Лекция 15 Общие принципы и особенности построения систем радиосвязи Основные понятия и определения. Классификация диапазонов радиочастот и радиоволн. Структура радиосистем передачи.

Радиосвязь - вид электросвязи, осуществляемый с помощью ра­диоволн. Под радиоволнами принято понимать электромагнитные волны, частота которых выше 30 кГц и ниже 3000 ГГц, распро­страняющиеся в среде без искусственных направляющих сред (линий). С понятием радиоволны тесно связано понятие радиочас­тоты, т.е. частоты радиоволн.

Скорость распространения электромагнитных волн в какой-либо среде равна

(1)

где с - скорость распространения света в вакууме; –диэлектриче­ская, -магнитная проницаемость среды. Для воздуха а скорость распространения электромагнитных волн близка к скоро­сти света в вакууме, т.е.

Электромагнитные волны создаются источником периодически изменяющейся ЭДС с периодом T. Если в некоторый момент элек­тромагнитное поле (ЭМП) имело максимальное значение, то такое же значение оно будет иметь спустя время T. За это время ЭМП переместится на расстояние

. (2)

Минимальное расстояние между двумя точками пространства, поле в котором имеет одинаковое значение, называется длиной волны. Длина волны зависит от скорости ее распространения и периода Т ЭДС, передающей это поле. Так как частота тока равна f = 1/Т, то длина волны

(3)

Длина волны связана с частотой колебания f известным соот­ношением

(4)

Радиочастотный спектр - область частот, занимаемая радио­волнами. Полоса частот - область частот, ограниченная нижним и верхним пределами. Диапазон частот - полоса частот, которой присвоено условное наименование.

В соответствии с Регламентом радиосвязи весь радиочастотный спектр разделен на 12 диапазонов, которые определены как облас­ти радиочастот, равные (0,3...3) х 10^N Гц, где N - номер диапазона. Для целей радиосвязи используется девять диапазонов и, следова­тельно, N = 4...12.

Диапазон радиоволн - определенный непрерывный участок длин радиоволн, которому присвоено условное метрическое наименова­ние. Каждому диапазону радиоволн соответствует определенный диапазон радиочастот.

Классификация диапазонов радиочастот или радиоволн приведе­на в табл. 1. Такая классификация в первую очередь связана с осо­бенностями распространения радиоволн и их использования.

Кроме того, в технике радиосвязи широкое применение находят следующие понятия: диапазон рабочих радиочастот - полоса час­тот, в пределах которой обеспечивается работа радиостанции; сетка рабочих радиочастот (сетка частот) - множество следующих через заданные интервалы рабочих радиочастот; шаг сетки рабочих радиочастот (шаг сетки частот) - разность между соседними дискретными значениями рабочих частот, входящих в их сетку; ра­диостанция - один или несколько передатчиков и приемников или их комбинация, включая вспомогательное оборудование, необходимые для осуществления радиосвязи; присвоенная полоса радиочастот -полоса частот, в пределах которой радиостанции разрешено излуче­ние; рабочий канал - полоса частот, которая используется для пере­дачи информации (сообщения); присвоенная радиочастота - часто­та, соответствующая середине присвоенной радиостанции полосы частот; рабочая радиочастота - частота, предназначенная для ведения радиосвязи радиостанцией.

Таблица 1

Для введения других понятий и определений следует рассмот­реть обобщенную структурную схему радиосистемы передачи (РСП). Под радиосистемой передачи понимается совокупность технических средств, обеспечивающих образование типовых кана­лов и трактов, а также линейных трактов, по которым сигналы элек­тросвязи передаются посредством радиоволн в открытом простран­стве. Поскольку подавляющее большинство РСП являются много­канальными, то приведем обобщенную структурную схему многоканальной РСП (рис. 1), где приняты следующие обозначения:

КГО - каналообразующее и групповое оборудование, обеспечи­вающее формирование сигналов типовых каналов и трактов из множества подлежащих передаче первичных сигналов электросвя­зи на передающем конце и обратное преобразование сигналов типовых каналов и трактов в множество первичных сигналов на приемном конце.

СП - проводные соединительные линии, обеспечивающие под­ключение каналообразующего и группового оборудования к РСП в случае их территориальной удаленности.

Рис. 1. Обобщенная структурная схема многоканальной радиосистемы связи

Для формирования радиосигнала и передачи его на расстояния посредством радиоволн используются различные радиосистемы связи. Радиосистема связи представляет собой комплекс радиотех­нического оборудования и других технических средств, предназначен­ных для организации радиосвязи в заданном диапазоне частот с использованием определенного механизма распространения радио­волн. Вместе со средой (трактом) распространения радиоволн радио­система связи образует линейный тракт или ствол, состоящий из оконечного оборудования ствола (ООС) и радиоствола.

ООСпер - оконечное оборудование ствола передающего конца, где формируется линейный сигнал, состоящий из информационного группового сигнала и вспомогательных сигналов (сигналов служеб­ной связи, сигналов контроля работоспособности оборудования РСП и др.), которыми модулируются высокочастотные колебания.

РСТ - радиоствол, назначением которого является передача мо­дулированных радиосигналов на расстояния с помощью радиоволн. Радиоствол называется простым, если в его состав входят лишь две оконечные станции и один тракт распространения радиоволн, и составным, если помимо двух оконечных радиостанций он содержит одну или несколько ретрансляционных станций, обеспечивающих прием, преобразование, усиление или регенерацию и повторную передачу радиосигналов. Необходимость использования составных радиостволов обусловлена рядом факторов, основными из которых являются протяженность радиолинии, ее пропускная способность и механизм распространения радиоволн.

ООС_пр - оконечное оборудование ствола приемного конца, где проводятся обратные преобразования: демодуляция высокочастот­ного радиосигнала, выделение группового (многоканального) сигна­ла и вспомогательных служебных сигналов.