СТРУКТУРА И ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ РАДИОСВЯЗИ
Глава З
ОСНОВЫ РАДИОСВЯЗИ
СТРУКТУРА И ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ РАДИОСВЯЗИ
Радиосвязь — вид связи, осуществляемой посредством радиоволн, т.е. это обмен сообщениями между двумя и более абонентами с помощью электрических сигналов, переносимых через пространство радиоволнами. В основе радиосвязи лежит преобразование электрической энергии высокой частоты в электромагнитные колебания радиопередатчиком, распространение их (радиоволн) в пространстве и обратное преобразование радиоприемником электромагнитных колебаний (радиоволн) в электрические колебания.
В зависимости от формы сообщений различают телефонную, телеграфную и телевизионную радиосвязь.
На рис. 3.1 показана структурная схема радиосвязи. Микрофон (М) преобразует звуковые колебания речи в электрические колебания тока звуковой (низкой) частоты. Одним из основных блоков радиопередатчика является задающий генератор (ЗГ) (или генератор высокой частоты), преобразующий энергию постоянного тока (специального источника питания) в энергию колебаний токов высокой частоты (ВЧ). Усиленный в усилителе низкой частоты (УНЧ) ток звуковой частоты поступает на модулятор (Мод), воздействуя на один из параметров (амплитуду, частоту или фазу) тока высокой частоты, вырабатываемого задающим генератором. В результате в антенну передатчика попадаются токи высокой частоты (радиочастоты), изменяющиеся по амплитуде, частоте или фазе в соответствии с передаваемым и звуковыми колебаниями (передаваемым первоначальным сообщением). Процесс воздействия на один из параметров ВЧ-сигнала по закону изменения передаваемого первоначального сообщения называется модуляцией, соответственно амплитудной, частотной или фазовой.
Рис. 3.1. Структурная схема радиосвязи
Токи высокой частоты, проходя по антенне передатчика, образуют вокруг нее электромагнитное поле. Электромагнитные волны (радиоволны) отделяются от антенны и распространяются в пространстве со скоростью 300 000 км/с.
С помощью специальных форм и конструкций передающих антенн добиваются направленного излучения радиоволн, те. излучения в сторону приемной радиостанции. Так как радиоволны представляют собой модулированные токи высокой частоты, то и сами они как бы переносят передаваемые звуковые колебания (первоначального сообщения).
В приемной антенне радиоволнами (электромагнитным полем) наводится ЭДС радиочастоты, создающая модулированный ток ВЧ, который в точности повторяет все изменения тока в передающей антенне. Токи высокой частоты от приемной антенны по фидерной линии попадаются на избирательный усилитель высокой частоты (УВЧ). Избирательность обеспечивается резонансным контуром, чаще всего состоящим из параллельно включенных катушки индуктивности и конденсатора, образующих параллельный колебательный контур, имеющий резонанс тока на частоте электромагнитных колебаний, передаваемых передатчиком. К передатчикам радиостанций, работающих на других частотах, данный радиоприемник практически нечувствителен.
Усиленный сигнал подается на детектор (Дет), преобразующий принятые сигналы ВЧ в токи звуковых колебаний, изменяющиеся подобно токам звуковой частоты, создаваемым микрофоном на передающем пункте. Такое преобразование называется детектированием (демодуляцией). Полученный после детектирования ток звуковой или низкой частоты (НЧ) обычно еще усиливается в УНЧ и передается на громкоговоритель (динамик или наушники), который преобразует этот ток НЧ в звуковые колебания.
Радиосвязь бывает одно- и двухсторонней. При односторонней радиосвязи одна из радиостанций осуществляет только передачу, а другая (или другие) — только прием. При двухсторонней радиосвязи радиостанции осуществляют одновременно передачу и прием.
Симплексная радиосвязь - это двухсторонняя радиосвязь, при которой каждый абонент ведет только передачу или только прием поочередно, выключая свой передатчик на время приема (рис. 3.2). Для симплексной связи достаточно одной радиочастоты (одночастотная симплексная радиосвязь). Каждая радиостанция имеет одну антенну, которая при приеме и передаче переключается соответственно на вход радиоприемника или на выход радиопередатчика.
Симплексная радиосвязь используется, как правило, при наличии относительно небольших информационных потоков. Для радиосетей с большой нагрузкой характерна дуплексная радиосвязь.
Рис. 3.2. Структурная схема симплексной радиосвязи
Дуплексная радиосвязь - это двухсторонняя радиосвязь, при которой прием и передача ведутся одновременно. Для дуплексной радиосвязи требуются две разные несущие частоты, а передатчики и приемники должны иметь свои антенны (рис. 3.3). Кроме того, на входе каждого приемника устанавливают специальный фильтр (дуплексер), не пропускающий колебаний радиочастоты собственного передатчика. Достоинствами дуплексной радиосвязи являются ее высокая оперативность и пропускная способность радиосети.
Рис. 3.3. Структурная схема дуплексной радиосвязи
Радиосвязь имеет следующие преимущества перед проводной связью:
• быстрое развертывание на любой местности и в любых условиях;
• высокая оперативность и живучесть радиосвязи;
• возможность передачи различных сообщений любому количеству абонентов циркулярно, избирательно или группе абонентов;
• возможность связи с подвижными объектами.