Как работает радиопередатчик. Как устроен передатчик

21.07.2019

РАДИООБОРУДОВАНИЕ

ВОЗДУШНОГО СУДНА

(САМОЛЕТ Diamond DA 40 NG)

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Составили: Задорожный В.И.

Савчук Н.А.

г.Бугуруслан

Общие понятия о радиосвязи.

Радиосвязь осуществляется при помощи радиостанций. В основу радиосвязи положен принцип излучения в пространство электромагнитной энергии в виде радиоволн.

Электромагнитная энергия радиоволн есть энергия переменных токов очень высокой частоты, порядка миллионов и выше периодов в секунду. Электромагнитная энергия радиоволн вырабатывается передатчиком радиостанции и излучается в пространство передающей антенной. Излученная из пункта передачи электромагнитная энергия с громадной скоростью, равной скорости света (300 000 км/сек), распространяется в пространстве и в пункте приема принимается другой радиостанцией, состоящей из антенны и радиоприемного устройства.

В состав любой приемно-передающей радиостанции обязательно входят приемник и радиопередатчик.

Основным назначением передатчика является генерирование переменных токов высокой частоты, которыми должна питаться передающая антенна. Генерирование токов высокой частоты в передатчике достигается преобразованием энергии постоянного тока в колебания токов высокой частоты.

Генератор передатчика генерирует синусоидальные и неизменные по амплитуде токи высокой частоты. Для передачи информации эти колебания подвергаются модуляции либо радиотелеграфной азбукой, либо голосом. Первый вид радиопередачи называется радиотелеграфией , а второй - радиотелефонией .

При радиотелеграфной работе электромагнитная энергия улучается в пространство не непрерывно, а в виде серий колебаний различной продолжительности, но с одинаковой амплитудой (на несущей частоте); серии колебаний соответствуют коду радиотелеграфной азбуки (рис.1). В этом случае управление колебаниями осуществляется при помощи обыкновенного радиотелеграфного ключа.

При радиотелефонной работе, наоборот, антенна питается током высокой частоты непрерывно, но сам ток все время изменяется по величине (колебания, модулированные по амплитуде) в такт с частотой звуковых колебании голоса оператора (рис.2). В этом случае управление колебаниями осуществляется через микрофон (ларингофон) - прибор, преобразующий звуковые колебания (механические колебания мембраны) в электрические колебания низкой, звуковой частоты.

Кроме передатчика, в состав любой приемно-передающей радиостанции в качестве обязательного элемента входит антенная система, состоящая из собственно антенны и противовеса . Антенная система - это устройство, которое излучает электромагнитную энергию при передаче и улавливает, принимает ее из пространства при приеме. Антенна представляет собой либо одиночный провод, либо систему проводов, приподнятых над землей или над корпусом самолета и изолированных на верхнем конце. Противовесом на самолете служит самый корпус его. На ультракоротких волнах (УКВ) антенна самолетной радиостанции чаще всего представляет собой толстый стержень ножевидной формы.

Устройство и принцип действия радиопередатчиков.

Устройство и принцип действия радиоприемников.

Принцип радителефонной модуляции.

Сведения об антеннах и излучении электромагнитной энергии.

Антенны.

Антенна - необходимая часть любого радиопередающего и радиоприёмного устройства. При помощи фидеров передающая антенна соединяется с радиопередатчиком, а приёмная антенна - с радиоприёмником. Между антеннами распространяются свободные электромагнитные волны. Радиоволны в пространстве рассеиваются и поглощаются окружающей средой. Для уменьшения потерь их концентрируют в определённых направлениях.

Передающая антенна предназначена для преобразования энергии радиосигнала в свободные электромагнитные волны, излучаемые в заданных направлениях.

Приёмная антенна предназначена для преобразования электромагнитных волн, приходящих с определённых направлений, в энергию радиосигнала, принимающего форму связанных электромагнитных волн.

Таким образом, в приёмной и передающей антеннах происходят обратимые процессы. Иногда для приёма и передачи применяется одна антенна, что имеет большое значение в практике.

Колебания излучает открытый колебательный контур, который можно образовать из замкнутого, раздвигая пластины конденсатора и одновременно увеличивая их размеры для сохранения постоянства собственной частоты.

На практике широко применяются несимметричные вибраторы, у которых земля заменяет второй провод симметричного вибратора. Это возможно благодаря хорошей проводимости земли.

Если антенна направленная, то плотность потока мощности излучения такой антенны в разных направлениях различна. О направленных свойствах антенны судят по её диаграмме направленности - зависимости напряжённости поля излучения от направления при измерении этого поля на одинаковом расстоянии от антенны, т.е. она показывает форму радиополя данной антенны.

К антеннам предъявляются следующие эксплуатационные требования: безопасность эксплуатации, высокая механическая прочность и надёжность, минимальные габариты; и вес, небольшая стоимость и т.д.

Условия эксплуатации самолётных антенн специфичны. Выступающие части их создают аэродинамическое сопротивление. Если антенна слабо направлена, то она облучает фюзеляж самолёта, вследствие чего искажается диаграмма н

Типы самолетных антенн.

Современные самолеты оборудуются жесткими антенными устройствами . Для приема и передачи используется одна и та же антенна. В момент работы самолетной радиостанции на передачу антенна посредством специального антенного реле подключается к передатчику, а в момент работы станции на прием - к приемнику.

На рис.7 изображена жесткая Г-образная коротковолновая антенна цельнометаллического самолета для радиостанций дальней связи . Она изготовляется из медного провода.

Рис.8. Общий вид самолетной ультракоротковолновой антенны

Штыревая антенна типа АШС-I удобообтекаемой формы наклонена к поверхности фюзеляжа для уменьшения аэродинамического сопротивления. Такую антенну используют в командных радиостанциях на метровых и дециметровых волнах и в автоматическом радиокомпасе , работающем на средневолновом диапазоне.

Работу автоматического радиокомпаса обеспечивает штыревая и рамочная антенны. В простейшем случае рамочная антенна представляет собой плоский виток провода прямоугольной формы. Ось вращения 00" совпадает с осью симметрии рамки.

Рис.9. Рамочная антенна и диаграмма направленности

Рамка в горизонтальной плоскости обладает направленными свойствами: её диаграмма направленности имеет форму восьмёрки (рис.9).

В направлении перпендикулярном плоскости рамки, отсутствует разность хода волн к её противоположным вертикальным проводам, поэтому приёма не будет. Наибольшие разность хода вода и амплитуда результирующей э.д.с. будут при у =0° и у =180°.

Действующая высота рамки значительно меньше геометрической. Поэтому рамка имеет малое сопротивление излучения и к.п.д., применяется она только в качестве приёмной антенны. Вращая рамку до получения в ней наибольшей э.д.с. устанавливают направление на радиостанцию.

Минимум диаграммы острее максимума, поэтому рамочной антенной чаще пеленгуют по минимальному приёму.

Магнитные антенны - разновидность рамочных антенн. У таких антенн сердечник с высокой магнитной проницаемостью (феррит).

В радиовысотомере применяют однотипные антенны полуволнового вибратора: одна из них - передающая, а другая - приёмная. Собственно вибратор состоит из двух металлических трубок, изолированных друг от друга кольцом из радио-фарфора. Антенны крепятся под фюзеляжем самолёта на расстоянии достаточном для ослабления взаимного влияния антенн.

Заземление и противовес.

Заземлять одну половину антенны имеет смысл в том случае, если почва служит хорошим проводником. Достаточно хорошей проводимостью обладают морская вода и сырая почва. Сухая почва и песок имеют плохую проводимость, вследствие чего получаются большие потери энергии при работе радиостанции. В этом случае нужно устраивать заземление, зарывая в землю проводник или несколько проводников. Заземление в радиостанциях служит как бы одной из обкладок «конденсатора» антенна-земля. Кроме того, в землю отводятся электрические заряды, возникающие в антенне из-за электризации сухим снегом, пылью, или во время грозы.

При твёрдом грунте, на передвижных радиостанциях и на самолётах применяют противовесы. Противовес представляет собой несколько проводов, которые подвешиваются под антенной невысоко над землей. На противовес, изолированный от земли, замыкаются силовые линии электрического поля антенны.

Идеальный противовес должен представлять собой большую металлическую площадь над поверхностью земли. В этом случае противовес должен представлять сплошной экран для электромагнитного поля и тем самим сводить к минимуму потери энергии в земле. Однако выполнение такого противовеса практически затруднительно. Иногда в качестве противовеса используют металлический корпус радиостанции. Противовесом для самолётных радиостанций служит металлический фюзеляж. Но распределение токов в фюзеляже отличается от распределения их в противовесе. В связи с этим изменяются пространственное распределение электромагнитного поля и направленное распространение радиоволн.

Металлизация.

Под металлизацией понимают надёжное электрическое соединение всех металлических частей самолёта и деталей его оборудования между собой и корпусом самолёта. Наличие металлизации обеспечивает:

1. Создание сплошного минусового провода, поскольку минус бортсети «заземлён» на корпус самолёта.

2. Выравнивание потенциала статического электричества, возникающего на частях самолёта и деталях в полёте.

3. Создание эффективного противовеса для передающих устройств радиостанций.

4. Уменьшение помех радиоприёму и увеличение пожарной безопасности самолёта.

На самолёте металлизированы органы управления самолётом, авиадвигатель и его рама, масляная и топливная системы, приборные панели, электрооборудование, агрегаты и экранированные кабели радиоаппаратуры.

Металлизация съёмных и подвижных узлов и агрегатов выполнена гибкими перемычками из медной луженой плетенки, концы которой заделаны в наконечники.

Ионосфера и ее свойства.

Под влиянием лучей Солнца, космических лучей и других факторов воздух ионизируется, т.е. часть атомов газов, входящих в состав воздуха, распадается на свободные электроны и положительные ионы. Ионизированный воздух оказывает сильное влияние на распространение радиоволн.

Для различных газов максимум ионизации получается на разной высоте. Ионизированный слой атмосферы - ионосфера - состоит из нескольких слоев.

На высоте 60...80 км находится слой D, существующий только днем. Следующий слой Е располагается на высоте 90... 130 км. Еще выше находится слой F, имеющий ночью высоту 250...350 км, а днем разделяющийся на два слоя: F 1 - на высоте 180...220 км и F 2 - на высоте 220...500 км.

Высота, толщина и проводимость ионизированных слоев различны в разное время суток и года вследствие изменения ионизирующего действия солнечных лучей. Чем больше ионизирующее действие солнечных лучей, тем больше проводимость и толщина ионизированных слоев и тем ниже они располагаются. Днем проводимость и толщина их больше, а высота над землей меньше, чем ночью. Летом проводимость и толщина ионосферных слоев больше, а высота меньше, чем зимой. Через каждые 11 лет на Солнце повторяется максимум солнечных пятен, являющихся мощными источниками ионизирующих излучений. В это время проводимость и толщина ионизированных слоев достигают максимума, и они располагаются ниже.

Системы внутренней и внешней связи.

На приборной доске пилотов между индикаторами PFD и MFD установлена цифровая аудиопанель Garmin GMA 1347. Она является неотъемлемой частью комплекса Garmin G 1000, связана с интегрированными блоками бортового радиоэлектронного оборудования GIA 63 по протоколу обмена цифровыми данными RS-232 и предназначен для:

Внутренней связи (Intercom) членов экипажа и пассажиров через авиагарнитуры с автоматической коммутацией «приём/передача», ручной регулировкой громкости и шумоподавления;

Внешней симплексной, беспоисковой и бесподстроечной радиосвязи через две ОВЧ-радиостанции СОМ 1 и/или СОМ 2 и авиагарнитуры пилотов;

Повторного воспроизведения записываемой звуковой информации с выходов радиостанций СОМ 1или СОМ 2;

Для прослушивания опознавательных сигналов одного из наземных радиомаяков VOR, DME, NDB (приводных радиостанций) или курсового радиомаяка LOC системы посадки ILS по выбору пилотов;

Прослушивания сигналов маркерных радиомаяков систем посадки или маршрутных маркерных радиомаяков (практически не используются) без выбора пилотов. Для большинства российских аэродромов пролёт дальнего маяка сопровождается звучанием прерывистого тона частотой 3000 Гц в виде серии двух тире в секунду, а пролёт ближнего - в виде серии шести точек в секунду;

Трансляции звуковых сигналов выбранных средств через кабинный громкоговоритель с его приглушением на время включения микрофонов при ведении радиообмена;

Ручного включения режима совмещённой индикации пилотажной и другой важной информации на исправном дисплее в случае отказа одного из индикаторов PFD или MFD.

Кабинный громкоговоритель, а также микрофоны и головные телефоны авиагарнитур пилотов и двух пассажиров подключаются к аудиопанели. Громкоговоритель расположен на потолке кабины над пассажирскими креслами. Гнезда для подключения разъёмов четырёх авиагарнитур расположены на задней части центрального пульта между креслами пилотов.

Для подключения микрофонов авиагарнитур обоих пилотов к передатчикам радиостанций при ведении радиообмена, а также при оповещении пассажиров на ручках управления пилотов расположены кнопки РТТ (Push-To-Talk - аналог кнопки «Радио»).

На лицевой части аудиопанели расположены следующие органы управления:

- СОМ 1 MIC - клавиша для выбора радиостанции СОМ 1, через которую можно вести приём и передачу речевой информации от микрофона авиагарнитуры при нажатии кнопки РТТ на ручке управления одного из пилотов;

- СОМ 2 MIC - клавиша для выбора радиостанции СОМ 2, через которую можно вести приём и передачу речевой информации от микрофона авиагарнитуры при нажатии кнопки РТТ на ручке управления одного из пилотов;

- СОМ 3 MIC - клавиша не задействована;

- СОМ 1 - клавиша для выбора радиостанции СОМ 1 только для прослушивания принимаемых через неё сообщений;

COM 2 - клавиша для выбора радиостанции СОМ 2 только для прослушивания принимаемых через неё сообщений;

- СОМ 3 - клавиша не задействована;

- СОМ 1/2 - клавиша, после нажатия которой 1-й и 2-й пилоты могут одновременно и независимо вести радиообмен, причём 1 - й пилот через радиостанцию СОМ 1, а 2-й - через СОМ 2. Кроме того, 1 -й пилот может прослушивать также опознавательные сигналы выбранных радиомаяков, тогда как 2-й пилот - только речевые сообщения, принятые радиостанцией СОМ 2;

TEL - клавиша не задействована;

РА - клавиша для обращения к пассажирам при нажатии кнопки РТТ на ручке управления одного из пилотов. Если при этом нажата клавиша СОМ 1/2, то только 2-й пилот может обращаться к пассажирам через кабинный громкоговоритель;

SPKR - клавиша для подключения кабинного громкоговорителя. Через него транслируются сигналы выбранных радиосредств, а также сигналы, которые выдаются независимо от выбора экипажа. При включении микрофонов на передачу кнопкой РТТ звук громкоговорителя приглушается;

MKR/MUTE - клавиша, позволяющая временно отключить прослушивание сигналов пролетаемого маркерного маяка в тех случаях, когда, например, они мешают приёму информации от авиадиспетчера. При этом пилоты наблюдают сигнал маркерного маяка на дисплее PFD. Кроме того, клавиша позволяет прерывать прослушивание записанных речевых сигналов диспетчера;

HI SENS - клавиша, которая при нажатии позволяет повысить чувствительность маркерного приёмника с 1000 мкВ до 200 мкВ, что необходимо для приёма сигналов маршрутных маяков на больших высотах полёта;

AUX - клавиша не задействована. Она может быть использована при установке на самолёте дополнительных (Auxiliary) навигационных средств;

DME, NAV 1, NAV 2, ADF - клавиши, которые при нажатии позволяют выбирать соответствующие радиомаяки для прослушивания с целью их опознавания или приёма сообщений, транслируемых через них, (например, аварийных передач от диспетчера через дальний приводной радиомаяк);

MAN SQ - клавиша, которая при её нажатии переключает ручки PILOT-0-PASS из режима регулировки громкости прослушивания в режим ручной (Manually) регулировки подавителя шума (Squelch);

- PLAY - клавиша для повторного воспроизведения записанных в цифровой форме звуковых сообщений, например, авиадиспетчера в тех случаях, когда они не были восприняты экипажем с первого раза;

- PILOT и COPLT - клавиши, используемые для коммутации внутрисамолётной связи. В зависимости от сочетания включения этих клавиш возможны четыре режима внутрисамолётной связи:

Включена только клавиша PILOT - 1-й пилот изолирован и может прослушивать только выбранные радиосредства, 2-й пилот и пассажиры могут общаться между собой.

Включена только клавиша COPLT - 2-й пилот изолирован, 1-й пилот и пассажиры могут прослушивать выбранные радиосредства и общаться между собой.

Обе клавиши PILOT и COPLT включены - 1-й и 2-й пилоты изолированы от пасса, жиров, могут общаться между собой и прослушивать выбранные радиосредства. Пассажиры могут общаться только между собой.

Обе клавиши PILOT и COPLT выключены - и пассажиры, и пилоты могут общаться и прослушивать выбранные радиосредства;

- PILOT-0-PASS - сдвоенные ручки для регулировки громкости прослушивания 1-м пилотом (внутренняя) и 2-м пилотом и пассажирами (наружная). При этом слева и снизу от ручек подсвечивается надпись VOL. При включенной клавише MAN SQ - эти ручки соответственно позволяют регулировать также уровень подавителя шума. При этом справа и снизу от ручек подсвечивается надпись SQ. Переключение между режимами VOL и SQ в этом случае производится последовательным нажатием внутренней малой ручки-кнопки;

DISPLAY BACKUP - кнопка для переключения индикации дисплеев PFD и MFD в совмещённый режим при отказе одного из них. Кнопка должна быть нажата и при автоматическом переходе в режим совмещённой индикации при мигании неисправного индикатора.

При нажатии клавиш аудиопанели и включении соответствующего режима начинает светиться сигнализатор в виде белого треугольника над клавишей (см. рис. 2.15).

Аудиопанель получает электропитание постоянным током напряжением 28 В от шины AVIONIC BUS бортового радиоэлектронного оборудования (авионики) с защитой через автомат защиты AUDIO номиналом 5 А.

При включении аудиопанели, а также в процессе работы производится её самотестирование. При обнаружении отказов появляется соответствующее сообщение в окне уведомляющих сообщений «ALERTS » на дисплее PFD. Перечень сообщений, касающихся аудиопанели и связанного с ней оборудования, приведён в табл.1. При появлении таких сообщений требуется техническое обслуживание оборудования.

Таблица1.

Вылет с отказавшей аудиопанелью запрещён. Под приборной доской слева расположен разъём для подключения дополнительного микрофона. Вместе с громкоговорителем он может быть использован левым пилотом вместо авиагарнитуры. Радиостанции СОМ 1 и СОМ 2 являются неотъемлемой частью интегрированного комплекса Garmin G 1000, встроены в блоки БРЭО G1A 63 и предназначены для:

Симплексной бесподстроечной командной радиосвязи в ОВЧ-диапазоне радиоволн. Двухсторонняя авиационная воздушная связь ведётся с авиадиспетчерами, с экипажами других ВС или диспетчерами производственных служб авиапредприятий;

Прослушивания сообщений вспомогательных аэродромных служб, например ATIS, служб метеообеспечения VOLMET, SIGMET и т. п.;

Радиосвязи на международной аварийной частоте 121,500 МГц, например, при проведении поисково-спасательных работ.

В состав обеих радиостанций кроме приёмопередающей аппаратуры, интегрированной в блоки GIA 63, входят переключатели «приём-передача» - кнопки РТТ, установленные на ручках управления пилотов и штыревые антенны (антенна радиостанции СОМ 2 имеет L- образную форму). Размещение антенн радиостанций и их внешний вид показано на рис. 1.

Рис. 1. Внешний вид антенн ОВЧ радиостанций:

а - антенна радиостанции СОМ 1; б - антенна радиостанции СОМ 2

Радиостанции СОМ 1 и СОМ 2 идентичны и характеризуются следующими основными эксплуатационно-техническими показателями:

Диапазон рабочих частот, МГц 118,000-136,975

Шаг сетки частот, кГц 25 или 8,33 (по выбору экипажа)

Вид модуляции амплитудная (AM)

Средняя мощность передатчика, Вт 16

Напряжение электропитания, В 28 постоянного тока

Дальность действия, км 120 -130 при высоте полёта 1000 м

Чувствительность приёмника, мкВ 2,5

Выбор шага сетки частот (CHANNEL SPACING) осуществляется экипажем на четв£ той странице «AUX-SYSTEM SETUP» группы «AUX» на дисплее MFD в разделе «СОM CONFIG» с помощью ручек FMS .

Радиостанция СОМ1 получает электропитание постоянным током напряжением 28 В от левой основной шины LH MAIN BUS с защитой через автомат защиты СОМ 1 номиналом 5А, а радиостанция СОМ 2 - от шины БРЭО AVIONIC BUS через автомат защиты СОМ г номиналом также 5 А.

Радиостанции не имеют собственных пультов управления. Все органы управления радиостанциями и индикаторы настройки сосредоточены в правой верхней части каждого из дисплеев - PFD и MFD (рис. 2.). Действие данных органов управления и индикаторов настройки одинаково, независимо от того, на каком дисплее они используются экипажем.

Рис. 2 Правая верхняя часть дисплеев PFD и MFD

Настройка радиостанций может производиться либо вручную, либо из аэронавигационной базы данных. Информация о частотах наземных радиостанций для УВД, действующих в тех или иных зонах воздушного пространства, берётся из обновляемой базы аэронавигационных данных. Например, на дисплее MFD с помощью ручек FMS в группе страниц «WPT» выбирается первая страница «WPT-AIRPORT INFORMATION». Затем в разделе «FREQUENCIES» выбирается частота нужного сектора УВД. Выбор подтверждается нажатием клавиши ENT. После этого значение частоты появляется в окне подготовленных частот настраиваемой радиостанции. Аналогично ускоренная настройка радиостанций в аварийных ситуациях возможна из базы данных ближайших аэродромов (NEAREST AIRPORTS).

Ручная настройка радиостанций осуществляется сдвоенными ручками СОМ, причём малой внутренней ручкой устанавливаются значения частоты в кГц, а большой наружной ручкой - в МГц. На то, какая радиостанция настраивается, указывает голубая рамка, цвет цифр и символ « » между активной и подготавливаемой частотами. Переключение между радиостанциями СОМ 1 и СОМ 2 для их настройки и управления производится нажатием малой внутренней ручки-кнопки СОМ (обратно - повторным нажатием). Радиостанции, выбранные нажатием клавиш COM MIC и/или СОМ на аудиопанели для ведения радиосвязи и/или прослушивания, представлены значением их рабочих частот в зелёном цвете (СОМ 1 на рис. 2.17). Переключение между рабочей частотой и подготовленной частотой, обозначенной голубым цветом и рамкой, производится нажатием клавиши « » (Transfer). Длительное (около 2 с) нажатие на эту клавишу переводит рабочую частоту в область, обозначенную голубой рамкой, т. е. в подготовленную, а радиостанция перестраивается на международную аварийную частоту 121,500 МГц.

Уровень принимаемого сигнала (громкость) устанавливается ручкой VOL для той радиостанции, которая выбрана малой внутренней ручкой-кнопкой СОМ для настройки и управления. При вращении ручки VOL уровень сигнала изменяется от 0 до 100%. Изменяемое значение уровня в процентах со словом «VOLUME» индицируется вместо значений подготовленной частоты без рамки. Индикация продолжается в течение трёх секунд после завершения вращения ручки VOL. Эта ручка является также кнопкой, нажатием на которую включается автоматическое подавление шума (Squelch) в приёмнике выбранной для настройки радиостанции. Выключение подавителя шума производится повторным нажатием.

Во время приёма сообщений на рабочей частоте выбранной радиостанции рядом с отображаемым значением частоты появляются буквы RX, а во время передачи - буквы ТХ.

Контроль работоспособности радиостанций осуществляется экипажем путём самопрослушивания в телефонах авиагарнитуры при выходе на внешнюю радиосвязь. Отказ радиостанций обнаруживается также отсутствием прослушивания сообщений при работе на приём.

Кроме того, при включении и в процессе работы радиостанций производится их самотестирование. При обнаружении отказов вместо цифровых значений частот отказавшей радиостанции появляется перекрестие красного цвета. Кроме того, появляется соответствующее сообщение в окне уведомляющих сообщений «ALERTS» на дисплее PFD.

Перечень сообщений, касающихся радиостанций СОМ 1, СОМ 2 и связанного с ними оборудования, приведён в табл.2. При появлении таких сообщений требуется техническое обслуживание оборудования. Таблица 2.

При отказе аудиопанели или блоков цифровой обработки звуковых сигналов радистанция СОМ 1 работает без цифровой обработки сигналов и подключается непосредственной к авиагарнитуре 1-го пилота.

Перед полётом, при осмотре самолёта необходимо проверить целостность антенн, от. сутствие на них льда и загрязнений. Вылет с отказавшей радиостанцией запрещён. Отказ обеих радиостанций в полёте соответствует аварийной ситуации «Отказ радиосвязи». В этом случае необходимо установить код ответчика УВД (Squawk) равным 7600 для информирования авиадиспетчера об отказе радиосвязи.

Автоматический радиокомпас.

Назначение: 1) Определяет КУР ;

2) Автоматический радиокомпас KR 87 предназначен для решения

следующих навигационных задач:

Полет на радиостанцию и от нее с визуальной индикацией

курсового угла;

Заход на посадку совместно с другими приборами по системе обеспечения

слепой посадки;

Автоматическое и непрерывное определение и визуальная

индикация курсового угла радиостанции (КУР ) в пределах от 0° до 360° ;

Слуховой прием позывных сигналов радиостанций, работающих в диапазоне частот радиокомпаса.

О.Т.Д.: 1) U пит = 28В ; 2) f р = 200-1799 кГц ; 3) ΔКУР = ±3º; 4) Д = 160-180 км;

Состав и 1) Приемник;

размещение: 2) Антенна радиокомпаса– снизу фюзеляжа;

3) Индикатор;

Особенности

распространения СВ:

СВ распространяются около поверхности земли в зависимости от времени суток следующим образом: а) Ночью - двумя лучами поверхностным (1) и пространственным (2) , отраженным от верхних слоев ионосферы Е, F ;

б) Днём - только поверхностным (1) , т.к. пространственный луч поглощается нижним слоем ионосферы Д .

Поэтому дальность действия АРК зависит от времени суток и от мощности ПРС .

Режимы работы

и принцип действия: АРК имеет 2 режима работы:

1) «ANT» (антенна) - в этом режиме прием ведется только на одну штыревую антенну, которая имеет круговую диаграмму направленности, поэтому он используется для настройки приемника АРК на частоту ПРС или может быть использован как связной радиоприемник СВ .

Органы управления

и контроля:

Указатель KI 227.

Лицевая панель прибора КI 227

Автоматический радиокомпас KR 87 имеет два рабочих режима;

Режим ANT (антенна),

Режим ADF (компас),

В режиме ANT радиопеленгатор выключен, рамочная антенна блокирована, прибор работает как приемник, позволяющий вести прием звуковых сигналов радиомаяка через громкоговоритель или наушники.

Этот режим обеспечивает более чистый прием звуковых сигналов и используется для опознавания радиостанции.

В разных регионах мира некоторые станции, работающие на низких средних частотах, используют телеграфную систему передач в опознавательных целях. Эти станции легко опознаются с помощью кнопки BFO . При нажатии кнопки BFO сигнал в 1000Гц становится слышимым, как только появляется высокочастотный радиосигнал на выбранной частоте. Сообщение BFO высвечивается в центре дисплея.

Переход к режиму ADF осуществляется нажатием на кнопку ADF , при этом на дисплее слева высветится надпись ADF . На приборе KI 227 стрелка КУР будет показывать курсовой угол радиостанции.

На индикаторе слева высвечивается рабочая (активная) частота, справа - дежурная (резервная) частота или время.

Если радиокомпас высвечивает время, то для индикации дежурной частоты нужно нажать кнопку FRQ .

Настройка АРК

На PFD нажать программную кнопку «ADF/DME», откроется окно «ADF/DME TUNING»;

Нажать FMS, высветится подготовительная частота в окне ADF;

Используя большую и маленькие ручки FMS набрать частоту привода;

2 раза нажать ENT для перевода набранной частоты в рабочую;

Нажать PFD программную кнопку, откроется дополнительные кнопки «BRG-1», «BRG-2»;

Нажать «BRG-1», «BRG-2» до отображения в окошке режима работы ADF и высвечивания частоты привода.

В зависимости от нажатия «BRG-1» или «BRG-2» одинарная или двойная сини стрелки будут показывать на выбранную приводную.

Эксплуатация. 1) Прослушивание АРК KR-87 осуществляется нажатием кнопки ADF на GМА-340 .

2) Режим «антенна» - только для прослушивания. КУР на

KI 227 в этом режиме показывает 90° , слева на панели

KR-87 высвечивается надпись ANT .

3) Режим «компас» - для прослушивания позывных станций

и для индикации КУР на приборе KI 227 . В этом режиме

слева на панели KR-87 высвечивается надпись ADF .

4) Перевод из режима ANT в режим ADF осуществляется нажатием

кнопки ADF на панели KR-87 .

5) Режим BFO – для пеленгования при работе радиостанции в

режиме телеграф. Включается нажатием соответствующей кнопки на KR-87 .

Методические Исходя из особенностей распространения СВ АРК может иметь:

ошибки АРК: 1) Радиодевиация (∆Р) - это отклонение рамочной антенны от истинного направления наПРС , которое происходит за счет того, что вторичное излучение искажает основное радиополе ПРС вблизи самолета. ∆Р зависит в основном от взаимного положения самолета и ПРС , т.е. от КУРа , поэтому радиодевиацию автоматически компенсируют в блоке рамочной антенны специальным механическим (лекальным) устройством.

2) Ошибки, возникающие вследствие влияния: а) ночного, б) горного, в) берегового эффектов при распространении радиоволн (рис.2а,б,в). Могут достигать величины 30º-40º . Учитываются пилотом при полетах в соответствующих условиях.

День Ночь Ночной эффект проявляется в период

утренней и вечерней зари, когда появля -

F ется или исчезает пространственный луч,

Е что приводит к колебаниям стрелки АРК .

Земля

ПРС 1 Горный эффект проявляется при

полетах вблизи гор, когда возможно

В примере, рассматривается радиоприемник Альпинист, модель — 321 \фото № 1\. На лицевой панели расположены:

переключатель диапазонов для длинных и средних волн;
ручка включения радиоприемника с регулятором громкости

и ручка настройки.

На задней стенке приемника расположены гнезда для подключения:

внешней антенны;

заземления;

наушников

и гнездо для подключения разъема с проводом от блока питания \фото №2\. Радиоприемник относится к третьему классу, выпуск — 1982 год.

Узлы и детали — приемника Альпинист

Для осмотра деталей и внутренней конструкции приемника, необходимо открутить всего лишь два болта \фото №3, фото №4\, головки болтов которых выполнены под плоскую отвертку.

На печатной плате расположены основные узлы и детали приемника Альпинист-321 \фото №5\. Сам корпус приемника изготовлен из полистирола. К узлам радиоприемников относятся электромонтажные схемы печатных плат:

блока питания;

блока УКВ;

блока УНЧ;

блока КСДВ

К деталям приемника \радиодеталям\, относятся:

резисторы;

конденсаторы;

печатной платы;

силового трансформатора

и деталей, смонтированых на печатной плате, необходимых для стабилизации и выпрямления тока. То-есть, в дополнение к силовому трансформатору, — обычно такая схема состоит из нескольких:

резисторов;

транзисторов

и конденсатора.

Указание деталей — на плате приемника

На четырех фотоснимках \фото №№ 6,7,8,9\ приемника Альпинист-321, авторучкой указаны катушки входных контуров:

для длинных волн \L3\;

для средних волн \L1\

и две катушки связи:

Все катушки намотаны на ферритовом стержне магнитной антенны. Магнитная антенна, для данного приемника, необходима для принятия радиоволн двух диапазонов — длинных и средних волн.

И чтобы это выглядело более понятливо, сопоставим фотоснимки \6,7,8,9\ с конструкцией магнитной антенны радиоприемника:

конструкция магнитной антенны

На фотоснимке №10 дано изображение оси ручки настройки. При помощи верньерного устройства \механики передаточного отношения\, передается сила для совершения вращения шкива КПЕ — конденсатора переменной емкости.

Привод верньерного устройства передает свое движение указателю шкалы, где при визуальном наблюдении за шкалой мы наблюдаем установленную нами частоту принимаемого сигнала. \фото №11\.

Переключателем диапазонов осуществляется переключение принимаемого сигнала для длинных и средних волн \фото №12\.

Настраивание приемника на необходимую нам частоту осуществляется двухсекционным блоком КПП. Подобные блоки, по своей конструкции могут выглядеть как с воздушным так и с твердым диэлектриком. Для данного приемника диэлектрик — воздушный, емкость которого составляет от 9 до 280 пикофарад \фото №№ 13,14\.

В целом, данная радиодеталь называется — конденсатором переменной емкости , в конструкции которого входят — подвижная и неподвижная части пластин:

ротор — подвижная часть;

статор — неподвижная часть

конструкции.

Указание деталей на схеме

На схеме, конденсатор переменной емкости выглядит следующим образом \фото №№ 15,16\:

То-есть, для данной схемы мы можем заметить, что два конденсатора соединены пунктирной линией и являются в общем — двухсекционным конденсатором.

Осью регулятора громкости при его вращении, изменяется сопротивление в цепи \фото №№ 17,18\. В общих чертах, регулятор громкости выполняет функцию реостата.

В радиосхемах \фото №№ 19,20\, регулятор громкости имеет графическое обозначение как переменный резистор , при помощи которого осуществляется плавное регулирование сопротивления в цепи. От переменного резистора \фото №19\ как можно заметить, — отходит пунктирная линия к замыкающему и размыкающему ключу \фото №20\. Из данного обозначения следует, что регулятором громкости осуществляется не только регулирование звука но и осуществляется включение и отключение приемника.

В следующем фрагменте схемы \фото №21\ указан отсек с элементами питания на 9 В. Данный отсек, как видно по схеме, — имеет разъемное контактное соединение со схемой приемника.

На печатной плате \фото №№ 22,23\ указаны авторучкой — подстроечные конденсаторы переменной емкости . Корпус конденсатора выполнен из керамики с твердым диэлектриком. Емкость подстроечных конденсаторов небольшая и обычно составляет от 1,5 до 20 пикофарад, настройка которых осуществляется в заводских условиях. Если посмотреть внимательно, рядом с конденсаторами указаны их названия — С1,С2. Далее, смотрим по схеме.

Соответственно, такие подстроечные конденсаторы переменной емкости в схеме обозначены следующим образом \фото №№ 24,25\, емкость которых составляет от 5 до 20 пикофарад \как указано в схеме\. Указанные конденсаторы \С1,С2\, как видно по схеме, соединены с входными контурами магнитной антенны.

На двух фотоснимках печатной платы \фото №№ 26,27\ указаны подстроечные резисторы с плавной регулировкой. Регулировка таких резисторов проводится также, на заводе, — при изготовлении приемника.

Страницы истории

Радио (лат. radio - излучаю, испускаю лучи radius - луч) - разновидность беспроводной связи, при которой в качестве носителя сигнала используются радиоволны, свободно распространяемые в пространстве.

Принцип работы

Передача происходит следующим образом: на передающей стороне формируется сигнал с требуемыми характеристиками (частота и амплитуда сигнала). Далее передаваемый сигнал модулируетболее высокочастотное колебание (несущее). Полученный модулированный сигнал излучается антенной в пространство. На приёмной стороне радиоволны наводят модулированный сигнал в антенне, после чего он демодулируется (детектируется) и фильтруется ФНЧ (избавляясь тем самым от высокочастотной составляющей- несущей).Полученный модулированный сигнал излучается антенной в пространство.
На приёмной стороне радиоволны наводят модулированный сигнал в антенне, после чего он демодулируется (детектируется) и фильтруется ФНЧ (избавляясь тем самым от высокочастотной составляющей- несущей).). Таким образом, происходит извлечение полезного сигнала. Получаемый сигнал может несколько отличаться от передаваемого передатчиком (искажения вследствие помех и наводок).

Частотные диапазоны
Частотная сетка, используемая в радиосвязи, условно разбита на диапазоны:

Длинные волны(ДВ)- f = 150-450 кГц (л = 2000-670 м)
Средние волны(СВ)- f = 500-1600 кГц (л = 600-190 м)
Короткие волны(КВ)- f = 3-30 МГц (л = 100-10 м)
Ультракороткие волны(УКВ)- f = 30 МГц- 300 МГц (л = 10-1 м)
Высокие частоты (ВЧ- сантиметровый диапазон)- f = 300 МГц- 3 ГГц (л = 1-0,1 м)
Крайне высокие частоты (КВЧ- миллиметровый диапазон)- f = 3 ГГц- 30 ГГц (л = 0,1-0,01 м)
Гипервысокие частоты (ГВЧ- микрометровый диапазон)- f = 30 ГГц- 300 ГГц (л = 0,01-0,001 м)

В зависимости от диапазона радиоволны имеют свои особенности и законы распространения:

ДВ сильно поглощаются ионосферой, основное значение имеют приземные волны, которые распространяются, огибая землю. Их интенсивность по мере удаления от передатчика уменьшается сравнительно быстро.
СВ сильно поглощаются ионосферой днём, и район действия определяется приземной волной, вечером хорошо отражаются от ионосферы и район действия определяется отражённой волной.
КВ распространяются исключительно посредством отражения ионосферой, поэтому вокруг передатчика существует т.н.зона радиомолчания. Днём лучше распространяются более короткие волны (30 МГц), ночью- более длинные (3 МГц). Короткие волны могут распространяться на больши м е расстояния при малой мощности передатчика.
УКВ распространяются прямолинейно и, как правило, не отражаются ионосферой. Легко огибают препятствия и имеют высокую проникающую способность.
ВЧ не огибают препятствия, распространяются в пределах прямой видимости. Используются в WiFi, сотовой связи ит.д.
КВЧ не огибают препятствия, отражаются большинством препятствий, распространяются в пределах прямой видимости. Используются для спутниковой связи.
Гипервысокие частоты не огибают препятствия, отражаются подобно свету, распространяются в пределах прямой видимости. Использование ограничено.

Распространение радиоволн

Радиоволны распространяются в пустоте и в атмосфере; земная твердь и вода для них непрозрачны. Однако, благодаря эффектам дифракции и отражения, возможна связь между точками земной поверхности, не имеющими прямой видимости (в частности, находящимися на большом расстоянии).
Распространение радиоволн от источника к приёмнику может происходить несколькими путями одновременно. Такое распространение называется многолучёвостью . Вследствие многолучёвости и изменений параметров среды, возникают замирания (англ. fading )- изменение уровня принимаемого сигнала во времени. При многолучёвости изменение уровня сигнала происходит вследствие интерференции, то есть в точке приёма электромагнитное поле представляет собой сумму смещённых во времени радиоволн диапазона.

Особые эффекты

эффект антиподов- радиосигнал может хорошо приниматься в точке земной поверхности, приблизительно противоположной передатчику.
Описанные примеры:

радиосвязьЭ.Кренкеля(RPX), находившегося наЗемле Франца-Иосифа12 января 1930г. сАнтарктикой(WFA).
радиосвязь плотаКон-Тики(приблизительно 6° ю.ш. 60° з.д.) сОсло, передатчик 6 Ватт.
эхо от волны, обошедшей Землю (фиксированная задержка)
редко наблюдаемый и малоизученный эффект LDE (Мировое эхо, эхо с большой задержкой).
эффект Доплераизменение частоты (длины волны) в зависимости от скорости приближения (или удаления) передатчика сигнала относительно приёмника. При их сближении частота увеличивается, при взаимном удалении уменьшается.

Радиосвязь можно разделить на радиосвязь без применения ретрансляторов по длинам волн:

СДВ-связь
ДВ-связь
СВ-связь
КВ-связь
КВ-связь земной (поверхностной) волной
КВ-связь ионосферной (пространственной волной)волной
УКВ-связь
УКВ связь прямой видимости
тропосферная связь
С применением ретрансляторов:
Спутниковая связь,
Радиорелейная связь,
Сотовая связь.

Использование широковещательной потоковой передачи

Содержимое, передаваемое потоком с широковещательной передачей, больше всего подходит для сценариев, напоминающих просмотр телевизионной программы, при этом управление и потоковая передача содержимого выполняется из пункта источника или сервера. Этот тип пункта публикации наиболее часто используется для передачи прямых потоковых данных от кодировщиков, удалённых серверов или других широковещательных пунктов публикации. Если клиент подключается к широковещательному пункту публикации, то он получает широковещательные данные, трансляция которых уже началась. Например, если в 10:00 начинается трансляция совещания в компании, то клиенты, подключившиеся в 10:18, пропустят только первые 18 минут совещания. Клиенты могут запускать и останавливать поток, однако они не могут приостановить его, перемотать вперёд, назад или пропустить.
Кроме того, на широковещательном пункте публикации можно выполнять потоковую передачу файлов и списков воспроизведения файлов. Если источником файлов служит широковещательный пункт публикации, то сервер передаёт файл или список воспроизведения как широковещательный поток. При этом в проигрывателе нельзя управлять воспроизведением, как в случае с потоком по запросу. Пользователи получают широковещательные данные прямого закодированного потока. Клиенты начинают воспроизводить уже передаваемый поток.
Обычно широковещательный пункт публикации начинает потоковую передачу сразу после запуска и продолжает её до тех пор, пока он не будет остановлен или пока не закончится содержимое.
Содержимое с широковещательного пункта публикации можно предоставлять как одноадресный или многоадресный поток. Поток с широковещательного пункта публикации можно сохранить как файл архива, а затем предложить его конечным пользователям в качестве повтора исходных широковещательных данных по запросу.

Гражданская радиосвязь

Решениями ГКРЧ России (Государственной комиссии по радиочастотам) для гражданской связи физическими и юридическими лицами на территории Российской Федерации выделены 3 группы частот:

27МГц (Си-Би, «Citizens’ Band», гражданский диапазон), с разрешённой выходной мощностью передатчика до 10Вт. Автомобильныерациидиапазона 27 МГц широко используются для организации радиосвязи в службах такси, для связи водителей-дальнобойщиков;
433МГц (LPD, «Low Power Device»), выделено 69 каналов длярацийс выходной мощностью передатчика не более 0,01Вт;
446МГц (PMR, «Personal Mobile Radio»), выделено 8 каналов длярацийс выходной мощностью передатчика не более 0,5Вт.

Радио используется в компьютерных сетях AMPRNet, в которых соединение обеспечивается любительскими радиостанциями.

Радиолюбительская связь

Радиолюбительская связь- многогранное техническоехобби, выражающееся в проведении радиосвязей в отведённых для этой цели диапазонах радиочастот. Данное хобби может иметь направленность в сторону той или иной составляющей, например:

конструирование и постройка любительской приёмно-передающей аппаратуры и антенн;
участие в различных соревнованиях по радиосвязи (радиоспорт);
коллекционированиекарточек-квитанций, высылаемых в подтверждение проведённых радиосвязей и/илидипломов, выдаваемых за проведение тех или иных связей;
поиск и проведение радиосвязей с радиолюбительскими станциями, работающими из отдалённых мест или из мест, с которых крайне редко работают любительские радиостанции (DXing );
работа какими-то определёнными видами излучения (телеграфия, телефония соднополоснойиличастотной модуляцией,цифровые виды связи);
связь на УКВ с использованием отражения радиоволн от Луны (EME), от зонполярного сияния(«Аврора»), отметеорных потоков, с ретрансляцией через радиолюбительскиеИСЗ;
работа малой мощностью передатчика (QRP), на простейшей аппаратуре;
участие в радиоэкспедициях- выход в эфир из отдалённых и труднодоступных мест и территорий планеты, где нет активных радиолюбителей.

4. Принцип работы передатчика

Сигнал с датчиков или любых других источников аналоговой информации поступает на быстродействующие аналоговые ключи. Работой, которых управляет схема временного разделения каналов, состоящая из дешифратора 1, счётчика 1 и генератора импульсов 1.Схема работает следующим образом:

Генератор импульсов 1 выдаёт короткие импульсы расстояния, между которыми равны времени преобразования А.Ц.П. Эти импульсы подсчитываются трёхразрядным асинхронным счётчиком импульсов граф которого имеет такой вид

Такой счётчик легко реализовать на трёх синхронных D-триггерах. Трёх разрядный двоичный код со счётчика 1 поступает на дешифратор 1, который в зависимости от кода подключает соответствующие каналы.

Таким образом, на вход А.Ц.П. поступают последовательно аналоговые сигналы с соответствующих аналоговых входов. А.Ц.П. синхронизируется побитовым генератором. Это генератор коротких импульсов, расстояние между которыми равно длительности элементарного символа в коде. А.Ц.П., как правило, содержит на выходе параллельный регистр, у которого выходы находятся в так называемом третьем состоянии (высокий импенданс) . Чтобы обеспечить вывод данных нужен сигнал разрешения он поступает от генератора импульсов 1. После вывода параллельного кода выводы этого регистра автоматически переходят обратно в третье состояние.

С А.Ц.П. выходит 9 разрядный параллельный код командного слова, который поступает на преобразователь кода из параллельного в последовательный. Такой преобразователь может быть выполнен на параллельно-последовательном регистре, который синхронизируется также от побитового генератора.

В качестве синхрослова используется 63 разрядная М-последовательность. Синхрослово должно быть в начале кадра. Схема формирования синхрослова может быть выполнена на основе формирователя М-последовательности и на основе П.З.У. Первый вариант схемы (рис.1) работает таким образом:

Имеется формирователь М-последовательности (Ф.М.П.), который легко реализуется с помощью линейных переключательных схем на основе сдвигающих регистров. Принцип формирования в данном проекте рассматривать не будем, он очень подробно рассмотрен в литературе . В качестве синхросигнала для Ф.М.П. используется побитовый генератор импульсов. Генерация последовательности начинается, когда приходит сигнал высокого уровня со схемы сравнения (сигнал пуск). Такой сигнал возможен только в том случае если подключен первый канал и начат вывод из А.Ц.П. первого кодового слова. Для формирования 63 разрядной М-последовательности необходимо 64 импульса. Схема подсчёта этих импульсов выполнена на счётчике 2 и дешифраторе 2. Как только счётчик насчитывает 64 импульса на соответствующем выходе дешифратора появляется сигнал высокого уровня (сигнал останов.), который останавливает Ф.М.П. Так как счётчик 2 будет постоянно считать импульсы с побитового генератора импульсов, то в момент начала формирования М-последовательности его надо вернуть в исходное состояние (сбросить). Для этого сигнал пуск со схемы сравнения подаётся на ключ, который подключает сигнал высокого уровня на небольшое время к входу сброса счётчика. Сигнал останов. также переводит регистр-преобразователь кода из третьего состояния в рабочее и с его выхода начинает выходить М-последовательность в последовательном двоичном коде. Как только все 63 разряда синхрослова выйдут из регистра, он автоматически переходит в третье состояние.

Второй вариант схемы (рис.2) формирования М-последовательности основан на использовании П.З.У. Принцип работы такой:

Аналогично схеме с генератором М-последовательности имеется сигнал пуск. Он поступает на П.З.У. и переводит его в режим считывания. В П.З.У. заранее запрограммирована нужная 63 разрядная М-последовательность. Также на П.З.У. поступает сигнал синхронизации от битового генератора, как и в предыдущей схеме. Синхрослово выходит в параллельном коде из П.З.У. и поступает на преобразователь кода в виде регистра. После вывода П.З.У. выходит из режима считывания и ждёт сигнал пуск. Сигнал пуск также переводит преобразователь кода в рабочее состояние, и начинается вывод синхрослова в последовательном коде под действием сигнала синхронизации, поступающего от битового генератора. Эта схема наиболее простая так как требуется меньше сигналов управления по сравнению со схемой на формирователе. Также малогабаритнее, дешевле и надёжнее так как используется меньше радиоэлементов и микросхемы П.З.У. такой малой емкости очень дёшевы. В работе я рассмотрел простейший вариант схемы. Вообще, как правило, такие схемы формирования делаются на микропроцессорном комплекте или микроконтроллерах, тогда всё управление можно осуществлять программным путём через порты ввода-вывода.

Синхрослово поступает на сумматор, где суммируется с кодовыми словами. Чтобы не было наложения синхрослова на кодовые слова необходимо задержать кодовые слова на время равное длительности синхрослова. Это делается с помощью цифровой линии задержки или блока памяти.

В результате образуется кадр, состоящий из синхрослова и 7кодовых слов, разделённых по времени. Далее,сигнал поступает на в.ч. каскад (рис.3) где он поступает на фазовый манипулятор, с помощью которого манипулируется поднесущая. Сформированным фазоманипулированным сигналом на поднесущей осуществляется фазовая модуляция несущего колебания.

На в.ч. каскад

С обратной связью наиболее характерно для управления бортовой аппаратурой космических аппаратов. 4. Разработка функциональной схемы радиолинии 4.1 Спектр сигнала КИМ-ЧМ-ФМ Сигнал КИМ-ЧМ-ФМ является одним из наиболее часто применяемых сигналов при организации цифровой связи по радиоканалам большой длительности. Символы сигнала КИМ заполняются прямоугольными колебаниями (меандром) разной...

... : 2.4 Расчет энергетического потенциала Энергетическим потенциалом радиолинии называется отношение средней мощности сигнала к спектральной плотности шума, пересчитанное ко входу приемника. В задании курсового проектирования задана линия с расстоянием между приемником и передатчиком 200 км. Зададимся, что это линия Земля - управляемый объект. Линия связи подобного типа предназначена для...

Применяется посимвольный прием. Рисунок 1. Функциональная схема радиолинии КИМ-ФМ Необходимо знать - скорость передачи информации R (двоичных единиц в секунду), энергетический потенциал радиолинии, закон изменения несущей частоты из-за нестабильности передатчика и движения передающего и принимающего пунктов. Предполагается также, что символы в КИМ сигнале могут считаться независимыми, а...

Российские летательные аппараты, совершившие посадку на Венеру в 1982 г., послали на Землю цветные фотографии с изображением острых скал. Благодаря парниковому эффекту, на Венере стоит ужасная жара. Атмосфера, представляющая собой плотное одеяло из углекислого газа, удерживает тепло, пришедшее от Солнца. В результате скапливается большое количество тепловой энергии. Цифровая радиолиния с...

Радио (в переводе с лат. «radio» означает «излучаю», «испускаю лучи») - это вид беспроводного соединения, который предназначен для передачи и приема информации. При этом сигнал свободно распределяется в пространстве с помощью электромагнитных волн, которые еще называют «радиоволнами».

Как работает радио?

Принцип работы состоит в следующем: для того, чтобы информация была передана, сторона-отправитель моделирует необходимый сигнал, который характеризуется определенной амплитудой и частотой. На следующем этапе, сигнал формирует несущее (высокочастотное) колебание. После чего происходит излучение преобразованного сигнала в пространство с помощью антенны. В то время как приёмная сторона производит обратные действия: антенна улавливает модулированный сигнал и преобразовывает его с помощью фильтра низких частот (ФНЧ). Данное действие производится для того, чтобы избавиться от несущей (высокочастотной составляющей). Таким образом, приемная сторона извлекает из полученного высокочастотного колебания полезный сигнал. Однако, в некоторых случаях, из-за помех и наводок может происходить искажение передачи, вследствие чего полученный сигнал будет отличаться от переданного.

Виды радиоволн и частотные диапазоны

Международным союзом связи была принята следующая классификация частотных диапазонов:
1. Мириаметровые волны (очень низкие частоты) - 3-30 кГц, длина волны - 10-100 км;
2. Километровые волны (низкие частоты) - 3-300 кГц; длина волны - 1-10 км;
3. Гектометровые волны (средние частоты) - 0,3-3 МГц, длина волны - 0,1-1 км;
4. Декаметровые волны (высокие частоты) - 3-30 МГц, длина волны - 10-100 м;
5. Метровые волны (очень высокие частоты) - 30-300 МГц, длина волны - 1-10 м;
6. Дециметровые волны (ультравысокие частоты) - 0,3-3 ГГц, длина волны - 10-100 см;
7. Сантиметровые волны (сверхвысокие частоты) - 3-30 ГГц, длина волны - 1-10 см;
8. Миллиметровые волны (крайне высокие частоты) - 30-300 ГГц, длина волны - 0,1-1 см.
В сфере радиовещания и используют только несколько типов радиоволн: сверхдлинные (мириаметровые), длинные (километровые), средние (гектометровые), короткие (декаметровые) и ультракороткие (высокочастотные).

Законы распространения радиоволн

В зависимости от излучаемых источником частот, каждый тип радиоволн имеет свои особенности и законы распределения в пространстве.

Для длинных волн характерна повышенная степень поглощения ионосферой. Особую роль играют приземные радиоволны, которые распространяются, «окутывая» землю. Если говорить о мощности сигнала, то при отдалении от источника передачи, он уменьшается стремительными темпами.

Средние волны наиболее уловимы для ионосферы днем, причем радиус действия в это время суток определяется приземной волной. Вечером ситуация кардинально меняется: средние радиоволны хорошо отражаются от ионосферы, а район распространения определяется отраженной волной.

Так как способ распространения коротких волн - это отражение ионосферой, то вокруг передатчика сигнала образуется зона радиомолчания (в ней прием сигнала практически невозможен). Причем, в дневное время лучше распространяются короткие волны, а в ночное - более длинные. При условии уменьшения мощности радиопередатчика, радиоволны этого типа могут распространяться на значительные расстояния.
Высокочастотные (ультракороткие) волны не отражаются ионосферой и распространяются, как правило, прямолинейно. Однако, в некоторых условиях, а именно из-за отличия плотностей в разных слоях атмосферы, радиоволны способны «огибать» земной шар. Для данного типа волн характерна высокая проникающая способность.

Особенностью высоких частот (ВЧ) является их распространение в рамках прямой видимости. Такие волны используются для беспроводной передачи данных (WiFi) и мобильной связи. Крайне высокие частоты (КВЧ), подобно высоким частотам, не огибают преград и используются в технологиях спутниковой связи. Гипервысокие частоты имеют свойство отражения (подобно световым лучам), радиус действия определяется пределами видимости. Использование подобных электромагнитных волн крайне ограничено.

Человечеству известны следующие условия распределения радиоволн. Сигнал может распространяться в атмосфере и пустоте, в то время как через воду и твердые предметы он проникнуть не может. Однако, вот что парадоксально. Благодаря таким явлениям как дифракция волн и преломление, связь между точками, находящимися вне прямой видимости, все-таки возможна.

Волна, исходящая от источника передачи, может следовать сразу несколькими путями. Такое явление называется многолучевостью. По причине изменения параметров среды происходит перемена уровня принимаемого сигнала относительно времени. Его замирание приводит к тому, что электромагнитное поле в точке приема представляет собой сумму всех смещенных во времени радиоволн.

Особые эффекты, возникающие при передаче радиоволн

1. принцип антиподов говорит о том, что радиоволна хорошо воспринимается в той точке земной поверхности, которая приблизительно противоположна точке передачи сигнала.
2. эффект фиксированной задержки - эхо от радиоволны, которая обошла Землю.
3. эффект эхо с большой задержкой (LDE).
4. принцип Доплера - зависимость длины радиоволны от скорости приближения и удаления от источника передачи (в случае приближения - частота увеличивается, удаления - уменьшается).
5. Люксембург-Горьковский эффект - изменение высокочастотных колебаний вследствие неленейных эффектов в результате распределения волн в ионосфере.

Условно, радиосвязь по длинам волн можно подразделить на два вида:
- связь без применения ретрансляторов (СДВ-связь, ДВ-связь, СВ-связь и т.д.)
- связь с применением ретрансляторов (спутниковая, радиорелейная, сотовая).
Ретранслятором называют специальное «посредническое» оборудование для связи, которое объединяет несколько радиопередатчиков, удаленных друг от друга на некоторое расстояние.

Частоты гражданской радиосвязи

По решению Российской Государственной комиссии по радиочастотам, для обеспечения гражданской связи физических и юридических лиц, было выделено три группы допустимых частот:
- «Citizen’s Band» - 27 МГц, с мощностью источника передачи до 10 Вт.
- «Low Power Device» - 433 МГц, с допустимой мощностью раций до 0,01 Вт.
- «Personal Mobile Radio» - 436 МГц, с выходной мощностью передачи до 0,5 Вт.

Что такое «радиолюбительская связь»?

Под понятием «радиолюбительская связь» подразумевается многостороннее техническое увлечение, которое выражается в проведении радиосвязи в допустимых диапазонах частот. Хобби радиолюбителя имеет несколько направлений:

конструирование аппаратуры по приему и передаче радиосигнала;
радиотехнический спорт (участие в соревнованиях среди радиолюбителей);
составление коллекции карточек-квитанций и свидетельств о проведенных радиосвязях;
проведение поисковой работы и организация связи с удаленными любительскими радиостанциями;
работа с различными видами излучений;
проведение связи на ультракоротких волнах, используя принцип отражения сигнала (от Луны, метеорных потоков и т.д.);
работа с источниками передачи небольшой мощности;
участие в различных радиоэкспедициях.

Изобретатели первых устройств для радиопередачи информации

Основателем первой действующей системы приема-передачи информации с помощью радиотелеграфии принято считать инженера из Гульельмо Маркони. В России же изобретателем радиопередачи считают А. С. Попова. Однако, как выяснилось позже, никто из этих не придумал устройство приема-передачи информации самостоятельно. Маркони соединил в одно устройство технологические разработки приёмника А. С. Попова и передатчика Генриха Герца.

Однако, после того как американский Никола Тесла запатентовал устройство радиосвязи, он отсудил право основателя разработки у Маркони. Такое решение было вызвано примитивизмом изобретения итальянского инженера в сравнении с достаточно совершенным устройством американца. Система Теслы позволяла преобразовывать акустический звук в сигнал, осуществлять его передачу на расстояние и модулировать радиоволну приемников обратно в акустический звук. Все современные радиоустройства имеют подобную конструкцию, к основе которой лежит технология колебательного контура.