашли широкое применение антенны, выполненные в виде отрезка металлического провода, комбинаций из таких отрезков, металлических рупоров, отражающих зеркал различной конфигурации, диэлектрических волноводов и волноводов с металлическими стенками с системой прорезанных щелей, а также многие другие типы, различающиеся диапазоном длин волн, поляризацией, управлением и способом обработки сигнала.

Отдельным классом антенн следует выделить антенны с обработкой сигнала. В частности, одним из видов таких устройств являются антенны с виртуальной (синтезированной) апертурой, применяемые в авиационной и космической технике для задач картографирования и увеличения разрешающей способности за счёт использования когерентного накопления и обработки сигнала.
112. Каково назначение передающей антенны?

Передающая антенна преобразует электромагнитную энергию, генерируемую радиопередатчиком, в энергию излучаемых радиоволн. Свойство переменного электрического тока, протекающего по проводнику, создавать в окружающем пространстве электромагнитные волны установлено немецким физиком Г. Герцем в 1880-х гг.; он же создал (1888) первую передающую антенну – т. н. вибратор Герца – в виде медного стержня с металлическими шарами на концах, в разрыв посередине стержня подключался источник электромагнитных колебаний.

113. Каково назначение приемной антенны?

Приёмная антенна преобразует энергию радиоволн в электромагнитные колебания во входных цепях (контурах) радиоприёмника.

114. Что такое диаграмма направленности антенны?

Диаграмма направленности (антенны) — графическое представление зависимости коэффициента усиления антенны или коэффициента направленного действия антенны от направления антенны в заданной плоскости.

Основные положения

Диаграммой направленности (ДН) антенны по полю часто называют зависимость модуля комплексной амплитуды вектора напряженности $\bar{e}$ электрической компоненты электромагнитного поля, создаваемого антенной в дальней зоне, от угловых координат $\theta$ и $\phi$ точки наблюдения в горизонтальной и вертикальной плоскости, то есть зависимость $e(\theta, \phi)$ .

ДН обозначается символом $f(\theta, \phi)$ . ДН нормируют — все значения $e(\theta, \phi)$ делят на максимальное значение

и обозначают нормированную ДН символом $f(\theta, \phi)$ . Очевидно, $0 \le f(\theta, \phi) \le 1$ .

Также можно определить ДН как комплексную величину. В этом случае, аналогично указанному выше, ДН есть:

$\stackrel{\circ}{f} \left( \theta, \phi \right) = \frac {{\stackrel{\circ}{e}}_m \left( \theta, \phi \right )} {\max_{\theta, \phi} \left[ \left| {\stackrel{\circ}{e}}_m ( \theta, \phi) \right| \right] }$ ,

где ${\stackrel{\circ}{e}}_m$ — комплексная амплитуда вектора в точке дальней зоны.

ДН характеризуется шириной $\theta_a$ её главного луча на уровне 0,5 от её максимального значения по мощности и коэффициентом направленного действия

, которые связаны соотношениями:

$g=\frac{4\pi s_a}{\lambda^2}$ , $s_a=\frac{\pi d_{a}^{2}}{4}$ , $\theta_a=\frac{\lambda}{d_{a}}$ ,

где

— эффективная площадь и протяженность апертуры антенны.

ДН обычно описываются не только в плоскости, но и в трехмерном отображении. Для упрощения их рассмотрения, принимают две проекции ДН:

горизонтальную (азимутальная)

вертикальную (по углу места)

При совместном рассмотрении проекций проясняется более полная картина самой ДН и, как подтверждает практика, по этим данным можно судить об эффективности антенны применительно к решению конкретной задачи.

Существуют амплитудные $a(\theta, \phi)$ , фазовые Δω(θ, φ) и поляризационные $\bar{p}$ ↑↓(θ, φ) ДН.

По форме диаграммы направленности антенны обычно подразделяются на узконаправленные и широконаправленные. Узконаправленные антенны имеют один ярко выраженный максимум, который называют основным лепестком и побочные максимумы, обычно имеющие отрицательное влияние, высоту которых стремятся уменьшить. Узконаправленные антенны применяют для концентрации мощности радиоизлучения в одном направлении для увеличения дальности действия радиоаппаратуры, а также для повышения точности угловых измерений в радиолокации. Широконаправленные антенны имеют хотя бы в одной плоскости диаграмму направленности, которую стремятся приблизить к кругу. Они находят применение например в радиовещании. Часто лепестки диаграммы направленности называют лучами антенны.

Диаграмма направленности антенны определяется амплитудно-фазовым распределением компонент электромагнитного поля в апертуре антенны, некоторой условной расчетной плоскости, связанной с ее конструкцией. Разработка антенны с требуемой диаграммы направленности сводится, таким образом, к задаче обеспечения нужной картины электромагнитного поля в плоскости апертуры. Существуют фундаментальные ограничения связывающие обратной зависимостью ширину луча и относительный размер антенны, то есть размер деленный на длину волны. Поэтому узкие лучи требуют антенн больших размеров или коротких волн. С другой стороны, максимальное сужение луча при данном размере антенны ведет к возрастанию уровня боковых лепестков. Поэтому в данном моменте приходится идти на приемлемый компромисс.

ДН обычно измеряют в горизонтальной или вертикальной плоскостях, для облучателей - в плоскостях Е или Н.

Диаграмма направленности антенн обычно обладает свойством взаимности, то есть аналогично работает на передачу и прием.

115. Что такое коэффициент направленного действия антенны?

Коэффицие́нт напра́вленного де́йствия (КНД) антенны — отношение квадрата напряженности поля, создаваемой антенной в данном направлении, к среднему значению квадрата напряженности поля по всем направлениям.

КНД является безразмерной величиной, может выражаться в децибелах (дБ, дБи, дБд). Для обозначения КНД используют латинскую букву D.

Обычно оперируют значением КНД D0 в направлении максимума излучения антенны. При этом КНД становится мерой способности антенны концентрировать энергию электромагнитного излучения в узком луче. Согласно определению, КНД однозначно связан с формой диаграммы направленности (ДН) антенны (более строго — с формой характеристики направленности антенны).

Следует различать КНД и коэффициент усиления (КУ) антенны: КНД целиком и полностью определяется формой ДН антенны и не учитывает КПД антенны, то есть не учитывает потерю энергии в элементах конструкции антенны и объектах, расположенных в ближней зоне антенны.

В зависимости от конструкции антенны и рабочей длины волны значение КНД в направлении максимума излучения может составлять от единиц до миллионов. Чем у́же главный лепесток ДН и меньше уровень боковых лепестков, тем больше КНД.

116. Что называют ДНА в горизонтальной плоскости?

ДНА-диаграмма направленности антенны характеризует ее способность концентрировать энергию ВЧ излучения в определенном направлении. Пространственная ДНА G(Ф,Ө)для практики сложна и неудобна поэтому пользуются ее сечением G(Ф/Ө=0),называемым ДНА в горизонтальной плоскости. Дна изображается в прямоугольной или полярной системах координат.
117. Что называют ДНА в вертикальной плоскости?

ДНА-диаграмма направленности антенны характеризует ее способность концентрировать энергию ВЧ излучения в определенном направлении.Пространственная ДНА G(Ф,Ө)для практики сложна и неудобна поэтому пользуются ее сечением G(Ө/Ф=0),называемым ДНА в вертикальной плоскости.Дна изображается в прямоугольной или полярной системах координат.

118. Нарисуйте типовую ДНА в прямоугольной системе координат и укажите ее параметры.

Ширина ДНА отсчитывается на уровне 0,5 от максимального значения и указывается величинами Өаг и Фа.То есть ширина ДНА определяется углом в пределах которого G(Ф)>0,5G0 или G(Ө)>0,5G0

120 Что называют шириной ДНА?

Ширина ДНА отсчитывается на уровне 0,5 от максимального значения и указывается величинами Өаг и Фа.То есть ширина ДНА определяется углом в пределах которого G(Ф)>0,5G0 или G(Ө)>0,5G0.В теории антенн показывается и практикой подтверждается что ширина ДНА обратно пропорциональна соответствующему размеру антенны.

1 2 3 4