Радио (стр. 1 из 13)

1.2.1 Общие сведения

Для обоснования требований, предъявляемых к КВ радиоприёмникам необходимо знать специфику декаметрового р/канала связи. Известно, что информацию на коротких волнах можно передавать с помощью земной или ионосферной волны. Земные волны распространяются параллельно поверхности земли, дальность их распространения зависит от мощности передатчика, от высоты передающей и приёмной антенн, от характера и проводящих свойств поверхности земли. Обычно с помощью земной волны осуществляют связь на расстоянии не более десятков километров. Для радиосвязи на большие расстояния используют волны, отражающиеся от ионосферы в процессе распространения.

1.2.2 Обоснование диапазона рабочих частот и антенн

Для военной радиосвязи в оперативно-тактическом звене управления используется, главным образом диапазон частот от 1,5 МГц до 30 МГц. Этот участок частот является как более благоприятный для радиосвязи на большие расстояния ( 100 – 150 км) КВ могут распространяться и как земные и как ионосферные волны. Земные волны при относительно небольших мощностях передатчиков, свойственных мобильным радиостанциям, распространяются на небольшие расстояния, так как они испытывают значительное поглощение в земле, возрастающее с ростом частоты. Ионосферные волны за счёт однократного или многократного отражения от ионосферы при благоприятных условиях могут распространяться на сколь угодно большие расстояния. Частотная вместимость КВ диапазона обеспечивает возможность одновременной работы большого числа радиостанций.

Нижний и верхний пределы диапазона рабочих частот радиостанции определяются ходом критических частот и длиной трассы радиосвязи.

При ведение радиосвязи на небольшие расстояния нижний предел определяется критическими частотами области F

и в зимнее время они опускаются до 1,7 . . .2 МГц. Поэтому нижний предел диапазона радиостанции выбираем равным 1,5 МГц. Верхний предел диапазона рабочих частот связан с максимально применимыми частотами, значения которых зависят от протяженности трассы радиосвязи. Для южных географических широт «Алжир» МПЧ в годы максимума солнечной активности оказываются максимальными и составляют:

для расстояний 150 …200 км 1 – 10 МГц для расстояний до 500 км 6 – 20 МГц для расстояний до 1000 км 8 – 25 МГц

Таким образом, верхний предел диапазона рабочих частот выбираем равным 30 МГц.

В связи с возрастанием количества радиостанций средней мощности, возрастает и помеховая обстановка, которая приводит к невозможности одних и тех же частот в полосе объединения. Поэтому необходимо увеличить количество рабочих частот. Для этого интервал между рабочими частотами необходимо выбрать не более 100 Гц. Это достаточно для расфильтровки помех дальней зоны. При этом достигается возможность получения 285000 рабочих частот.

При использовании такого широкого диапазона рабочих частот возникает необходимость применения антенн различных типов для эффективного приёма информации. Для работы земными волнами можно применять Т-образные и штыревые антенны, для работы в движении штыревую антенну и АЗИ.

Для работы ионосферными волнами применять антенны симметричный вибратор и V-образные.

1.2.3 Обоснование вида работ и вида модуляции

Современные военные радиоприёмники декаметрового диапазона принимают различные виды телефонных и телеграфных сигналов.

Известно, что сигналы подразделяются на непрерывные и дискретные.

Дискретные сигналы передаются с помощью радиотелеграфной связи. Отличительной особенностью радиотелеграфной передачи является кодирование сообщения. Каждый отдельный передаваемый символ ( буква алфавита, цифра или знак) имеют свою кодовую комбинацию элементарных сигналов.

Для передачи по каналу связи закодированное сообщение преобразуется в высокочастотный сигнал путём манипуляции радиоколебаний передатчика. В зависимости от параметра, который подвергается манипуляции различают амплитудную, частотную и фазовую манипуляции.

При амплитудной манипуляции один элементарный сигнал кода соответствует излучению полной мощности передатчика (посылка), а другой – отсутствию излучения (пауза).

При частотной манипуляции передатчик всё время излучает одну и ту же энергию при передаче элементарных сигналов. При этом передачи посылки «нажатия» соответствует частоте f

, а посылке «отжатия» частоте f

. Сдвига между частотами «нажатие» и «отжатие» выбирают равными 125, 200, 250, 400, 500 и 1000 Гц. ЧТ сигнал относится к видам управления колебаниями с активной паузой, чем обеспечивается лучшая их защищенность при воздействии помех. В реальных условиях работы КВ радиоканала при замираниях вероятность ошибки, достигается при превышениях сигнала над помехой порядка 18 …27 дБ.

Фазовая манипуляция – это скачкообразное (дискретное) изменение фазы колебания передатчика в соответствии с передаваемой последовательностью. По сравнению с рассмотренными выше манипулированными по частоте и амплитуде сигналами фазоманипулированный сигнал имеет одну существенную особенность. При приеме сигналов как с амплитудной (АТ), так и частотной (ЧТ) манипуляцией можно точно измерить и амплитуду и частоту излучаемого передатчиком колебания. Другими словами, в любой момент времени по измеренному значению амплитуды (при АТ) или частоты (при ЧТ) колебания на выходе передатчика можно сказать точно какой элементарный сигнал передаётся – посылка или пауза. При фазовой манипуляции можно измерить относительное значение фазы колебания либо по фазе другого, или, как называют опорного колебания либо по фазе того же колебания, но на другом интервале времени.

Для уплотнения телеграфных линий используется двухканальная частотная телеграфия (ДЧТ), при которой передатчик может излучать колебание на одной из четырех частот.

В первом случае говорят о системе фазовой телеграфии (ФТ), во втором – о системе относительной фазовой телеграфии (ОФТ).

При ФТ передатчик непрерывно излучает колебание на одной и той же частоте, причем нажатию соответствует излучение несущего колебания со сдвигом по фазе на 180

.

Основным недостатком фазовой телеграфии является возникновение «негативной работы» при случайном скачке фазы опорного колебания на 180

. От этого недостатка свободна система ОФТ.

В системе ОФТ, при переходе от одной элементарной посылки к другой фазе сигнала изменяется только в том случае, если следующая передаваемая посылка будет негативной. Так , при передачи нажатия фаза высокочастотного элементарного сигнала совпадает с фазой предыдущего, а при передаче отжатия – противоположна ей.

ВЫВОД: Как рассмотрено выше в современных приёмниках при дискретных сообщениях наибольшее использование получают: АТ, ЧТ, ДЧТ и ОФТ.

Для передачи непрерывных сигналов используются амплитудная, частотная и однополосная модуляция. При АМ обобщенный выигрыш g

составляет в пределах 0,085. это объясняется крайне АМ неэффективным использованием мощности передатчика и необходимостью расширения полосы пропускания в приёмнике до детектора.

При пространственном распространении радиоволн существуют селективные замирания колебаний несущей или составляющих боковых полос, а также фазовые искажения. Это приводит к уменьшению средней мощности полезного сигнала на выходе приёмника максимально в два раза.

Частотная модуляция обладает весьма высокой помехоустойчивостью при наличии большого превышения сигнала над помехой на входе приемника.

При индексах модуляции

; g

>1

Но это справедливо, если отношение мощностей сигнала и помех на входе приемника S

>5…6.

Высокая помехоустойчивость ЧМ достигается ценой существенного расширения спектра сигнала. При индексе модуляции m

=2…5 ширина спектра радиосигнала в 9-16 раз превосходит ширину спектра сообщения. Следовательно интервал между соседними частотами должен быть большим.

Важным свойством ОМ является то, что в приёмниках полностью реализуется потенциальная помехоустойчивость этого вида модуляции при любых соотношениях между сигналом и помехой. Обобщенный выигрыш g

=1, так как ширина спектра радиосигнала равна ширине спектра модулирующего сигнала. Рабочие частоты при ОМ могут назначаться с интервалом 4…5 КГц, что позволяет весьма экономно использовать диапазон частот, отводимый для связи, что особенно важно для КВ диапазона.

ВЫВОД: таким образом по помехоустойчивости ОМ имеет бесспорные преимущества перед АМ. Поэтому ОМ необходимо выбрать основным видом управления колебаниями, учитывая возможность реализации в современных средствах радиосвязи.

1.2.4 Выбор и обоснование чувствительности

Коэффициент шума – это отношение мощности шума на выходе приемника к мощности шума, которая была бы на его выходе только из-за шумов согласованного источника сигнала.