Основы радиосвязи

ТЕМА 1
Основы
радиосвязи

Занятие №4.
Основные структурные схемы радиопередающих устройств.

Учебные вопросы:
1.Структурная схема радиопередатчика.
2.Управление колебаниями в радиопередатчике.

ВОПРОС №1
Структурная схема радиопередатчика

Радиопередающим устройством
в технике радиосвязи понимают совокупность технических устройств, заключенных между источником первичных электрических сигналов и средой распространения радиоволн.

Источник первичных электрических сигналов (ОА).
– (микротелефонная трубка; ТЛФ, ТЛГ аппараты, ТЛГ ключ…).

Радиопередающее устройство включает:
1. радиопередатчик;
2. антенно-фидерную систему.

Радиопередатчиком называется устройство, предназначенное для выполнения двух основных функций:
1) генерирования колебаний высокой частоты, т. е. преобразования энергии источников электропитания в электромагнитные колебания высокой частоты;

Радиопередатчиком называется устройство, предназначенное для выполнения двух основных функций:
2) модуляции этих колебаний в соответствии с сигналами, подлежащими передаче.

Кроме того передатчик:
1. преобразовывает первичный электрический сигнал в тот или иной вид высокочастотного сигнала (вид сигнала зависит от выбора модулируемого параметра высокочастотных колебаний и способа модуляции);

Кроме того передатчик:
2. формирует частотный диапазон с заданным числом рабочих частот на которых может передаваться радиосигнал;
3. сообщает радиосигналу заданную мощность за счет местного источника энергии.

Для передачи сообщений по радиоканалу необходимо:
колебания этих сообщений наложить на колебания высокой частоты, генерируемые передатчиком и называемые колебаниями несущей частоты.

Передатчик включает в себя:
возбудитель (ВО);
усилитель мощности (УМ) ;
cогласующее устройство (СУ);
антенное устройство (АУ).
источники электропитания.

В возбудителе передатчика:
1. генерируются (формируются) колебания высокой частоты в заданном диапазоне при высокой их стабильности;
2.осуществляется преобразование первичных сигналов в первичные высокочастотные сигналы (радиосигналы);

В возбудителе передатчика:
3. синтезируется рабочая сетка частот в заданном диапазоне и осуществляется перенос избранного для работы первичного радиосигнала на рабочую частоту.

Усилитель мощности
обеспечивает усиление сигнала и может содержать ряд последовательных ступеней усиления.

Согласующее антенное устройство
обеспечивает согласование передатчика с антенным устройством, при котором антенна излучает максимум мощности. При работе на симметричные антенны это же устройство обеспечивает их симметричное питание.

Фидер антенно-фидерной системы
обеспечивает передачу энергии сигнала в антенну, а последняя излучает ее в заданном направлении.

Блок-схема радиопередатчика

Технические показатели радиопередатчика:
1. Диапазон рабочих частот. Перестройка передатчика обычно возможна в пределах широкого диапазона волн. Она может быть плавной и дискретной. При дискретной перестройке передатчик работает только на определенных (фиксированных) волнах.

Технические показатели радиопередатчика:
2. Мощность передатчика.
Это есть мощность электрических колебаний, направляемых передатчиком в антенну. Она может быть от долей вата до мегаватт.

Технические показатели радиопередатчика:
3. Коэффициент полезного действия.
Это есть отношение мощности, отданной в антенну, к мощности, потребляемой передатчиком от его источников питания. КПД передатчика определяет его экономичность. У передатчиков малой мощности КПД бывает 10-20%, у передатчиков большой мощности 40-60%.

Технические показатели радиопередатчика:
4. Стабильность частоты.
Она характеризует допустимое отклонение несущей частоты передатчика за определенное время его работы в конкретных условиях.

ВОПРОС №2
Управление колебаниями в радиопередатчике

Колебания высокой частоты (ВЧ), излучаемые антенной передатчика, не несут никакого сообщения, а являются лишь переносчиками сообщений. Поэтому такие колебания называют колебаниями несущей частоты или просто несущей.

Для передачи сообщения несущую необходимо подвергнуть изменениям, отражающим передаваемый сигнал. Процесс изменения несущей по закону передаваемого сигнала называется модуляцией и осуществляется специальными устройствами – модуляторами, входящими в состав радиопередатчика.

Способ изменения несущей будет определяться как видом передаваемого сигнала (телефонный или телеграфный), так и параметром несущей, который подвергается изменению (амплитуда, частота, фаза).

Процесс управления передатчиком при передаче
телеграфных сигналов принято называть манипуляцией, а телефонных сигналов – модуляцией

Манипуляция и модуляция могут осуществляться как изменением амплитуды несущей, так и изменением ее частоты

Управление несущей изменением ее амплитуды называется амплитудной манипуляцией или модуляцией

изменение частоты несущей частотной манипуляцией или модуляцией

При амплитудной манипуляции и модуляции частота несущей постоянна независимо от того, модулирован сигнал или не модулирован. В соответствии с управляющим сигналом меняется только амплитуда колебаний

ВБП
НБП

Форма манипулированного и модулированного сигналов

Амплитудная модуляция .
i
i
t
t
АМ модуляция применяется при пере-
даче речи. Ампли-
туда переменной
составляющей
анодного тока
меняется по закону
звуковой частоты.

АМПЛИТУДНАЯ МОДУЛЯЦИЯ

Модулированные колебания с различным коэффициентом модуляции.

Амплитудная манипуляция .
Амплитудная манипуляция применяется при передаче сообщений телеграфным
кодом при помощи телеграфного ключа . ТЛГ код - это последовательность коротких ( точка ) и длинных ( тире ) посылок,
передаваемых в различных комбинациях определяемых кодом Морзе .

Амплитудная манипуляция .
i
i
t
t
При нажатом ключе излучается
посылки ( точка или тире ). В паузах
между
передачей
точек и тире
радиоволны
не излучаются.

АМПЛИТУДНАЯ МАНИПУЛЯЦИЯ

При частотной манипуляции и модуляции постоянной остается амплитуда колебаний, а частота колебаний изменяется симметрично в сторону понижения и повышения относительно среднего значения несущей в строгом соответствии с управляющим сигналом.

ЧАСТОТНАЯ МАНИПУЛЯЦИЯ
При частотной манипуляции (частотной телеграфии ЧТ) передатчик работает непрерывно, но частота излучаемых им колебаний меняется в соответствии с нажатием и отжатием ключа.

Нажатию ключа соответствует посылка одной частоты, отжатию — посылка другой частоты, отличной от частоты нажатия на величину, называемую частотным сдвигом.

ЧАСТОТНАЯ МАНИПУЛЯЦИЯ
Частоты манипуляции расположены симметрично относительно среднего значения несущей частоты, на которую настраивается передатчик.

Частотная манипуляция .
Отклонение частоты от среднего
значения несущей в процессе
модуляции называется девиацией
частоты .
Девиация частоты пропорциональна
напряжению модулирующего сигнала .

Частотная манипуляция .
i
i
t
t
Для получения частотной манипуляции
необходимо изменять в такт с модули -
рующим напря-
жением частоту
генерируемых
колебаний .

Частотная манипуляция .
Передатчик работает непрерывно но частота излучаемых им колебаний меняется в соответствии с нажатием и отжатием ключа . Частоты манипуляции расположены
симметрично
относительно сред-
него значения несу-
щей частоты .
Частота нажатия
ЧО
Частота отжатия
Частотный сдвиг
ЧН

Применение частотной манипуляции позволяет значительно повысить помехоустойчивость радиосвязи. Поэтому метод частотной манипуляции применяется при буквопечатающей радиосвязи

ЧАСТОТНАЯ МОДУЛЯЦИЯ
При частотной модуляции амплитуда несущей остается неизменной, а частота колебаний меняется симметрично в сторону повышения и понижения относительно среднего значения несущей. Отклонение частоты от среднего значения несущей в процессе модуляции называется девиацией частоты. Девиация частоты пропорциональна напряжению модулирующего сигнала.

i
i
t
t
Частотная модуляция .
ЧМ применяется в УКВ радиостанциях.
При ЧМ амплитуда
несущей остается
неизменной , а час-
тота колебаний ме-
няется симметрично,
повышаясь или по-
нижаясь относитель-
но среднего значения несущей.

Следующее занятие
Тема №1
Основы организации и обеспечения радиосвязи
Занятие №5
Основные структурные схемы радиоприемных устройств