Надольский А.Н. Теоретические основы радиотехники (2005) (1151788), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

При этом данное понятие может бытьприменено при рассмотрении радиотехнических устройств разного иерархического уровня, в частности:сложной системы управления воздушным движением, состоящей из множества различных радиолокационных станций, радиопередающих и радиоприемных устройств, оборудования борта, пункта управления и т.д.;радиолокационной станции сопровождения и определения параметровдвижения целей, состоящей из приемопередающего тракта, передающей и приемной антенн, автоматических устройств слежения и определения координатцелей, индикаторных устройств, источников питания и т.д.;радиопередающего или радиоприемного устройств, содержащих фильтры,усилители, модулятор, детектор, преобразователи частоты, антенные устройства, источники питания и т.д.;устройств, обеспечивающих фильтрацию, усиление, модуляцию, преобразование частоты, детектирование и др.В рамках системных принципов выделяют следующие особенности радиотехнических систем:1.

Целостность – наличие у системы единого функционального назначения. При этом свойства системы нельзя свести к сумме свойств составляющихее частей.2. Иерархичность – часть системы может рассматриваться как система более низкого уровня, в свою очередь сама система может быть частью болеесложной системы.3. Сложность – наличие сложных взаимосвязей между различными переменными, описывающими систему.4. Случайность – влияние на характер функционирования множества внутренних и внешних случайных факторов.5. Автоматизация – широкое использование в структуре РТС вычислительных средств различного уровня и назначения.1.5. Классификация радиотехнических системВ различных сферах человеческой деятельности нашло применение большое число радиотехнических систем, которые классифицируются по различнымпризнакам.

Важнейший из них –функциональное назначение системы, определяющее принцип действия, частотный диапазон, дальность действия, помехоустойчивость и т.д.По функциональному назначению РТС делятся на следующие классы:1. Системы передачи информации – системы связи (многоканальная радиосвязь, радиорелейная связь, связь через искусственные спутники Земли, мобильная радиосвязь), радиовещание и телевидение, телеметрия, передача команд.2. Системы извлечения (обнаружения и измерения) информации.Системы извлечения информации осуществляют извлечение информациииз сигналов, излученных в направлении на объект и отраженных от него (радиолокация, радионавигация), из сигналов других радиотехнических систем(радиоизмерение, радиоразведка), из собственных радиоизлучений различныхобъектов (пассивная радиоастрономия).3. Системы радиоуправления.Системы радиоуправления обеспечивают управление различными объектами или процессами с помощью радиосигналов (радиоуправление ракетами,радиоуправление космическими аппаратами).4.

Системы разрушения информации.Системы разрушения информации служат для создания помех нормальнойработе конкурирующей радиосистемы путем излучения мешающего сигналаили путем переизлучения сигнала подавляемой радиосистемы после умышленного искажения.5. Информационные системы – ПЭВМ, вычислительные комплексы, вычислительные сети.6. Комбинированные радиотехнические системы – радиотехнические комплексы военного назначения, автоматизированные и автоматические системыуправления. Комбинированные системы осуществляют выполнение функций,свойственных двум или более системам, различным по функциональному назначению (передачи, извлечения, разрушения информации, радиоуправления).На примере типовой системы передачи информации рассмотрим ее структурный состав и ассортимент преобразований, которому подвергается сигнал вразличных устройствах системы.1.6.

Структурная схема системы передачи информацииСистемы передачи информации обеспечивают передачу необходимой информации от источника к потребителю. Признаком таких систем является наличие отправителя и получателя информации. Отправитель формирует информацию в соответствующее сообщение и с помощью радиосигнала (носителя информации) передает по каналу связи получателю. Получатель принимает радиосигнал, выделяет из него переданное сообщение и использует полученную информацию по назначению.На рис.1.1 приведена структурная схема системы передачи информации.Она представляет собой совокупность технических средств, обеспечивающихпередачу информации от источника (передающее устройство, передатчик) иприем информации потребителем (приемное устройство, приемник). Такуюсистему называют системой связи или радиотехническим каналом связи.Функционирование систем передачи информации основано на свободномраспространении электромагнитных колебаний, которые излучаются в пространство передающими антеннами.

Для этого передающее устройство формирует высокочастотное (несущее) колебание, один или несколько параметров которого изменяются по закону передаваемого сообщения. Распространяясь в определенном направлении, радиоволны достигают антенны приемного устройства, в котором из принятого высокочастотного колебания выделяется передаваемое сообщение.Рис. 1.1. Структурная схема системы передачи информацииРассмотрим основные преобразования сигналов, осуществляемые в передатчике и приемнике, а также назначение функциональных устройств в их составе.Передающее устройствоПередающее устройство осуществляет преобразование передаваемого сообщения и приведение его к виду, пригодному для передачи в свободное пространство с помощью антенн. С этой целью в состав устройства входят:1.

Преобразователь информации в электрический сигнал. При передачеречи – это микрофон, при передаче изображения – передающая трубка, при передаче текста – телеграфный аппарат и др. На выходе преобразователя формируется сигнал, спектр которого сосредоточен в области низких частот (относительно частоты несущего колебания).2. Усилитель низкой частоты (УНЧ) обеспечивает усиление по мощностинизкочастотного информационного сигнала, что требуется для его дальнейшегопреобразования.3. Кодирующее устройство осуществляет при необходимости кодированиепередаваемого сигнала. В цифровой системе связи такую операцию выполняетмикросхема, называемая кодером.

Это устройство преобразует аналоговый сигнал в цифровую форму (дискретизирует по времени, квантует по уровню и кодирует цифровым кодом). На выходе кодера передаваемый сигнал имеет видпоследовательности импульсов.4. Модулятор и генератор высокой (несущей) частоты, реализующиепроцесс модуляции. Сущность модуляции заключается в следующем. Генераторвысокой частоты формирует гармоническое высокочастотное колебание, которое подается на модулятор. На второй вход модулятора поступает передаваемый сигнал.

Модулятор изменяет соответствующий параметр высокочастотногоколебания (амплитуду, частоту или фазу) по закону изменения передаваемогосигнала, т.е. сообщения. В результате формируется модулированное колебание,представляющее собой высокочастотное гармоническое колебание, амплитудаили фаза (а значит, и частота) которого является функцией времени. Заметим,что иногда функции модулятора и кодирующего устройства объединяют в одном устройстве.5. Усилитель высокой частоты (УВЧ) усиливает модулированный высокочастотный сигнал для последующей передачи его с помощью антенны в свободное пространство.Таким образом, в передающем устройстве сигналы подвергаются различным преобразованиям.

Основные из них: усиление на низкой и высокой частотах, кодирование, модуляция (амплитудная, частотная, фазовая и др.), генерирование, умножение частоты.Приемное устройствоВысокочастотные радиосигналы, улавливаемые приемной антенной, поступают в приемное устройство.

Приемное устройство осуществляет соответствующие преобразования принятого высокочастотного сигнала с тем, чтобы выделить передаваемую информацию без искажения. С этой целью в состав устройства входят:1. Фильтр и усилитель высокой частоты (УВЧ). В зависимости от расстояния между передающим и приемным устройствами, от ширины и направленности передающей и приемной антенн, а также от условий распространениярадиоволн мощность сигнала на входе приемника достигает значений1010  1014 Вт. Такой сигнал требует усиления. Кроме того, для подключенияк приемнику нужного источника (например, определенного канала из многихпри их частотном разделении) необходим селектор, в качестве которого можетслужить полосовой фильтр с перестраиваемой резонансной частотой.

Полосапропускания фильтра должна быть не меньше полосы частот, занимаемой принятым высокочастотным сигналом.Предварительное усиление принятого сигнала осуществляется усилителемвысокой частоты. Этот усилитель должен быть с перестройкой частоты и иметьбольшой коэффициент усиления в силу незначительной мощности принятогосигнала.

Реализовать это затруднительно. Дело в том, что усилитель с большимкоэффициентом усиления содержит несколько каскадов усиления, что затрудняет перестройку частоты. Кроме того, в таких усилителях существует опасность самовозбуждения на высоких частотах из-за возникновения паразитныхсвязей между входом усилителя и выходом. Поэтому основное усиление сигнала обеспечивают на более низкой частоте.2. Смеситель и гетеродин. Эти устройства решают задачу преобразованиячастоты сигнала, поэтому их называют преобразователем частоты. Они осуществляют перенос спектра принятого сигнала в область более низких частот, вчастности в область промежуточной частоты. В большинстве радиовещательных приемников эта частота выбирается равной 465 кГц (между диапазонамидлинных и средних волн).Гетеродин – это генератор гармонического колебания с перестраиваемойчастотой. Смеситель умножает колебание с выхода генератора на принятый высокочастотный сигнал и формирует сигнал, имеющий разностную (промежуточную) частоту.3.

Усилитель промежуточной частоты (УПЧ) – это усилитель мощности,обеспечивающий значительное усиление сигнала без перестройки его частоты.4. Детектор. Реализует операцию, обратную по отношению к модуляции,т.е. извлекает сигнал, который изменяется по закону передаваемого сообщения(возможно, закодированный). Поэтому это устройство часто называют демодулятором. В зависимости от того, какая модуляция использована для передачиинформации в передающем тракте, применяют амплитудный, частотный илифазовый детекторы. Основное требование к детектору – это по возможноститочное воспроизведение формы передаваемого сигнала. В цифровых системахсвязи пару модулятор-демодулятор называют модемом.5.

Характеристики

Список файлов книги