Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы (3-е изд., 1977) (1151959), страница 2
Текст из файла (страница 2)
1лъ ПЕРЕДАЧА СИГНАЛОВ НА РАССТОЯНИЕ. ОСОВЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН И ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАДИОТЕХНИКЕ ЧАСТОТЫ Итак, задачей радиотехники является передача сообщения о каком-либо событии на расстояние. Расстояние разделяет отправителя и адресата, датчик команд и исполнительное устройстве, исследуемый процесс и измерительный механизм, источник космического радиоизлучения и регистрирующий прибор радиотелескопа, различные блоки ЗВМ вЂ слов, источник и потребитель информации. Расстояние, на которое передается сигнал, может быть очень незначительным (передача команд в счетной машине от одного блока к другому) или огромным (межконтинентальная или космическая связь).
Передача сообщений осуществляется с помощью проводных, кабельных, волноводных .пиний или в свободном пространстве. Естественно, что для передачи сигналов целесообразно использовать те физические процессы, которые имеют свойство переме!цаться в пространстве. К числу таких процессов относятся применяемые в радиотехнике электромагнитные колебания — радиоволны. Любой физический процесс, используемый в качестве агента (посредника, переносчика) для передачи информации, должен обладать свойством принимать всю совокупность состояний, по которым можно было бы однозначно установить соответствующее состояние объекта или процесса, являющегося источником информации. Для этого радиоволны подвергают м о д у л я и и и.
Процесс модуляции заключается в том, что высокочастотное колебание, способное распространяться на большие расстояния, наделяется призы знакамя, характеризую".цкмн полезное сообщение. Таким обзпзом, это это колебание используется как переносчик сообщения, подлесашего передаче. Для этого один или несколько параметров аьюо, частотного колебания изменяют по закону, совпадающему с за~оном изменения передаваемого сообщения.
В зависимости от изменяемого параметра (амплитуды, частоты или фазы колебания) различают три основных вида модуляции — амплитудную, частотную и фазовую'. Обратное преобразование электромагнитных нолебаний в исходный сигнал, осуществляемое на приемной стороне, называется д е м о д у л я ц и е й или д е т е к т и р о в а н и е м (соответственно амплитудным, частотным и фановым). Модуляция, как правило, не оказывает влияния на способность высокочастотных колебаний распространяться в пространстве, Однако выбор длины волны (или, как говорят, несущей частоты или рабочего диапазона) высокочастотного колебания является весьма существенным для обеспечения устойчивой и надежной. связи.
На выбор того или нного диапазона воли для каждой конкретной системы связи оказывают влияние следующие факторы. 1. Особенности распространения электромагнитных волн длнного диапазона и влияние времени года, суток, состояния атмосферы, солнечной радиации и ряда других причин. 2. Технические возможности: направленное излучение, применение антенной системы соответствующих размеров, генерирование мощных колебаний и управление ими (модуляция), построение схемы приемного устройства и т. д.
3. Характер шумов и помех в данном диапазоне. 4. Характер сообщения, или, как говорят, кширина спектра» модулирующих частот и желательный способ модуляции (амплитуды, частоты и т. д.). Практически для использования оказываются пригодными те участки диапазона, в которых обеспечиваются благоприятные условия распространения радиоволн и в приемлемой степени удовлетворяются остальные перечисленные условия.
Для современной радиотехники характерно интенсивное изучение малоисследованных диапазонов волн и стремление к расширению диапазона используемых частот в сторону освоения как весьма низких, так и сверхвысоких частот, вплоть ло сиетовых волн. Последнее не должно казаться странным, так как радиоволны и световые волны имеют одинаковую природу (электромагнитные волны), Г1одразделение радиоволн на диапазоны, вошедшее в практику, дано в табл. 1.1. Связь на мириаметровых и километрс вых волнах, применявшаяся на первом этапе развития радиотелеграфии, имеет два больших недостатка: ' Существуют также разнообразные методы импульсной модуляции, основанные на изменении параметров импульсной последовательности, Таблица !.! Нерекомеадуемые тег мииы Диапазон радио застит Диапатои радиоаопи Волин 3 — 30 Гц 30 — 300 Гц 300 — 3 000 Гц 3 — 30 кГц 100000 — 10000 км 10000 — ! 000 км ! 000 †1 км 100 †!О км Лекамегаметровые Мегаметровые Гектокнлометровые Мярнамегровые Сяерхдлинные Ллянные Средние Короткие 30 — 300 кГц 300 — 3 000 кГц 3 — 30 МГц 30 — 300 Мгц 300 — 3 000 МГц 3 — 30 ГГц 30 — 300 ГГц 300 — 3 000 ГГц выше 3 ТГц 1Π— 1 км ! 000 †1 и 100 †м 10 — ! м 100 — 10 см !Π— 1 см !Π— 1 мм ! — 0,1 мм Менее О,! мм Километровые Геитометровые Лекаметровые Метровые Лецнметровые Сантиметровые Миллиметровые Лецпмиллнметровые Световые Субмилли- метровые Примечание.
Ллнна волны д связана с периодам колебания Т илн с частотоя /=!|Т соотношением) Х=сТ=с)1, где с=3.10е аз/с — скорость распространения электромагнитных волн в вакууме. — необходимость большой мощности передатчика ввиду сильного поглощения поверхностной волны при ее распространении над земной поверхностью; — невозможность передачи сложных сигналов из-за слишком большого отношения ширины спектра сигнала к несущей частоте. Гектометровые волны получили широкое применение в радио.
вещании. Основным преимуществом связи на волнах длиннее 1000 и является устойчивость приема, недостатком — трудность обеспечения большой дальности действия ввиду значительного поглощения поверхностной волны. Поэтому на этих волнах осуществляется преимущественно местное радиовещание, рассчитанное на зоны с радиусом в несколько сотен километров.
Лишь небольшое число сверхмощных гектометровых радиостанций обслуживает большие районы. В СССР, имекицем огромную территорию, существуют наиболее мощные в мире радиовещательные станции этого диапазона. Главные преимущества декаметровых волн — возможность получения большой дальности действия при относительно малой мощности передатчика и возможность осуществления направленного излучения. Основным недостатком связи на этих волнах является колебание уровня принимаемого сигнала (замирание), часто сопровождающееся сильными искажениями передачи при сложной структуре сигнала, состоящего из большого числа составляющих с различными частотами.
условия интерференции, зависящие от частоты, могут оказаться неодинаковыми для различных составляющих спектра сигнала. Это явление, называемое избирательным (или селективным) замиранием, приводит к временным выпадениям из спектра сигнала отдельных составляющих или, наоборот, к уси- иию амплитуд этих составляющих. Таким образом, в точке приема нарушается правильное соотношение между отделы|ыми спектраль|ми компонентами сигнала, в результате чего искажаются его мбр и чистота. Так как явление избирательного замирания проявляется тем сильнее, чем шире спектр сигнала, то на коротких вол„ах осуществлять передачу таких сложных сигналов, как, например, телевизионные, практически невозможно.
Накопление большого экспериментального материала по распространению декаметровых волн позволило установить оптимальные длины волн для различных часов суток и времени года, что открыло путь к чрезвычайно широкому развитию коротковолнового радиовещания. В настоящее время короткие волны исключительно широко применяются также дпя радиотелеграфии на магистральных линиях связи, в морской и авиационной радионавигации. В результате освоения диапазонов метровых„ультракоротких волн (УКВ) появились новые области радиовещания — в частности телевизионное вещание.
В диапазоне метровых волн удачно сочетаются два фактора. Применение очень высокой частоты излучения позволяет соответственно расширить полосу частот передаваемого сообщения, так как условия передачи и усиления сигналов в радиоаппаратуре определяются в основном относительной шириной спектра сигнала. Особенности же распространения метровых волн (в пределах прямой видимости) почти полностью исключают искажения сигнала из-за интерференции волн, распространяющихся по разным путям. То обстоятельство, что на метровых волнах регулярный прием возможен только в пределах прямой видимости, является, конечно, существенным ограничением. Для увеличения дальности связи обычно применяют высокоподнятые антенны. Последние десятилетия характеризуются развитием так называемых радиорелейных линий, представляющих собой цегючку приемопередающих радиостанций метрового диапазона расположенных вдоль линии связи через несколько десятков километров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
