Лекция по авиационной электросвязи. 6. основы оптимального приёма радиосигналов

• Название: 6. основы оптимального приёма радиосигналов
• Анкор: Лекция по авиационной электросвязи
• Дата: 14.11.2020
• Размер: 248.51 Kb.
• Имя файла: AES_6-7.docx
• Тип: Документы; #150448
• страница: 3 из 5

7. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ И РАДИОПРИЁМНЫХ УСТРОЙСТВ

Существующие системы и средства авиационной электросвязи имеют в своём составе передающие и приёмные устройства, которые обеспечивают необходимые преобразования и обработку передаваемых и принимаемых сигналов с целью своевременной доставки сообщений от источника информации к её потребителю.

7.1. Назначение, основные технические характеристики и структурная схема радиопередающего устройства

Радиопередающие устройства (радиопередатчики) предназначены для генерирования электрических ВЧ-колебаний, их модуляции и передачи в антенну с целью излучения в виде электромагнитных волн (радиоволн). Конструкция передатчиков и применяемая элементная база, в первую очередь, зависит от мощности и длины волны излучаемого сигнала.

Существующие разновидности радиопередатчиков можно классифицировать по нескольким основным признакам:

• 
  по назначению: радиовещательные, телевизионные, связные, радиолокационные, радионавигационные;
  
• 
  по виду излучения: с непрерывным излучением, с импульсным излучением;
  
• 
  по излучаемой мощности: очень малой мощности – до 3 Вт, малой мощности – от 3 до 100 Вт, средней мощности – от 100 Вт до 10 кВт, большой мощности – от 10 до 500 кВт, сверхмощные – свыше 500 кВт;
  
• 
  по диапазону рабочих частот: в соответствии с классификацией диапазонов электромагнитных волн (см. Таблицу 1);
  
• 
  по условиям эксплуатации: стационарные, бортовые.
  

К основным техническим характеристикам и параметрам радиопередающих устройств относятся:

1. 
   Выходная мощность – это мощность высокочастотного колебания (радиосигнала) на выходе передатчика, выделяющаяся на согласованной нагрузке за время, превышающее наибольший период модулирующего (информационного) сигнала.
   
2. 
   Вид модуляции (класс излучения) – указывается параметр несущего колебания, управляемый полезным сигналом, и особенности формирования радиосигнала (см. п. 2.6).
   
3. 
   Диапазон рабочих частот – пределы интервала рабочих частот, в котором осуществляется функционирование радиопередающего устройства
   с заданными показателями качества.
   
4. 
   Стабильность рабочей частоты – характеризуется коэффициентом относительной нестабильности частоты γ=Δf / f₀ , где Δf – абсолютное отклонение частоты от номинального значения f₀. Для связных радиопередатчиков типовые значения коэффициента относительной нестабильности частоты обычно обеспечиваются в пределах 10^-5…10^-8.
   
5. 
   Коэффициент полезного действия (КПД) – отношение мощности, отдаваемой радиопередатчиком в антенну, к потребляемой мощности от источника питания. Обычно КПД современных радиопередающих устройств имеет значения в пределах от 15% до 50%.
   
6. 
   Качество передачи информационного сигнала – характеризуется показателями, определяющими степень искажения передаваемого полезного (информационного) сигнала при осуществлении процессов модуляции, преобразования, усиления и т.п. в радиопередающем устройстве.
   

В большинстве случаев современные радиопередатчики строятся по многокаскадной схеме (рис. 41).

Задающий генератор (ЗГ) представляет собой маломощный автогенератор (возможно перестраиваемый по частоте), который вырабатывает высокочастотные колебания (необязательно прямо на рабочей частоте), предназначенные для дальнейшего усиления, преобразования и модуляции в последующих каскадах. Основное назначение ЗГ – обеспечить требуемую стабильность частоты всего передающего устройства в целом. Для этого уделяется особое внимание механической прочности, виброустойчивости, защите от ударных воздействий его частотозадающих элементов, стабилизации питающих напряжений, экранированию элементов схемы с целью защиты от влияния внешних электромагнитных полей, поддержанию стабильного температурного режима (термостатирование) и пр. В современных радиопередатчиках в качестве задающего генератора часто используют синтезатор частоты (СЧ).



Рис. 41. Типовая структурная схема связного радиопередатчика
с амплитудной модуляцией

Промежуточные буферные каскады усиления (БК) – это усилители высокой частоты (часто резонансные) – обеспечивают необходимое усиление сигнала ЗГ, а в некоторых случаях и умножение частоты, кратной частоте сигнала ЗГ, т.е. доведение до значения рабочей частоты излучения. Кроме этого, БК устраняют влияние каскадов мощного усиления на работу маломощного задающего генератора.

Модулятор (МОД) представляет собой усилитель низких частот, который усиливает передаваемый сигнал от микрофона до необходимого уровня для осуществления модуляции в усилителе мощности высокочастотного сигнала.

Усилитель мощности (УМ) обеспечивает требуемую мощность высокочастотного сигнала и состоит из нескольких каскадов усиления мощности (часто тоже резонансных), которые в радиотехнике принято называть генераторами с внешним (независимым) возбуждением. Амплитудная модуляция осуществляется в предварительном и/или выходном каскадах УМ.

Антенное согласующее устройство (АСУ) предназначено для согласования входного сопротивления (импеданса) антенны (А) с волновым сопротивлением линии передачи высокочастотной энергии (или выходным сопротивлением передатчика). Такое согласование предусматривает компенсацию реактивной составляющей и трансформацию вещественной (активной) составляющей входного сопротивления антенны, т.е. создание условий для передающего устройства, при которых в антенну отдаётся максимальная мощность. Кроме этого, АСУ обеспечивает дополнительную фильтрацию выходного высокочастотного сигнала радиопередатчика.

Антенна (А) служит для преобразования энергии токов высокой частоты в энергию электромагнитного поля, т.е. излучения радиоволн, которые являются переносчиками полезного сигнала со скоростью света на большие расстояния.