- •Введение
- •Электромагнитные волны
- •Основные законы электромагнитного поля
- •Электромагнитные волны и их свойства
- •Общие вопросы распространения радиоволн. Основные определения
- •Тропосфера
- •Строение и основные параметры тропосферы
- •Влияние тропосферы на распространение земных радиоволн. Явление тропосферной рефракции
- •Состав и строение верхних слоев атмосферы
- •Особенности распространения сверхдлинных и длинных радиоволн
- •Общие сведения
- •Скорость распространения
- •Особенности распространения средних волн
- •Антенны. Общие понятия
- •Назначение и классификация антенн
- •Назначение передающей и приемной антенн
- •Структурная схема антенны
- •Расчет электромагнитных полей излучающих систем в дальней, промежуточной и ближней областях
- •Векторная комплексная диаграмма направленности антенны
- •Рабочая полоса частот и предельная мощность антенны
- •Шумовая температура приемной антенны
- •Взаимное сопротивление разнесенных антенн
- •Передающая антенна как четырехполюсник
- •О передаче мощности между двумя антеннами
- •Антенна как открытый колебательный контур
- •Общие характеристики антенн
- •Сопротивление излучения
- •Сопротивление потерь
- •Полное активное сопротивление антенны
- •К. П. Д. Антенны
- •Входное сопротивление антенны
- •Характеристики направленности антенны
- •Диапазонные свойства антенны
- •Максимальное напряжение в антенне
- •Эксплуатационные характеристики передающей антенны
- •Формулы идеальной радиопередачи
- •Мощность, отдаваемая приемной антенной приемнику
- •Антенны длинных и средних волн
- •Виды антенн
- •Ромбические антенны
- •Антенна бегущей волны
- •Информация в радиотехнических системах
- •Классификация радиотехнических систем
- •Количество и характер информации
- •Вероятностное описание сообщений (непрерывных, импульсных, цифровых)
- •Классификация ртс по характеру сообщений
- •Основы телевидения
- •Телевизионные радиопередатчики. Общая характеристика
- •Телевизионные приемники
- •Системы телевидения. Основные понятия и принципы
- •Телевизионная развертка изображений
- •Кодирование сигналов в системах цветного телевидения
- •Телевизионный приемник цветного изображения
- •Сотовые системы связи
- •Радиальные системы с каналами общего доступа. Сотовые системы I поколения (аналоговые)
- •Системы с сотовой структурой
- •Космические радиолинии
- •Радиолинии «земля — космос», «космос — земля», «космос — космос»
- •Ретрансляционные радиолинии
- •Принцип радиорелейной связи
- •Классификация радиорелейных линий
- •Цифровая обработка сигналов
- •Структура и характеристики цифрового фильтра
- •Цифровой фильтр
- •Синтез цифрового фильтра
- •Устройства питания
- •Назначение и параметры
- •Выпрямители
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Классификация ртс по характеру сообщений
В различных частях РТС (преобразователь сообщения в электрический сигнал, модулятор, передатчик, усилитель, демодуляторы и т. п.) на стадиях передачи, извлечения, обработки и накопления информации используются различные виды радиосигналов (а также сигналов низкой и звуковой частот). Однако можно выделить основной характер сообщений, циркулирующих в системе и используемых сигналов. По этому признаку РТС можно подразделить на непрерывные, импульсные и дискретные или цифровые.
Непрерывные РТС. В этих системах на основных этапах преобразования информации сигнал имеет характер случайного процесса и отображается в непрерывных случайных изменениях того или иного параметра. Примерами таких систем являются радиовещание, пеленгационные системы непрерывных радиосигналов, навигационные системы определения координат на основе измерения разности фаз между непрерывными радиосигналами и т. п.
Импульсные системы. В этих системах информация состоит из последовательности непрерывных случайных величин и отображается в последовательности импульсных сигналов, у которых изменяется один из параметров: амплитуда, задержка и т. п. Примерами таких систем могут служить импульсные радиолокационные системы, системы передачи информации, в которых используется изменение временного положения импульсов, радионавигационные системы, в которых определение координат основано на измерении фазового сдвига на несущей частоте у импульсных радиосигналов.
Дискретные или цифровые системы. Полезная информация в этих системах представляется последовательностью различимых символов и отображается в последовательности различимых дискретных сигналов. Принципиальное отличие цифровых систем от непрерывных и импульсных, именуемых часто аналоговыми, заключается в том, что в цифровых системах полезная информация содержится не в изменениях параметров радиочастотного сигнала, а в самом факте наличия или отсутствия того или иного из различных сигналов. При цифровом способе значительные искажения (отклонения) параметров радиочастотных сигналов при распространении и в аппаратуре мало сказываются на различении и приеме дискретных сигналов. Благодаря этому цифровые системы обеспечивают значительно более высокие точности передачи, извлечения, обработки и накопления информации, предъявляют меньшие требования к точности изготовления и стабильности элементов аппаратуры, однако в таких системах общее число элементов значительно больше, чем в непрерывных и импульсных. От последних цифровые системы сильно отличаются также механизмом воздействия помех, количественной оценкой ошибок (искажений) сообщения и принципом построения процедуры приема сигналов. Цифровые системы составляют прогрессивное и перспективное направление в развитии РТС.
Классификация РТС по используемым частотам. Радиотехнические системы в принципе могут работать в диапазоне радиочастот, примерно от 2 КГц до 300 ГГц. Известно, что диапазон электромагнитных волн охватывает и более высокие частоты, вплоть до волн видимого спектра. Однако здесь ограничимся указанным диапазоном.
Несущая частота имеет исключительно большое значение для свойств и возможностей РТС. От частоты радиоволн зависят особенности их распространения, отражения и рассеяния. Различные виды радиоволн совершенно по-разному отражаются от различных объектов (целей), для излучения и приема радиоволн приходится использовать разнообразные антенны. Поэтому весь диапазон радиоволн разделен на участки (диапазоны), каждый из которых имеет свои особенности распространения, отражения и излучения.
Обращает на себя внимание то, что ширина полосы частот каждого из приведенных в табл. 3 диапазонов волн различна, чем ниже частоты, чем меньше полоса и тем, следовательно, меньшее количество информации может быть выдано при их использовании.
Таблица 3
Диапазон радиочастот |
Диапазон длин волн |
Наименование диапазона радиочастот |
Старое наименование диапазона радиоволн |
Наименование вида радиоволн |
Особенности распространения, отражении и излучения |
Ширина полосы частот |
3...30 кГц |
10...I00 км |
Очень низкие частоты (ОНЧ) |
Сверхдлинные волны |
Мириа метровые волны |
Проникают вглубь почвы н воды. Очень мало поглощаются в Земле н огибают ее. Отражаются от ионосферы и днем, и ночью. Огибают, не отражаясь, обычные объекты. Антенны очень громоздкие |
2,7 кГц |
30..300 кГц |
1-10 км |
Низкие частоты (НЧ) |
Длинные волны (ДВ) |
Километровые волны |
Мало поглощаются в Земле и частично огибают се. Отражаются от ионосферы ночью. Огибают, не отражаясь, обычные объекты. Громоздкие антенны |
27 кГц |
0.3...3 МГц |
100... 1000 м |
Средние частоты (СЧ) |
Средние волны (СВ) |
Гектометровые полны |
Поглощаются в Земле. Интенсивно отражаются от ионосферы ночью. Огибают, не отражаясь, обычные объекты. Антенны средних размеров |
2,7 МГц |
3...30 МГц |
10...100 м |
Высокие частоты (ВЧ) |
Короткие волны (KB) |
Декаметровые волны |
Сильно поглощаются в Земле. Интенсивно, но с малыми потерями и избирательно отражаются от ионосферы. Слабо отражаются от обычных объектов. Антенны небольших размеров |
27 МГц |
Продолжение табл. 3
Днапазон радиочастот |
Диапазон длин волн |
Наименование диапазона радиочастот |
Старое наименование диапазона |
Наименование вида радиоволн |
Особенности распространения, отражения и излучения |
Ширина полосы частот |
30..300 МГц |
I...10 м |
Очень высокие частоты (ОВЧ) |
Ультракороткие волны (УКВ) |
Метровые волны |
Очень сильно поглощаются в Земле. Не отражаются от ионосферы. Распространяются в пределах прямой видимости. Интенсивно отражаются от обычных объектов. Антенны компактные. Просто достигаются направленность излучения и приема |
270 МГц |
ЗО0...30О0 МГц (0,3…3 ГГц) |
0.1...1 м
|
Ультравысокие частоты (УВЧ) |
То же |
Дециметровые волны |
Распространяются только в пределах прямой видимости. Не отражаются от ионосферы. Интенсивно отражаются от обычных объектов. Просто достигается направленность излучения и приема |
2.7 ГГц |
3...30 ГГц |
1…10 см |
Сверхвысокие частоты (СВЧ) |
— » — |
Сантиметровые волны |
Распространяется только в пределах прямой видимости. Избирательно поглощаются в атмосфере- Интенсивно отражаются от объектов. Просто достигается высокая направленность излучения и приема |
27 ГГц |
ЗО...30О ГГц |
0,1...1 см |
Крайне высокие частоты (КВЧ) |
— » — |
Миллиметровые волны |
Сильно поглощаются в атмосферных образованиях. Просто достигается очень высокая направленность излучения и приема |
270 ГГц |
Из данных табл. 3 следует, что разные диапазоны радиоволн могут и должны иметь различное применение в РТС, поэтому последние можно классифицировать по виду используемых частот.
В последующем при рассмотрении различных РТС будут даны обоснования применению той или иной радиочастоты. В табл. 3 приведены краткие сведения о радиочастотах, используемых в основных видах РТС.
Как следует из табл. 4, наиболее широкое применение в РТС имеют ОВЧ, УВЧ и СВЧ или метровые, дециметровые и сантиметровые волны.
Классификация РТС по модулируемому параметру радиосигнала. Процесс распространения радиоволн, помехи и аппаратура по-разному влияют на различные информационные параметры сигналов, вызывая случайные их отклонения. Поэтому полезно также классифицировать системы по тому, в каком параметре радиосигнала отображается сообщение и изменением каких параметров обеспечивается различимость радиосигналов.
В системах извлечения информации параметр радиосигнала, несущий информацию, определяется принципом действия системы, например: фазовый сдвиг при измерении дальности, разности дальностей и положения фазового фронта радиоволны; доплеровский сдвиг частоты при определении относительной скорости; изменения амплитуды — при переходе в процессе приема для определения положения фазового фронта (направления прихода радиоволн) от разности фаз к амплитуде сигнала (с помощью направленных антенн); задержка импульсного радиосигнала или разность задержек импульсных радиосигналов при определении дальности или разности дальностей и т. п. В зависимости от информационного параметра эти РТС могут быть амплитудные, фазовые и частотные
В системах передачи информации информационный параметр радиосигналов выбирается при создании системы. Применительно к этим РТС при классификации по информационному параметру радиосигнала в качестве основного признака используется вид модуляции. Это объясняется тем, что информационный параметр радиосигнала, в котором отображается сообщение, изменяется в передающем устройстве модуляцией несущей. Поэтому говорят о системах передачи информации с амплитудной (AM), частотной (ЧМ) и фазовой (ФМ) модуляцией, а для импульсных систем также о системах с временно-импульсной (ВИМ) и широтно-импульсной (ШИМ) модуляцией.
В дискретных системах информация содержится в последовательности различимых (или разделимых) дискретный радиосигналов и в рассматриваемом смысле имеют значение параметры этих радиосигналов, изменением которых достигается различимость. В системах передачи информации для различения дискретных радиосигналов наиболее широко используется передача их методом частотной манипуляции, в простейшем случае, при двух символах 0 и 1, радиосигналы передаются на двух несущих частотах fS1 и fS2.
Существует также метод фазовой манипуляции для передачи дискретных радиосигналов (на одной несущей, но с разными фазами) и амплитудной манипуляции.
Для удобства и единства в терминологии системы передачи информации, использующие дискретные различимые сигналы для передачи непрерывных сообщений, также определяют как системы со своим особым методом модуляции. Поскольку при этом в передатчике (его модуляторе-манипуляторе) создается последовательность (код) различимых радиосигналов, отображающих значения сообщения, то цифровые системы передачи информации часто называют системами с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ).
Таким образом, РТС полезно классифицировать по назначению, диапазону частот, характеру сообщения (радиосигнала) и информационному параметру радиосигнала. Например, радионавигационная длинноволновая импульсно-фазовая система, или УКВ система радиосвязи с импульсно-кодовой модуляцией и частотной манипуляцией, или сантиметровая радиолокационная импульсно-доплеровская система (информация о скорости отображается в частоте сигнала) и т. п.
Таблица 4
Д иапазон радиочастот |
Система передачи и форматирования |
Системы радиолокации |
Системы радионавигации |
Системы радиоуправления |
3...30 кГц |
Глобальные системы с низкой скоростью передачи |
Не используются |
Глобальные системы радионавигации (фазовые гиперболические) |
Не испольяу-ются |
30...300 кГц |
Используются чало |
— » — |
Системы дальней навигации |
— » — |
0.3...3 МГц |
Радиовещание |
— » — |
Системы средних дальностей действия |
—-» — |
3...30 МГц |
Системы связи на большие расстояния с низкой скоростью передачи, в том числе для подвижных объектов и в труднодоступных районах. Радиовещание |
Используются ограниченно |
Используются мало |
|
30...300 МГц |
Системы связи с подвижными объектами на небольших расстояниях. Радиорелейные липни. Спутниковые системы связи. Телевидение |
Используются в наземных системах обнаружения целей и измерения параметров их движения |
Системы ближней радионавигации и посадки самолетов |
Используются |
300...3000 МГц |
Радиорелейные липни. Спутниковые системы связи |
Широко используются в высокоточных наземных системах |
Спутниковые радионавигационные системы |
Широко используются |
3...30 ГГц |
Радиорелейные линии. Спутниковые системы связи |
Широко используются в бортовых РЛС (самолеты, корабли, ракеты) |
Системы управления воздушным движением и посадки. Спутниковые системы. Автономные системы |
То же |
30. .300 ГГц |
Используются ограниченно |
Бортовые системы |
Используются ограниченно |
Используются ограниченно |