РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ, ОБРАБОТКИ И ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ (1087875)
Текст из файла
276
|
|
| МИНОБРНАУКИ РОССИИ |
| Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики МИРЭА |
В.Ш. берикашвили, А.К. Черепанов
радиотехнические системы
извлечения, обработки и передачи информации
МОНОГРАФИЯ
Москва 2011
ББК 32.88; 32.845.7
Б 64
УДК 681.7.068
Рецензенты : проф. МГУ, д.ф-м.н. А.С.Чиркин
проф. РГТУ, д.т.н. В.И.Шанин
Научное редактирование: д.т.н. проф. Э.А.Засовин
Б 64 В.Ш. Берикашвили, А.К. Черепанов. Радиотехнические системы извлечении и обработки информации. Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет). –М., 2011 – 272 с.
Рассмотрены основные типы радиотехнических систем (РТС): передачи и извлечения информации, управления, навигации и радиопротиводействия. Проведена классификация РТС по используемым частотам (длинам волн), типу модуляции, назначению, методам обработки информации, функциональным особенностям. Выделены последние достижения в области спутниковой связи и навигации, в создании сотовых и волоконно-оптических систем связи. Отмечена тенденция к переходу РТС в область более высоких частот и цифровых высокоскоростных систем передачи информации. Детально рассмотрена роль разработчиков, конструкторов и технологов в создании и эксплуатации новых видов радиосистем.
Монография предназначена для специалистов, занимающихся разработкой радиосистем а также для студентов и аспирантов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям: «Радиотехника», «Радиофизика», «Конструирование радиоэлектронной аппаратуры», «Основы метрологии, стандартизации и измерительной техники».
Табл. 5 Илл. 55. Библиогр.: 20 назв.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Московского государственного института радиотехники, электроники и автоматики (технического университета).
ISBN 5-7339-0333-3
Введение
Радиотехнические системы (РТС), представляют собой комплекс взаимодействующих между собой радиотехнических устройств, предназначенных для выполнения задач, связанных с передачей или извлечением информации.
Особенностью радиотехнических систем, в отличие от электронных комплексов (ЭВМ, видео и звукозаписывающая аппаратура), является наличие протяжённой линии связи, в которой распространяются сигналы.
Это обстоятельство обуславливает напряжённый энергетический режим, необходимость учёта условий распространения сигналов в линии связи, подверженность внешним воздействиям (помехам), возможность утечки информации (открытость). При проектировании их приходится сталкиваться с необходимостью учёта многих факторов разнообразного характера.
Использования радиотехнических систем и сфера их действия быстро расширяются. Растёт их сложность и удельная стоимость на объектах (60% стоимости в самолёте и 80% в спутнике). Возникают проблемы необходимости сочетания технических, тактических и стоимостных характеристик. Роль разработчика радиотехнических систем, конструктора и технолога, представляются в равной мере существенными и постоянно требуются специалисты данных направлений.
Конструкторы и технологи должен знать не только общие принципы работы РТС, но и факторы, влияющие на их качественные характеристики, предельные возможности и современные достижения.
Материал лекций дает представление о принципах построения, возможностях, параметрах и характеристиках современных РТС. Для изучения этой дисциплины необходимо изучить курсы: “Общая физика”, “Теория вероятности”, “Основы радиоэлектроники”, “Конструкция экранов и СВЧ устройств”, “Волновые процессы”.
1. Общие сведения о радиотехнических системах
-
Основные определения радиотехники и физические основы использования радиоволн
-
Радиотехника, информация, радиосигналы
-
Определения:
Радиотехника-это область науки и техники, использую-щая электромагнитные волны, распространяющиеся в простран-стве, для передачи, извлечения и преобразования информации.
Информация – совокупность сообщений (сведений) о свойствах объектов, изменений их состояния, о протекании процессов в природе, обществе и т.п.
Информация (философское определение) – отражение объективных свойств материального мира.
В настоящее время информация играет всё возрастающую роль в жизни человеческого общества. Происходит ускорение развития информационных потребностей человечества и средств их обеспечения (систем хранения и передачи информации). Большую роль в информационном обеспечении играет радиотехника.
Информация в радиотехнике представляется с помощью радиосигнала 
распространяющегося в пространстве.
Радиосигнал – это электромагнитные колебания, как правило, синусоидальны с несущей частотой 
и модулированные первичным электрическим сигналом с частотой звуковых колебаний или видеосигналом.
Аналитически гармонический (на одной частоте) радиосигнал можно представить в следующем виде:
(t)=
(t) cos(
t + 
(t)), (1.1)
где As - амплитуда, s0 - циклическая частота и s (t) - фаза сигнала в произвольный момент времени; t – время.
Фаза сигнала s(t) состоит из переменной части 
, связанной с изменением длины трассы сигнала, и из постоянного фазового сдвига – начальной фазы. Свойства гармонического
колебания и его описание представлены ниже:
-
Аналитическое описание (формула 1.1) и ее варианты ее записи других обозначениях
-
(U(t)=U0sin(ωt+φн) или U(t)=U0cos(ωt+φн –
![]()
)
3. U(t)=U0e j(ωt+φн –
) -комплексная форма записи
| 4. Графическое представление в полярных координатах | 3. Графическое представление в декартовых координатах |
| | |
| φт=ω0t+ φн – текущая, φн – начальная фаза Переход от комплексной формы записи к тригонометрической производится с помощью формулы Эйлера: e j(ωt+φ– +jsin(ωt+φ– U(t) → Re[Um e j(ωt+φн– | 5. Частотное (спектральное) |
| |
Познание – процесс приема, хранения и преобразования информации. Информация – сведения об интересующем нас объекте, событии или явлении.
Сообщение–информация, зарегистрированная каким либо способом на материальном носителе.
Изменение информации может содержаться в изменении любого из параметров As, s0, .
Процесс отображения (записи) изменяющейся информации в параметрах сигнала называется модуляцией. Виды модуляции: амплитудная As(t), частотная s(t), фазовая (t).
каналы передачи информации. Информация передается с помощью электрических цепей (проводников) или в свободном пространстве.
В материальных электрических цепях радиосигнал распространяется и проявляется в регистрирующих приборах в виде изменения токов и напряжений. В пространстве радиосигнал распространяется в виде электромагнитных волн, а регистрируется – также в виде электрических токов и напряжений, которые можно преобразовать в звук, видимое изображение или отметку на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) – индикаторе.
Электромагнитные волны в диапазоне частот от 1 кГц до 3 ТГц называются радиоволнами. Условия распространения радиоволн рассматриваются в следующем пункте.
1.1.2. Распространение радиоволн в пространстве
Уравнения распространяющейся волны можно представить в виде синусоидальных колебаний электрического Е и магнитного Н поля в пространстве по координате z , во времени t
(1.2)
Аналогично для магнитного поля
Состояние Е и Н повторяется в пространстве z или во времени t, когда фаза волны 
изменяется на 2
.
Рассмотрим изменение фазы при изменении положения в пространстве т.е. при изменении Z:
где
, fs=1/Тs. (1.3)
Таким образом, при изменении фазы волны на 
ее пространственное положение изменяется на длину волны.
Здесь, как и в формуле (1.1), s0 – несущая циклическая частота в радианах в секунду, fs – частота в герцах, Тs – период колебаний во времени, с – скорость света, s - длина волны (период колебаний в пространстве).
-
Замечательные особенности радиоволн
Радиоволны обладают многими свойствами такими, как:
–Распространение радиоволн на большие расстояния (радио и телевидение).
–Огибание радиоволнами препятствий и земной поверхности; отражение от ионосферы, обеспечивающее дальнюю радио-связь.
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
