Міністерство освіти і науки Російської Федерації
Московський державний інститут електронної техніки (технічний університет)
Основи радіозв'язку
Навчальний посібник
В.А.Романюк
Справжня методична розробка виконана в рамках інноваційної освітньої програми МІЕТ В«Сучасне професійне освіта для російської інноваційної системи в галузі електроніки В»
Москва 2007
Анотація
У посібнику викладено механізми роботи систем і пристроїв радіозв'язку. Значною увагу приділено радіохвилях - їх генерування, випромінюванню, розповсюдженню в різних середовищах, лініях передачі і навколоземному просторі. Наведено основні характеристики і параметри антен, передавачів і приймачів. Описано процеси, що відбуваються в зв'язкових радіосистемах: генерування електромагнітних коливань, формування радіосигналів, посилення їх потужності, виділення слабких сигналів з перешкод, перетворення частоти, детектування.
Наведено основні дані про радіосистемах, їх дальності дії, завадостійкості, способах оптимального прийому. В останньому розділі описані сучасні системи і стандарти радіозв'язку.
Введення
Передача інформації в просторі за допомогою радіохвиль здійснювалася з часу винаходу радіо в кінці дев'ятнадцятого століття. У Нині інтерес до радіозв'язку зріс у зв'язку з тенденцією відмови від проводів. З'явився модний термін В«бездротовий зв'язокВ» (wireless), що є синонімом В«радіозв'язкуВ».
Передають звичайно мова, музику, тексти, зображення та ін Цю інформацію перетворять у відеосигнал, тобто залежність струму або напруги від часу. Відеосигнал може бути аналоговим, як у наявних і відживаючих системах, або цифровим - у новітніх системах. В останньому випадку аналоговий сигнал перетвориться в потік цифр, як правило, записаних у двійковому вигляді.
З цією метою здійснюється квантування аналогового відеосигналу за часом і рівню. У результаті кожному дискретному моменту часу ставиться у відповідність найближчий цифровий рівень. Потік цифр допомогою імпульсно - кодової модуляції перетвориться в двійковий вигляд. У Зрештою передачі підлягає потік одиниць і нулів, що представляють собою початкову інформацію.
Спектр відеосигналу, в якій би формі він не був представлений - аналогової або цифрової - містить вельми низькі частоти - порядку герц і кілогерц. Такі частоти марно випромінювати в простір, оскільки, як це буде видно надалі, антена випромінює тільки в тому випадку, коли її розміри сумірні з довжиною випромінюваної хвилі або більше її.
Необхідно перемістити спектр відеосигналу по осі частот вгору в той діапазон, частоти якого ефективно випромінюються. З цією метою необхідно здійснити дві операції:
створити високочастотне електромагнітне поле;
перетворити відеосигнал в радіосигнал шляхом модуляції відеосигналом високочастотних коливань.
Ці операції виконуються в передавачі радіосистеми. Високочастотні електромагнітні коливання називають несучими, оскільки вони переносять інформацію.
Ширину випромінюваного спектру прагнуть обмежити з тим, щоб не створювати перешкоди іншим станціям. З метою обмеження спектра відеосигнал піддають спеціальній обробці - фільтруванню та кодування.
У відповідності з основними функціями, виконуваними передавачем, його узагальнена схема наведена на ріс.В.1.
В
p> У приймальню антену радіосигнал надходить вельми ослабленим. Крім нього, в антені є перешкоди, зумовлені зовнішніми наведеннями, або власними шумами приймача, а так само сигнали інших радіостанцій. Завдання приймача полягає в тому, щоб, по-перше, виділити корисний радіосигнал з перешкод, і по-друге, витягти з прийнятого сигналу передану інформацію. Виділення радіосигналу здійснюється фільтруванням, вилучення інформації - демодуляцією.
Успішно відфільтрувати перешкоди і заважають сигнали можна в тому випадку, коли частота корисного сигналу невелика. З цією метою в приймачах передбачено зниження прийнятої несучої частоти до деякої проміжної, на якої і здійснюється основна фільтрація. Типова блок - схема радіоприймача наведена на ріс.В.2.
p> преселектор є попередній фільтр, налаштований на частоту корисного сигналу і усуває перевантаження підсилювача високої частоти (УВЧ). У схемі є перетворювач частоти, що складається з змішувача і високочастотного генератора, званого гетеродином. На виході перетворювача стоїть фільтр, що виділяє проміжну частоту і відфільтровує всі заважають сигнали.
Посилення слабких сигналів здійснюється на трьох частотах: високою - підсилювач високої частоти, проміжної - підсилювач проміжної частоти (ППЧ) і низькою - підсилювач низької частоти (УНЧ), де посилюється виділений відеосигнал. В результаті, вда...
