Радиосвязь, основы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство связи

Хабаровский институт инфокоммуникаций (филиал)

Федерального государственного общеобразовательного бюджетного учреждения высшего профессионального образования

"Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики"

Реферат

Радиосвязь, основы

Преподаватель: Кондрашова Любовь Андреевна

Студент: Александров Роман Сергеевич

Хабаровск 2013

Структурная схема радиолинии

Линия радиосвязи (рис. 1) может состоять из двух оконечных станций, нескольких промежуточных и узловых. Оконечные радиостанции (ОРС) располагаются в начале и конце линии. На ОРС вводится и выделяется передаваемая информация, обеспечивается ее распределение между потребителями. Промежуточные (ПРС) радиостанции предназначены для ретрансляции сигналов. Узловые станции (УРС) - промежуточные станции, на которых проходит разветвление принимаемых сигналов в различных направлениях, выделение части передаваемой информации (например, программы телевидения для близлежащего населенного пункта) и введения новой информации.

Рис. 1. Типичный вид радиолинии

Радиорелейные линии и их классификация

На сетях РФ применяются различные системы радиосвязи: радиорелейные прямой видимости, тропосферные, на декаметровых волнах, ионосферные, спутниковые, и др.

Радиосистема передачи, в которой сигналы электросвязи передаются с помощью наземных ретрансляционных станций (рис. 2), называется радиорелейной системой передачи (РРСП).

Рис. 2. Построение радиорелейной связи

Радиорелейные линии прямой видимости

На частотах ОВЧ- и СВЧ- диапазона, используемых в радиорелейных СП, надежная связь с низким уровнем помех может быть получена только в условиях прямой видимости между антеннами, излучающими радиоволны. Расстояние между антеннами радиорелейных систем зависит от структуры земной поверхности и высоты антенн над ней. Типичные расстояния достигают 40…50 км при высотах башен и мачт, на которых устанавливаются антенны, около 100 м. В указанных диапазонах практически отсутствуют атмосферные и промышленные помехи, нет переходных взаимных помех между радиорелейными системами внутри одной страны и разных стран из-за невозможности свободного распространения радиоволн на большие расстояния.

Тропосферные радиорелейные линии

Тропосфера - это нижняя часть атмосферы Земли (от нескольких сотен метров - до 10...14 км). В тропосфере всегда есть локальные объемные неоднородности, вызванные различными физическими процессами, происходящими в ней. Радиоволны диапазона 0,3...5 ГГц способны рассеиваться этими неоднородностями (рис. 3).

Рис. 3. Тропосферные радиорелейные системы передачи

Радиорелейная линия, в которой используются рассеяние и отражение радиоволн в нижней области тропосферы при взаимном расположении станций за пределами прямой видимости называется тропосферной радиорелейной линией (ТРРЛ), а системы, работающие на таких линиях - тропосферными системами передачи.

Тропосферные РРЛ строятся в труднодоступных и удаленных районах. Значительные расстояния между станциями выгодны для организации протяженных линий, т.к. требуется меньшее число станций. Однако за счет глубоких замираний из-за неустойчивости пространственно-временной структуры тропосферы и крайне малой мощности радиосигнала, искажений принимаемых сигналов электросвязи в точке приема, организация хорошего качества связи и большого количества каналов затруднена. Число каналов ТЧ не превышает 120.

Спутниковые линии связи

Система передачи ВСС, осуществляющая электросвязь, между земными станциями с помощью установленных на искусственных спутниках Земли (ИСЗ) ретранслирующих станций, называется спутниковой системой передачи. радиолиния электросвязь спутник

Преимуществами систем спутниковой связи (СС) являются большая пропускная способность, глобальность действия, высокое качество связи, увеличение дальности радиосвязи благодаря размещению ретрансляторов высоко над поверхностью Земли. Это позволяет обеспечить одновременную радиовидимость расположенных в разных точках обширной территории радиостанций. Они используют для организации большого числа каналов ТЧ, каналов передачи сигналов изображения телевидения, каналов передачи звуковых сигналов телевидения, каналов звукового вещания.

В состав спутниковой системы передачи входит минимум две земных станции и одна промежуточная станция - ретранслятор на борту ИСЗ, называемый транспондером (рис. 5). Диапазон рабочих частот систем СС различны для связи Земли и находятся в пределах 2...40 ГГц.

Рис. 5. Организация систем спутниковой связи

Центр запуска КА определяет программу запуска, осуществляет сборку ракеты-носителя, установку полезной нагрузки КА, предстартовую проверку; после запуска ракеты-носителя - траекторные измерения на активном участке полёта, которые передаёт в центр управления системой для корректировки последующей траектории.

Центр управления связью планирует использование ресурса спутника, посредством шлюзовых станций контролирует и управляет связью.

Абонентский сегмент определяется номенклатурой предоставляемых спутниковой системой связи услуг: связь абонентов спутниковой сети с абонентами спутниковой и сотовых сетей, определение местоположения (координат) абонентов.

Абонентское оборудование разделяют на переносные спутниковые и мобильные терминалы, такие как спутниковые и сотовые телефоны.

Радиопередатчик

Схема и конструкция радиопередатчика зависят от различных факторов: назначения, диапазона рабочих частот, мощности и т.д. Тем не менее можно выделить некоторые типовые блоки, которые однако имеются в большинстве передатчиков.

Структура передатчика (рис. 6) определяется его основными общими функциональными возможностями, к которым относятся:

§ получение высокочастотных колебаний требуемой частоты и мощности;

§ модуляция высокочастотных колебаний передаваемым сигналом;

§ фильтрация гармоник и прочих колебаний, частоты которых выходят за пределы необходимой полосы излучения и могут создать помехи другим радиостанциям;

§ излучение колебаний через антенну.

Рис. 6. Структурная схема радиопередатчика

Задающий генератор, служит для получения высокочастотных колебаний.

Синтезатор частоты преобразует частоту колебаний опорного генератора, которая обычно постоянна, в любую другую частоту, которая в данное время необходима для радиосвязи или вещания. В отдельных случаях синтезатор частоты не нужен, например, если генератор непосредственно создает колебания нужной частоты.

Промежуточный усилитель высокой частоты, следующий за синтезатором, необходим по следующим причинам:

§ благодаря промежуточному усилителю с достаточно большим коэффициентом усиления от опорного генератора и синтезатора не требуется значительной мощности;

§ применение промежуточного усилителя между синтезатором и мощным усилителем ослабляет влияние на генератор и синтезатор возможных регулировок в мощных каскадах передатчика и в антенне.

Усилитель мощности увеличивает мощность радиосигнала до уровня, определяемого требованиями системы радиосвязи.

Выходная цепь служит для передачи усиленных колебаний в антенну для обеспечения условий максимальной передачи мощности.

Модулятор служит для модуляции несущих высокочастотных колебаний передатчика передаваемым сигналом. Для этого модулятор воздействует в зависимости от особенностей передатчика и вида модуляции (амплитудная, частотная, однополосная и др.) на один или несколько блоков из числа обведенных пунктиром на рис.

Устройство электропитания обеспечивает подведение ко всем блокам токов и напряжений, необходимых для нормальной работы входящих в их состав транзисторов, ламп и прочих элек­тронных элементов, а также систем автоматического управления, устройств защиты от аварийных режимов и прочих вспомогательных цепей и устройств.

Радиоприёмник

В соответствии с занимаемым в радиоканале местом радиоприемное устройство должно обеспечивать выполнение следующих основных функций:

§ выделение полезного сигнала из смеси с шумом или другими мешающими сигналами;

§ усиление полезного сигнала;

§ ослабление мешающего действия помех, присутствующих в спектре воспринимаемых электромагнитных колебаний;

§ детектирование радиочастотных сигналов с целью формирования колебаний, соответствующих передаваемому сообщению. Помимо вышеперечисленных основных функций для многих современных радиоприемных устройств характерно выполнение дополнительных достаточно сложных операций, например:

§ частотное преобразование принимаемых радиосигналов с целью перенесения в область частот, где обеспечиваются наилучшие условия для их обработки;

§ изменение отдельных параметров радиоприемного устройства для достижения заданного или наилучшего качества его работы, т.е. адаптация при изменениях электромагнитной обстановки в месте приема, определяемой совокупностью воздействующих помех.

§

Рис.7. Функциональная схема радиоприёмника

В усилительно-преобразовательном блоке (УПБ) осуществляется выделение полезного сигнала из всей совокупности поступающих от антенны А сигналов и помех, не совпадающих по частоте с полезным сигналом, и усиление последнего до уровня, необходимого для нормальной работы последующих каскадов.

В информационном блоке (ИБ) осуществляется основная обработка принятого сигнала с целью выделения содержащейся в нем информации (демодуляция) и ослабление мешающего воздействия помех. При этом важнейшей задачей является выделение информации с максимальной достоверностью - так называемый оптимальный прием.

Гетеродинный блок (ГБ) преобразует частоту собственного или внешнего опорного генератора и формирует сетки частот, необходимые для работы преобразователей частоты в УПБ, следящих систем и устройств обработки сигнала в ИБ. Фактически гетеродинный блок представляет собой синтезатор частот.

Блок адаптации, управления и контроля (БАУК) позволяет осуществлять ручное, дистанционное и автоматическое управление режимом работы радиоприемного устройства и отражает качество его работы на специализированных индикаторах.

В оконечном устройстве (ОУ) энергия принятого сигнала используется для получения требуемого выходного эффекта - акустического (телефон, громкоговоритель), оптического (кинескоп, дисплей), механического (печатающее устройство).

Супергетеродинный радиоприёмник

Смысл слова супергетеродин заключается в том, что выделенный входным контуром высокочастотный сигнал сначала преобразуется в другую частоту, постоянную для данного типа приемника, а затем на этой, так называемой промежуточной частоте, производится усиление основного сигнала и ослабление мешающих. Благодаря постоянству промежуточной частоты в супергетеродине удается сравнительно простыми средствами получить высокую чувствительность и избирательность приемника.

Рис. 8. Структурная схема супергетеродинного приемника

Радиосигнал из антенны подаётся на вход усилителя высокой частоты, а затем на вход смесителя - специального элемента с двумя входами и одним выходом, осуществляющего операцию преобразования сигнала по частоте. На второй вход смесителя подаётся сигнал с локального маломощного генератора высокой частоты - гетеродина. Колебательный контур гетеродина перестраивается одновременно с входным контуром смесителя (и контурами усилителя ВЧ) - обычно конденсатором переменной ёмкости, реже катушкой переменной индуктивности (вариометром, ферровариометром). Таким образом, на выходе смесителя образуются сигналы с частотой, равной сумме и разности частот гетеродина и принимаемой радиостанции. Разностный сигнал постоянной промежуточной частоты (ПЧ) выделяется с помощью полосового фильтра и усиливается в усилителе ПЧ, после чего поступает на демодулятор, восстанавливающий сигнал низкой (звуковой) частоты.

Преимущества супергетеродина:

§ высокая чувствительность за счёт дополнительного усиления на промежуточной частоте;

§ высокая избирательность, обусловленная фильтрацией сигнала в канале ПЧ;

§ возможность принимать сигналы с модуляцией любого вида, в том числе с амплитудной манипуляцией (радиотелеграф) и однополосной модуляцией.

Размещено на Allbest.ru