Diagrama de enlace de radio. Líneas de radio. Principios generales de la organización de las comunicaciones por radio.

Un sistema de transmisión de información en el que las señales de telecomunicaciones se transmiten mediante ondas de radio en el espacio abierto se denomina sistema de ingeniería de radio. Los sistemas de radio se dividen en radioenlaces y redes de radio.

Según su finalidad, los sistemas de radio se dividen en grupos.

clasificación RTS

1. RTS de transmisión de información 2. RTS de recuperación de información

RadiocomunicaciónRadar

Radionavegación

Radiodifusión

Facsímil: transmisión de imágenes fijas

Televisión: transmisión de imágenes en movimiento.

A continuación se muestran diagramas para organizar las comunicaciones por radio entre barcos y estaciones de radio costeras en función de la distancia entre ellos.

Dispositivo transmisor de radio

El dispositivo de transmisión de radio está diseñado para crear oscilaciones de alta frecuencia, modularlas y excitar ondas electromagnéticas en el espacio. En consecuencia, contiene los siguientes elementos principales. Esto se refiere a un transmisor de modulación de amplitud.

oscilador maestro fluctuaciones frecuencia alta. Un generador de este tipo convierte la energía de una fuente de tensión continua en oscilaciones armónicas de alta frecuencia. Ud. hf = Ud. mCOS (ω monte) frecuencia ω metro estas oscilaciones se llaman frecuencia portadora.

Los elementos principales del oscilador maestro son tubo vacío, transistor y circuito oscilatorio. La inductancia y capacitancia del circuito oscilatorio determinan la frecuencia de las oscilaciones generadas; Al cambiar estos parámetros, es posible sintonizar el oscilador maestro (y, en consecuencia, todo el transmisor) de una frecuencia portadora a otra. Un tubo de electrones y un transistor son dispositivos no lineales que desempeñan el papel de una especie de llave que regula el flujo de energía hacia el circuito desde una fuente de voltaje constante, lo que garantiza el mantenimiento de las oscilaciones en el circuito.

Conversor de mensajes en una señal eléctrica utilizada para modular oscilaciones de alta frecuencia. El tipo de transductor depende de la naturaleza física del mensaje transmitido: para un mensaje de audio el transductor es un micrófono, para la transmisión de imágenes luminosas (televisión) - un tubo de televisión transmisor, para la transmisión de resultados de mediciones de cantidades no eléctricas - sensores de un tipo u otro.

La señal eléctrica recibida en la salida del convertidor de mensajes suele ser muy débil y, antes de usarse para la modulación, se amplifica en una etapa especial (modulador), que se muestra en la Fig. 2 no mostrados.

Etapa de modulación. Los elementos principales de la etapa de modulación son un tubo de electrones, un transistor y un circuito oscilante. Las oscilaciones de alta frecuencia se aplican simultáneamente a la entrada de la cascada. Ud. frecuencia cardíaca = Umo porque (ω monte) desde la salida del oscilador maestro y modulando señal electrica Ud. Monte), cambiando según la ley del mensaje transmitido. Como resultado de la transformación no lineal de las oscilaciones suministradas a la cascada de modulación. Ud. frecuencia cardíaca Y Ud. Monte) (realizado mediante un tubo de vacío o transistor), en el circuito de salida de esta etapa se forman oscilaciones de alta frecuencia moduladas en amplitud.

En la etapa de modulación, la potencia de oscilación también se amplifica, por lo que a menudo se le llama simplemente amplificador de potencia.

Etapa de salida (amplificador de potencia). En los transmisores de radio de corto alcance, la etapa de salida puede estar ausente, mientras que las oscilaciones moduladas de alta frecuencia se suministran a la antena directamente desde la salida de la etapa de modulación, que sirve como amplificador de potencia. Sin embargo, en estaciones de radio con un largo alcance, es necesario suministrar a la antena oscilaciones moduladas de alta potencia, para lo cual se colocan etapas de amplificación de potencia para las oscilaciones moduladas entre la etapa de modulación y la antena. Debe preservarse la ley del cambio en la amplitud de las oscilaciones moduladas con potencia creciente.

Los elementos principales de un amplificador de potencia son una lámpara, un transistor y un circuito oscilante.

Antena transmisora, diseñado para excitar ondas electromagnéticas en el espacio. Las oscilaciones de alta frecuencia recibidas en el amplificador de potencia se suministran a la antena y crean una corriente de alta frecuencia en ella. I a1 = I 1 METRO ( t ) COSω monte , cuya amplitud I 1 METRO ( t ) cambia como la amplitud de las oscilaciones moduladas suministradas a la antena. Actual I a1 es la razón que causa la excitación de un campo electromagnético que se propaga en el espacio circundante

(ondas electromagnéticas). Un campo electromagnético se caracteriza por componentes eléctricos y magnéticos interconectados. mi Y h . La naturaleza del cambio en la intensidad de los campos eléctricos y magnéticos a lo largo del tiempo en un determinado punto del espacio.

Está determinada por la naturaleza del cambio de corriente en la antena excitadora. Por lo tanto, en el punto considerado del espacio, la intensidad del campo eléctrico (magnético) tendrá la naturaleza de oscilaciones de alta frecuencia, cuya amplitud varía según la ley del mensaje transmitido.

Receptor de radio

El receptor de radio está diseñado para capturar parte de la energía. campo electromagnético(excitada en el espacio por la antena del transmisor), selección de señales de una estación de radio recibida, amplificación de las oscilaciones de alta frecuencia recibidas, restauración de la señal útil y su reproducción. De acuerdo con esto, el dispositivo receptor contiene los siguientes elementos principales (Fig. 2).

Antena receptora. El campo electromagnético, que llega a la antena receptora, excita una fem en ella. ea1 , proporcional al valor instantáneo de la intensidad del campo eléctrico. Como resultado, la f.e.m. ea1 representa oscilaciones moduladas de alta frecuencia ea1 = E1 metro (t )COS ω monte, donde la amplitud E1 metro (t) cambia con el tiempo según la ley del mensaje transmitido.

En trabajo simultáneo Cuando funcionan varias estaciones de radio transmisoras, la antena receptora queda expuesta a campos electromagnéticos generados por cada estación de radio. Por lo tanto, en la antena se inducen simultáneamente varias fem, cada una de las cuales es una oscilación modulada de alta frecuencia, que se diferencia de la otra en la frecuencia portadora y la ley de modulación (la ley del cambio de amplitud).

circuito de entrada, diseñado para seleccionar la señal de cualquier estación de radio (recibida) de la totalidad de todas las señales inducidas en la antena por los campos de muchas estaciones de radio. El elemento principal del circuito de entrada es el circuito oscilatorio. Para realizar la selección se utiliza la propiedad de un circuito oscilatorio de responder bien a vibraciones cuya frecuencia sea cercana a la frecuencia de resonancia del circuito, determinada por sus parámetros, y de responder mal a vibraciones con una frecuencia significativamente diferente a la resonante. . Cambiando los parámetros del circuito (inductancia o capacitancia), es posible asegurar que su frecuencia de resonancia sea igual a una de las frecuencias portadoras de la fem inducida en la antena. Si la diferencia entre las frecuencias portadoras es lo suficientemente grande, entonces con la influencia simultánea de todas las fem en el circuito. Sólo será efectiva aquella fem cuya frecuencia sea igual a la frecuencia de resonancia del circuito. Como resultado, aparecerán oscilaciones en el circuito correspondiente únicamente a la estación de radio recibida; el voltaje eliminado del circuito representa oscilaciones de alta frecuencia, moduladas en amplitud de acuerdo con la ley del mensaje transmitido:

tu = Ud. 1M(t )COS ω monte.

Amplificador de oscilación de alta frecuencia. La magnitud de la fem inducida en la antena y el voltaje de alta frecuencia eliminado del circuito de entrada son muy pequeños. Por lo tanto, antes de extraer la señal útil de las oscilaciones de alta frecuencia, se amplifican en amplificadores de oscilación de alta frecuencia. (UHF).

Los elementos principales de UHF son un tubo de vacío, un transistor (triodo semiconductor) y un circuito oscilante. Gracias a los circuitos oscilatorios, UHF, al igual que el circuito de entrada, tiene propiedades de selección.

Detector, diseñado para restaurar una señal eléctrica de baja frecuencia a partir de oscilaciones moduladas de alta frecuencia, proporcionales al voltaje de modulación y que varían de acuerdo con la ley del mensaje transmitido. El elemento principal del detector es un tubo de electrones o un dispositivo semiconductor.

Amplificador de voltaje de baja frecuencia diseñado para amplificar una señal de baja frecuencia muy débil recibida en la salida del detector.

El elemento principal de un amplificador de voltaje de baja frecuencia es un tubo de vacío o un triodo semiconductor.

Dispositivo de reproducción, diseñado para transformar la señal amplificada de baja frecuencia de tal manera que el mensaje recibido se reproduzca en una forma conveniente para el registro. Al transmitir señales de sonido, el dispositivo reproductor es un teléfono, un altavoz; en los receptores de televisión, el mensaje se reproduce en la pantalla del tubo de televisión receptor en forma de una imagen luminosa; cuando se reciben datos sobre algún valor medido, el mensaje recibido se reproduce mediante tubos de rayos catódicos o mediante dispositivos de grabación especiales.

Principales características técnicas de RPM:

Sensibilidad de RPM - valor mínimo señal de entrada, lo que garantiza el funcionamiento normal del dispositivo terminal. En los RPM modernos, la sensibilidad es de unos pocos microvoltios.

La selectividad de RPM es la capacidad de recibir por separado señales de estaciones vecinas en frecuencia. La selectividad está determinada por el ancho de banda de las RPM.

La potencia de salida de las RPM es la potencia máxima sin distorsión posible del amplificador de audio.

Dependiendo del principio de construcción, se distinguen los tipos detector de RPM, amplificación directa y superheterodino.

Diagrama de bloques de un receptor de radio detector.

En revoluciones por minuto ganancia directa la señal recibida se selecciona mediante un dispositivo selectivo DUT (un sistema de dos circuitos oscilantes acoplados que realizan las funciones de un filtro de paso de banda). El amplificador de RF está sintonizado a la misma frecuencia. El amplificador de RF sirve para aumentar el nivel de la señal inducida en la antena. El detector D selecciona un componente de baja frecuencia que contiene un mensaje de la señal de radio modulada. Después de la amplificación, la señal ultrasónica llega al terminal receptor, que genera un mensaje (altavoz, impresora). A pesar de la simplicidad de la implementación técnica de la amplificación directa de RPM, actualmente prácticamente no se utiliza. Sus principales desventajas son la baja selectividad y sensibilidad.

Receptor de radio superheterodino

En la siguiente figura se muestra el diagrama de bloques de un RPM de tipo superheterodino, que consta de un oscilador local y un mezclador.

Un oscilador local es un generador de señales armónicas f g, cuya frecuencia se puede cambiar. En el Mezclador, las frecuencias f c y f g se mezclan, lo que da como resultado las frecuencias totales f + y diferencia (intermedia) f _: f + = f c + f g, f _ = f c - f g (se utiliza la frecuencia diferencial f-, y se filtra la frecuencia total f+). La frecuencia Get cambia cuando las RPM se ajustan a la frecuencia f s simultáneamente con la frecuencia de la IU y el amplificador de RF cambiando de modo que f _ permanezca constante (en RPM de transmisión nacional f _ = 465 kHz). Así, una señal a una frecuencia arbitraria f c en RPM de tipo superheterodino se convierte en una señal a una frecuencia intermedia constante. A esta frecuencia intermedia se sintoniza el circuito oscilatorio del amplificador de frecuencia intermedia, en la que se realiza la selección y amplificación principal de la señal útil. Dado que la frecuencia del circuito oscilante no cambia, el ancho de banda y la selectividad de las RPM son constantes en todo el rango de frecuencia.

ELEMENTOS PASIVOS

Resistor.

El elemento más utilizado en los dispositivos de ingeniería de radio es la resistencia (el nombre antiguo es resistencia).

Resistencia R (fija, regulable y trimable) - elemento circuito electrico, en el que se produce una transformación (pérdida) irreversible energía electromagnética en térmico, la característica principal de una resistencia es su resistencia eléctrica R, que conecta el valor de voltaje U con el valor de corriente I: U = I R.

La característica principal de una resistencia es la resistencia, medida en ohmios. Hay dos tipos de resistencias disponibles: estables y de uso general. La producción de resistencias estables es costosa y, por lo tanto, se utilizan en costosos equipos de alta precisión.

Una de las principales características es la disipación de energía. La disipación de potencia es la potencia que una resistencia puede disipar sin sufrir daños. Medido en vatios. Encontrado por la fórmula PAG= I 2 · R.

Cada sustancia tiene su propia resistencia. La resistencia depende del material (para el oro será menor que para el aluminio), de la longitud del conductor (la relación es directa: cuanto más largo, mayor será la resistencia) y del área de corte del conductor (cuanto mayor la zona, menor resistencia).

Designación de resistencias permanentes en diagramas de circuitos:

	Designación estándar

Las resistencias, especialmente las de baja potencia, son piezas extremadamente pequeñas; una resistencia de 0,125 W tiene una longitud de varios milímetros y un diámetro del orden de un milímetro. Es imposible leer la denominación con punto decimal en dicha parte.

Por lo tanto, al indicar la denominación, en lugar del punto decimal, escriba la letra correspondiente a las unidades de medida (K - para kiloohmios, M - para megaohmios, E o R para unidades de ohmios). Por ejemplo, 4K7 significa una resistencia con una resistencia de 4,7 kOhm, 1R0 - 1 Ohm, 120K - 120 kOhm, etc. Sin embargo, incluso en esta forma es difícil leer los valores. Por eso, para resistencias especialmente pequeñas se utilizan marcas con franjas de colores. Para resistencias con una precisión del 20%, se utilizan marcas con tres franjas, para resistencias con una precisión del 10% y 5%, se usan marcas con cuatro franjas, para resistencias más precisas con cinco o seis franjas.

También hay resistencias variables teniendo la capacidad de cambiar su resistencia. Se utilizan para cambiar corriente, voltaje, etc. (por ejemplo: cambiar volumen y timbre). La mayoría de las veces, el diagrama del circuito se muestra así: Las resistencias variables son: 1) simples y dobles 2) simples y multivueltas 3) con y sin interruptor

Según la naturaleza del cambio de resistencia: 1) Lineal, es decir, proporcional al ángulo de rotación del eje (grupo A) 2) Logarítmico inverso (grupo B) 3) Logarítmico (grupo C) Los hay de alambre y no resistencias variables de alambre (película). Los de alambre se caracterizan por una alta estabilidad, niveles de ruido relativamente bajos y un TCR bajo.

En primer lugar, sobre los tipos de comunicaciones por radio. Hay dos tipos de comunicación bidireccional: dúplex y simplex. Con la comunicación dúplex, los operadores de radio pueden transmitir y recibir de forma simultánea e independiente entre sí. Si el receptor no comprende algo, por ejemplo debido a algún tipo de interferencia, aprovechando una breve pausa, puede interrumpir el trabajo del transmisor para aclarar el contenido del mensaje. Para este tipo de comunicación, los operadores de radio deben tener dos estaciones transceptoras o un transmisor y un receptor separados, que funcionen independientemente uno del otro. En comunicación simplex Los operadores de radio trabajan para transmitir y recibir alternativamente: uno transmite y el otro recibe al mismo tiempo, luego, por el contrario, el segundo transmite y el primero recibe. En este tipo de comunicación se excluye la interrupción del operador de radio que trabaja en la transmisión.

Arroz. 405. Esquema de comunicación por radio: a - en dirección de radio; b - en la red de radio

Todas las estaciones transceptoras construidas según el circuito transceptor están diseñadas para realizar únicamente comunicaciones simplex.

Independientemente del tipo de comunicación, existen dos formas principales de organizar las comunicaciones por radio bidireccionales: por dirección de radio y en una red de radio.

El diagrama de comunicación en dirección radio, es decir, en una dirección, se muestra en la Fig. 405, a. En este caso, dos operadores de radio de esta dirección de radio trabajan únicamente entre sí. Con este método la comunicación puede ser muy estable y además dúplex. Dado que a los operadores de radio se les indica la dirección de la línea de comunicación, pueden utilizar antenas direccionales, que aumentan el alcance y la confiabilidad de las comunicaciones.

La comunicación en una red de radio es la comunicación entre tres o más operadores de radio (Fig. 405, b). Para cada estación de radio hay una frecuencia de funcionamiento, generalmente común a todas las estaciones de una determinada red de radio, y una reserva: la frecuencia operativa a la que se reconstruyen las estaciones en caso de interferencia o comunicación inestable en la primera frecuencia asignada. Entre ellas se encuentra la estación principal, que establece el orden de funcionamiento en la red de radio. Como regla general, la comunicación se realiza alternativamente entre un par de estaciones de radio, mientras que otras estaciones de la red pasan a recepción en este momento. La claridad, la atención y la disciplina de los radiooperadores son una garantía. trabajo coordinado en la red radiofónica. De lo contrario, la comunicación podría verse interrumpida debido a interferencias mutuas.

¿Es posible crear una línea de comunicación con estaciones de baja potencia, cuya longitud exceda significativamente su "alcance"? Poder. ¿Cómo? Utilizando un punto de retransmisión (Fig. 406) - punto intermedio, donde las señales se reciben de una estación, se amplifican y posteriormente se transmiten a otra estación a través de una línea de comunicación por radio, pero en una frecuencia diferente.

Arroz. 406. Punto de relevo

Para tal punto intermedio, se utilizan dos estaciones de radio conectadas entre sí por una línea de comunicación por cable, y cuando se transmite en modo dúplex, dos receptores y dos transmisores.

¿Qué pasa si el punto de relevo se coloca en un helicóptero? La longitud de la línea de comunicación entre sus estaciones de radio finales se puede aumentar muchas veces.

El alcance, la estabilidad y la calidad de las comunicaciones por radio dependen de cómo estén ubicadas las estaciones de radio y sus antenas. En ciudades y otras grandes zonas pobladas el alcance de las comunicaciones por radio, y especialmente en VHF, se reduce en comparación con las comunicaciones por radio entre estaciones en condiciones de campo. Y si una estación de radio con antena termina en un sótano, debajo de un puente, en un corredor de alcantarillado, entonces la comunicación por radio puede perderse por completo debido a la absorción de energía electromagnética por los refugios de tierra y las estructuras de hormigón armado. Es por eso que un operador de radio experimentado intenta colocar su estación VHF o su antena, conectada al transceptor mediante un alimentador, en una colina, por ejemplo en el ático de un edificio, en el techo, y posiblemente más lejos de las paredes ciegas y reforzadas. pisos de concreto. ¡La comunicación está mejorando! En zonas boscosas y pantanosas, los radiooperadores despliegan sus estaciones en los bordes del bosque, en pequeños bosques, en claros, evitando la influencia de los troncos mojados en la propagación de las ondas de radio.

Arroz. 407. Despliegue Estaciones de radio VHF en zonas montañosas

En tales condiciones, es bueno extender la antena de látigo y elevarla por encima de los árboles.

En zonas montañosas, las estaciones de radio VHF se instalan en colinas (Fig. 407) para que las antenas de las estaciones se “vean” entre sí. Sin embargo, si las estaciones VHF están desplegadas cerca de una montaña o detrás de una montaña que oscurece al corresponsal, la comunicación puede verse interrumpida. Si se establece comunicación por radio a través de un lago, río u otra masa de agua dulce congelada, las estaciones de radio VHF no están ubicadas en el hielo del embalse, sino lejos de la orilla, en una colina.

¿Qué es una antena de haz que dirige la emisión y recepción de ondas de radio? Se trata de un cable de aproximadamente , estirado sobre aisladores sobre el suelo, uno de cuyos extremos está conectado al transceptor (Fig. 408). Se conecta un contrapeso al otro extremo del cable a través de una resistencia de carga con una resistencia de aproximadamente 400 ohmios: varios trozos de cable con una longitud igual a aproximadamente un cuarto de la longitud de onda operativa de la estación de radio. El cable de dicha antena se suspende horizontalmente sobre el suelo a una altura mediante clavijas incluidas en el equipo de radio. En este caso, el eje del cable de la antena debe coincidir con la dirección hacia el corresponsal y “mirarlo” con una resistencia de carga con contrapeso. La antena emite en esta dirección. la mayoría de energía electromagnética y recibe ondas de radio mucho mejor que desde otras direcciones. Esta antena es buena para usar cuando el operador de radio tiene que trabajar en un refugio, sótano, trinchera u otro refugio.

Arroz. 408. Antena de haz

De la misma forma, puedes retirar la antena de látigo del refugio conectándola al transceptor con un cable de alta frecuencia. Pero en términos de eficiencia en el trabajo. antena de látigo inferior al radial.

Para contactarnos en largas distancias en el rango VHF se puede crear línea de retransmisión de radio comunicaciones.

Cualquier tipo de comunicación está diseñada para transmitir información a distancia. La información es una colección de información sobre eventos en el mundo circundante. La forma de presentación de la información es un mensaje, que puede ser voz, texto, una secuencia de números, etc.

Para transmitir un mensaje desde una fuente de información a un destinatario, es necesario utilizar cualquier proceso físico que pueda propagarse a cierta velocidad desde la fuente de información al destinatario de la información, por ejemplo: vibraciones de sonido, corriente eléctrica en conductores, luz, campo electromagnético, etc. cantidad fisica, definiendo este proceso, que cambia con el tiempo y muestra el mensaje transmitido (intensidad de la corriente, intensidad del campo electromagnético, brillo de la luz, etc.) se denomina señal. Las señales no son el mensaje transmitido, solo lo muestran. A menudo, la señal obtenida como resultado de La conversión de mensajes se denomina señal eléctrica primaria.

Dependiendo de la naturaleza del mensaje, las señales eléctricas primarias pueden ser continuas o discretas.

Las señales continuas adoptan cualquier valor de estado dentro de un intervalo determinado. Estas señales se describen a lo largo de un intervalo de tiempo bastante largo. funciones continuas tiempo. Un ejemplo típico señal continua es una señal de voz, su amplitud cambia continuamente con el tiempo dentro de ±Umax. Al transmitir una señal telefónica de este tipo, en primer lugar es necesario tener en cuenta su espectro de frecuencia.

Se sabe que el espectro de sonidos percibidos por el oído humano ocupa una banda de frecuencia que va de 16 a 20.000 Hz. Sin embargo, la transferencia de tales amplia gama frecuencias a través de los canales de comunicación está asociado con ciertas dificultades asociadas con un aumento en la banda de frecuencia ocupada por el canal de comunicación y, en consecuencia, con una disminución en el número de canales de comunicación proporcionados en cierto rango frecuencia Por lo tanto, cuando comunicación telefónica espectro señal de voz limitado a una banda de frecuencia de 300 a 3400 Hz, en la que se ubican los principales componentes de frecuencia y la energía principal de los sonidos del habla humana (Fig. 2.1).

Además, tal limitación del espectro de frecuencias de la señal telefónica no conduce a una distorsión perceptible de la señal. El ancho del espectro de 0,3 a 3,4 kHz se denomina canal telefónico estándar.

Las señales discretas aceptan completamente un número finito. ciertos valores según condición. Mayoría ejemplo general señales discretas Las señales telegráficas pueden servir, mostrando el texto de un mensaje utilizando un determinado alfabeto (código). En este caso, cada letra o dígito del código se expresa mediante un estado de señal discreto muy específico. En la figura 2.2. muestra los estados discretos que recibe la señal al transmitir la letra “Zh” usando código Morse.

La transmisión de señales telegráficas se puede realizar a diferentes velocidades telegráficas. La velocidad de telegrafía está determinada por el número de pulsos elementales transmitidos por unidad de tiempo (1s) y se mide en baudios (B).

1 B = 1 imp / 1 s

Para la mayoría de las máquinas de telégrafo de impresión directa, la velocidad del telégrafo es de 50 baudios.

La señal eléctrica primaria, independientemente de su tipo, es de baja frecuencia por naturaleza. Puede transmitirse directamente a través de líneas de comunicación por cable, pero no puede irradiarse eficazmente al medio de propagación de las ondas de radio, ya que es prácticamente imposible crear antenas cuyas dimensiones geométricas sean proporcionales a la longitud de onda de la señal.

Por ejemplo, a F=1kHz, la longitud de onda es l=300(km) y la longitud de la antena es L=l/4 = 75(km), lo cual es prácticamente inviable.

Por lo tanto, para la transmisión de radio, la señal eléctrica primaria debe convertirse en una señal de alta frecuencia que pueda irradiarse de manera eficiente al espacio circundante.

Esta señal suele denominarse señal de radio. La conversión de señales eléctricas primarias de baja frecuencia en señales de radio se lleva a cabo en transmisores de radio, que son la parte principal de los dispositivos de transmisión de radio. El proceso de convertir señales primarias continuas en señales de radio se llama modulación y las señales discretas se llaman manipulación.

Una señal de radio generada y emitida en ambiente en forma de ondas de radio, propagándose a cierta velocidad, llega a la ubicación del destinatario de la información. Cuando una señal de radio pasa a través del medio de propagación, está influenciada por otras señales, determinadas tanto por las propiedades del propio medio de propagación como por otras fuentes de señales eléctricas. En el momento de recibir la información transmitida, es necesario realizar la conversión inversa de la señal de radio en un mensaje. Convertir las señales de radio que llegan al punto de recepción en mensaje original realizado por un receptor de radio. La tarea de convertir una señal de radio recibida en un mensaje es más compleja que convertir un mensaje en una señal de radio, ya que no solo se convierte la señal de radio transmitida, sino su mezcla con otras señales (interferencias) que pueden distorsionar el mensaje transmitido.

Fuente de información transmisor de radio, el medio de propagación de ondas de radio, el receptor de radio y el formulario receptor de información enlace de radio(Figura 2.3).

El diagrama de bloques de la línea de comunicación por radio, que se muestra en la Fig. 2.3, garantiza la transmisión de un mensaje en una sola dirección: desde la fuente de información hasta el destinatario, es decir. comunicación por radio unidireccional. Para garantizar la comunicación por radio bidireccional, es necesario tener un receptor de radio transmisor en cada extremo de la línea de radio. En este caso, la fuente de información y el destinatario de la información cambian periódicamente las funciones que realizan en la línea de radiocomunicación, por lo que suelen estar unidos bajo un solo concepto: corresponsal.

Para la comunicación por radio bidireccional, el modo de funcionamiento del enlace de radio puede ser simple o dúplex.

Una línea de comunicación por radio en la que la transmisión y recepción de mensajes se realiza alternativamente se denomina simplex; si una línea de comunicación por radio proporciona transmisión y recepción de información simultáneas, dicha línea de radio se denomina dúplex. Una línea de radiocomunicación que permite la transmisión simultánea de varias señales mostrando mensajes independientes se denomina multicanal (dos canales, tres canales, etc.), pero si una línea de radiocomunicación está diseñada para transmitir solo una señal correspondiente a un mensaje , entonces se llama monocanal. Así, se entiende por canal de radiocomunicación la parte de la línea que proporciona la transmisión y recepción de señales.

EN caso general Se entiende por canal de radiocomunicación la parte de un dispositivo transmisor de radio, el medio de propagación de ondas de radio y parte de un dispositivo receptor de radio. Las partes del dispositivo de transmisión y recepción de radio que se incluyen en el concepto de canal de radio se especifican por separado. Muy a menudo, un canal de comunicación por radio (canal de radio) está limitado únicamente por el medio de propagación de las ondas de radio. Esto se explica por el hecho de que la mayoría rasgos característicos El canal de radio, que lo distingue de otros canales de comunicación, está determinado precisamente por el entorno de propagación. En el futuro, a menos que se indique específicamente, por canal de radio nos referiremos al medio de propagación de ondas de radio.

Por tanto, cualquier dispositivo transmisor de radio debe cumplir las tres funciones siguientes:

1. Conversión de un mensaje en una señal eléctrica primaria, que se realiza mediante el equipo transmisor terminal (micrófono, llave telegráfica, aparato telegráfico, tubo transmisor de televisión, etc.).

2. Conversión de la señal eléctrica primaria mediante modulación (manipulación) de vibraciones de alta frecuencia en una señal de radio que puede emitirse y propagarse efectivamente en forma de ondas de radio a una distancia determinada. Esta función la realiza el propio transmisor de radio.

3. Emisión de señales de radio generadas por un transmisor de radio en forma de ondas electromagnéticas, realizada por un dispositivo transmisor-alimentador de antena (AFD).

En el extremo receptor de la línea de comunicación por radio, mediante un receptor de radio, las señales de radio se convierten nuevamente en un mensaje. El receptor de radio también realiza las siguientes tres funciones principales:

1. El dispositivo receptor-alimentador de antena (AFD) captura la energía de las ondas electromagnéticas y la convierte en una señal de radio.

2. Selección de la señal de radio recibida del conjunto de señales inducidas en la antena y su conversión en una señal primaria de baja frecuencia de la potencia requerida, realizada por un receptor de radio.

3. Conversión de la señal primaria en mensaje realizada mediante equipos terminales receptores (auriculares, altavoz, aparato receptor de telégrafo, tubo de televisión, etc.). Para garantizar la comunicación por radio bidireccional, es necesario en cada extremo de la línea de radio tener dispositivos de transmisión y recepción de radio, que se combinan organizacionalmente, y a menudo estructuralmente, junto con los dispositivos de control, en una sola estación de radio compleja.

La figura 2.4 muestra una visión generalizada. diagrama de bloques Líneas de comunicación por radio entre los corresponsales A y B.

Las principales propiedades de un canal de radio, que lo distinguen de otros canales de comunicación, están determinadas principalmente por las propiedades del medio de propagación. Por lo tanto, al considerar este tema, limitaremos el concepto de canal de radio al medio de propagación de ondas de radio.

En las comunicaciones por radio, el espacio que rodea la superficie terrestre se utiliza como medio de propagación. Un medio de este tipo no tiene propiedades direccionales, como ocurre, por ejemplo, en los sistemas cableados y líneas de cable comunicaciones. En las líneas de radiocomunicación, las emitidas por la antena transmisora ​​se propagan en casi todas direcciones desde el emisor y sólo una pequeña parte de su energía se irradia hacia el receptor de radio del corresponsal. La energía de las ondas de radio se disipa en el medio de propagación. Además, debido a la absorción de la energía de las ondas de radio en la superficie terrestre y la ionosfera, así como a la refracción de las ondas de radio, se produce una disminución adicional en la energía de las ondas de radio que llegan al punto receptor. En los casos en que la energía de las ondas de radio que llegan al punto receptor es insuficiente para convertirla en una señal primaria, la comunicación por radio se vuelve imposible.

Primera propiedad canal de radio y radica en el hecho de que durante la propagación de las ondas de radio, debido a su dispersión y absorción en la superficie terrestre y la ionosfera, fuerte disminución potencia de las señales de radio en la entrada de los receptores de radio. Por tanto, el canal de radio, a diferencia de otros canales de comunicación, se considera como un canal de alta atenuación.

Una gran atenuación del canal de radio conduce al hecho de que el nivel de la señal de radio en la entrada del receptor de radio resulta ser proporcional al nivel de las corrientes de fluctuación (ruido intrínseco) del receptor de radio, lo que lo dificulta, y en algunos casos resulta imposible reconocer las señales recibidas y separarlas del ruido.

La atenuación de un canal de radio se puede "reducir" eligiendo las frecuencias operativas óptimas para un tiempo determinado del rango de comunicación por radio requerido, así como utilizando dispositivos de antena transmisora ​​y receptora más direccionales y eficientes.

La segunda propiedad canal de radio es el cambio en la atenuación a lo largo del tiempo en
límites muy amplios, por lo que un canal de radio se considera un canal de comunicación con
parámetros variables.

Un cambio en la atenuación de un canal de radio puede ocurrir por varias razones. La cantidad de atenuación en un canal de radio se ve afectada por los cambios en la posición relativa de las estaciones de radio en tierra y las distancias entre ellas, lo que es especialmente notable cuando las comunicaciones por radio se realizan utilizando ondas terrestres. Dado que la intensidad del campo electromagnético disminuye casi proporcionalmente al cuadrado de la longitud del camino recorrido por la onda durante la propagación, cualquier cambio en la distancia entre las estaciones de radio en funcionamiento conduce a un cambio en la potencia de la señal de radio en el punto de recepción. Es evidente que estos cambios tienen un impacto especialmente fuerte en la prestación de comunicaciones por radio entre objetos móviles. Pero incluso en los casos en que la distancia entre las estaciones de radio operativas permanece constante y solo cambia su ubicación relativa en el suelo, pueden ocurrir cambios bastante bruscos en la atenuación del canal de radio, causados ​​por cambios en los parámetros del suelo y, en consecuencia, en sus propiedades absorbentes. . Los parámetros del suelo seco difieren de los parámetros del suelo húmedo y de los parámetros de la superficie del agua, y también dependen del tipo de suelo en sí: arena, arcilla, etc.

En rango ondas de un metro, las propiedades de absorción del medio de propagación están fuertemente influenciadas por el terreno y los objetos locales: colinas, montañas, vegetación, edificios, etc. Todo esto provoca un cambio en el valor de atenuación del canal de radio, que puede alcanzar cientos de decibeles.

La tercera propiedad El canal de radio es su disponibilidad general, es decir. la capacidad de utilizar el mismo medio de distribución por cualquier dispositivo de radio. La disponibilidad pública del entorno de distribución garantiza la posibilidad de funcionamiento simultáneo. gran cantidad Líneas de comunicación por radio.

Así, en la entrada del dispositivo receptor, además de la señal de radio recibida, siempre habrá interferencias que también la distorsionan. por lo tanto, la señal primaria refleja directamente el mensaje transmitido. El grado de distorsión de la señal primaria determina la corrección. mensaje recibido, es decir. su confiabilidad.

Entonces, para aumentar la confiabilidad de las comunicaciones por radio y garantizar una alta confiabilidad del mensaje recibido, se deben tomar las siguientes medidas:

Realizar comunicaciones por radio en frecuencias óptimamente seleccionadas según las previsiones de radio y libres de interferencias;

Utilice tipos de señales de radio que proporcionen la confiabilidad requerida de las comunicaciones por radio con el menor grado posible de exceso de señal sobre interferencia;

Utilizar antenas transmisoras y receptoras eficientes y direccionales;

Reduzca el ancho de banda del receptor de radio a los valores más bajos posibles determinados por el espectro de la señal de radio recibida.

LikBez > Acerca de las comunicaciones por radio

Esquemas generales organizaciones de radiocomunicación

Un sistema de transmisión de información en el que las señales de telecomunicaciones se transmiten mediante ondas de radio en un espacio abierto se denomina sistema de radio. Los sistemas de radio se dividen en radioenlaces y redes de radio.

Según el método de organización de los enlaces de radio, se distinguen las comunicaciones por radio unidireccionales y bidireccionales. La comunicación por radio, en la que una de las líneas de radio solo transmite y la otra solo recibe, se denomina unidireccional. La comunicación por radio unidireccional, en la que la transmisión de radio de una estación de radio (principal) puede ser recibida simultáneamente por varios corresponsales, se denomina circular. Ejemplos de transmisión circular unidireccional de mensajes son los sistemas de alerta, los servicios de transmisión de mensajes desde los centros de prensa a las redacciones de periódicos, revistas, etc. Las redes de televisión y radiodifusión sonora también son ejemplos típicos de un método circular de organización de las comunicaciones por radio. En este caso, la estación transmisora ​​de radio, el medio de propagación de radio (espacio abierto) y cada dispositivo receptor de radio ubicado en el área de cobertura de la estación forman un enlace de radio unidireccional, y el conjunto de dichos enlaces de radio es una red de transmisión de radio.

La comunicación por radio bidireccional implica la capacidad de transmitir y recibir información de cada estación de radio. Para hacer esto, necesitará dos juegos de equipos de comunicación unidireccional, es decir. En cada punto debes tener tanto un transmisor como un receptor. La comunicación bidireccional puede ser simple y dúplex (Fig. 1). En la comunicación por radio simplex, la transmisión y recepción en cada estación de radio se realizan alternativamente. En este caso, los transmisores de radio en los puntos finales de la línea de comunicación funcionan en la misma frecuencia y los receptores están sintonizados en la misma frecuencia.

Fig.1 Esquemas funcionales de la comunicación por radio bidireccional: comunicación por radio a-simplex, comunicación b-dúplex

En la comunicación por radio full-duplex, la transmisión por radio se produce simultáneamente con la recepción. Para cada enlace de radio dúplex, se deben asignar dos diferentes frecuencias. Esto se hace para que el receptor reciba señales sólo del transmisor del punto opuesto y no reciba señales de su propio transmisor de radio. Los transmisores y receptores de radio de ambos corresponsales de comunicación por radio dúplex están encendidos durante todo el tiempo que la línea de comunicación por radio está en funcionamiento.

La comunicación simplex se utiliza, por regla general, en presencia de flujos de información relativamente pequeños. Los sistemas de transmisión con una gran carga de información se caracterizan por una comunicación dúplex.

Si es necesario tener comunicación por radio con un gran número corresponsales, luego se organiza una red de radio (Fig. 2). En este caso, una estación de radio, llamada principal, puede transmitir mensajes tanto para uno como para varios corresponsales esclavos. Su operador de radio controla el modo de funcionamiento en la red de radio y establece directamente la prioridad para la transmisión de las estaciones subordinadas. Estos últimos, con el permiso correspondiente, pueden intercambiar información no sólo con la emisora ​​de radio principal, sino también entre sí. Esta opción para organizar una red de radio se puede construir sobre la base tanto de un simplex complejo (ver Fig. 2, a) como de un dúplex complejo (ver Fig. 2, b). En el primer caso, es posible utilizar estaciones de radio (transmisores de radio) que funcionen en la misma onda (frecuencia) de radio (común). En el segundo caso, la estación de radio principal transmite en una frecuencia y recibe en varias (según el número de estaciones de radio subordinadas).

Fig.2 Diagramas funcionales de la organización de la red de radio: complejo a simplex, complejo b dúplex

Cualquier línea de transmisión de información por radio (comunicación, sonido o transmisión de televisión) contiene transmisión de radio y receptores de radio equipado con antenas. La antena transmisora ​​emite la señal eléctrica del transmisor en forma de onda de radio. La antena receptora capta la onda de radio y desde su salida la señal eléctrica pasa a la entrada del receptor. Las líneas de transmisión de energía electromagnética que conectan la antena con el transmisor o receptor de radio se denominan alimentadores. Los dispositivos alimentadores de antena son muy elementos importantes Líneas de comunicación por radio. En la práctica, se suelen utilizar antenas direccionales. Al transmitir, una antena direccional emite energía de ondas de radio en una dirección específica. Cuanto mayor sea la directividad de la antena, menor será la potencia del transmisor y será posible la comunicación por radio. Las antenas direccionales receptoras aumentan la relación señal-interferencia en la entrada del dispositivo receptor, lo que también ayuda a reducir potencia requerida transmisor de radio.

El funcionamiento exitoso de las líneas de radio depende no sólo de las características de diseño y la calidad de fabricación de los equipos de radio. Al construir y operar líneas de radio, es necesario tener en cuenta las características de la propagación de las ondas de radio a lo largo del camino desde la antena transmisora ​​​​a la receptora. Estas características varían según el rango de frecuencia. La división de las ondas de radio en rangos de acuerdo con el Reglamento de Radiocomunicaciones se muestra en la tabla. 1. Las ondas de radio en los enlaces de radio se propagan en condiciones naturales, y estas condiciones son variadas y variables. En primer lugar hay que tener en cuenta que la Tierra es redonda. En el camino desde la antena transmisora ​​a la receptora, las ondas de radio deben rodear la protuberancia de la Tierra.

Tabla 1. Clasificación de la división de ondas de radio en rangos.

por nuestra cuenta vibraciones electromagnéticas no proporcionan información. Para transmitir información, es necesario imprimir un mensaje en oscilaciones electromagnéticas, es decir, Utilice oscilaciones electromagnéticas de alta frecuencia solo como portador de un mensaje que contiene información. Para ello, es necesario cambiar uno o más parámetros de la onda portadora (por ejemplo, amplitud, frecuencia, fase y otros parámetros) de acuerdo con los cambios en el mensaje. Luego se obtiene una oscilación de alta frecuencia con parámetros que varían en el tiempo según la ley del mensaje transmitido. El proceso considerado se llama modulación.

Por lo tanto, cualquier dispositivo de transmisión de radio debe consistir en un generador. vibraciones electricas, conectado a la antena transmisora, y un modulador con el que se realiza la modulación.

El punto de recepción debe contener un dispositivo que convierta la energía de las ondas electromagnéticas en energía de vibraciones eléctricas, es decir. antena receptora. La antena capta ondas electromagnéticas emitidas por diferentes transmisores que operan en diferentes frecuencias. Para recibir señales de una sola estación, es necesario contar con un dispositivo selectivo capaz de seleccionar entre las oscilaciones de varias frecuencias solo aquellas oscilaciones que son transmitidas por la estación de radio deseada. Para solucionar este problema se utilizan circuitos oscilatorios eléctricos, sintonizados en la frecuencia de la estación de radio recibida.

Las oscilaciones de alta frecuencia aisladas mediante un circuito oscilatorio deben estar sujetas a conversión inversa, es decir. obtener de ellos corrientes o voltajes que cambian de acuerdo con la ley de modulación de las oscilaciones eléctricas en el transmisor de radio. Para solucionar este problema, el receptor debe contar con un dispositivo especial llamado detector.

Finalmente, la señal extraída debe ser enviada a algún dispositivo terminal que la registre o permita a una persona percibirla en forma de sonido o luz (imagen).

El diagrama de bloques de la parte transmisora ​​​​del enlace de radio se muestra en el Apéndice 1. Se reciben N = 6 en la entrada del interruptor mensajes transmitidos. Usando un ADC se convierten a código digital. El convertidor de código de PC se utiliza para convertir el código en serie. El circuito de sincronización controla el funcionamiento de la parte transmisora ​​y genera las siguientes señales:

1) Cambiar señales de control. Estas señales tienen una tasa de repetición determinada por la frecuencia superior del espectro de mensajes transmitidos.

2) Señales de control del ADC.

3) Señales de control del convertidor de código PC.

4) Señal de sincronización de trama. EN en este caso Como señal de sincronización se utiliza una secuencia m de 7 bits.

Usando el sumador, se genera una señal de grupo en la frecuencia de video. EN señal de grupo los personajes siguen con frecuencia de reloj, que es determinado por el maestro generador de reloj sistemas de sincronización. La señal en la frecuencia subportadora modula la fase de la oscilación en la frecuencia portadora.

Descripción del diagrama funcional del receptor.

El diagrama de bloques de la parte receptora del enlace de radio se muestra en el Apéndice 2. En la parte de alta frecuencia, la frecuencia portadora se transfiere a la frecuencia intermedia. A continuación, la señal CMM-FM pasa a través de un detector de fase. Un multiplicador de frecuencia, un filtro resonante de banda estrecha (BRF), un divisor de frecuencia y un desfasador (PV) forman el circuito de formación. tensión de referencia. La energía fotovoltaica es necesaria para compensar los cambios de fase adicionales que se producen en el circuito. El funcionamiento de la parte receptora del enlace de radio se controla mediante un sistema de sincronización símbolo por símbolo. Su objetivo es desarrollar secuencia periódica pulsos con una frecuencia de reloj. En la salida del detector de fase (PD1), se forma una secuencia de pulsos, cuyos frentes están estrictamente ligados a los momentos del salto de fase de la señal de FM. Se utiliza un anillo PLL para monitorear la frecuencia del reloj. La señal de la salida FD2 se sincroniza con el generador de reloj local (MTG), que produce una onda cuadrada. sincronización de reloj. MTG sincroniza el funcionamiento del circuito de generación de impulsos de activación. Estos pulsos, junto con la secuencia del PD, llegan a solucionador RU, que toma una decisión sobre la llegada del bit sólo en el momento de la entrada. A partir de los pulsos del RU, se genera una señal CMM en la salida del modelador de pulsos FI. A continuación, la señal CMM va al decodificador de secuencia m del canal y a las teclas, que se abren únicamente mediante un pulso en el decodificador correspondiente (DS). Esto evita que la información entre a otro canal. Un modelador de pulso (PI) genera pulsos de una amplitud y duración determinadas. A partir de la salida del FI se toma un flujo de decisiones sobre símbolos, que es un flujo de símbolos elementales. El distribuidor de canales contiene 6 decodificadores, 6 teclas, 6 circuitos DAC que convierten el entrante secuencia digital V señal analógica. El distribuidor del canal asegura la distribución de la información recibida entre los consumidores. El funcionamiento del DAC comienza con una señal del circuito de recálculo, que cuenta 10 bits de información y el contador se reinicia mediante una señal del DS; Como decodificador de canal se utiliza un filtro adaptado a la secuencia m del canal.

Descripción diagrama funcional Sincronizador del receptor.

Ahora veamos con más detalle el sistema de extracción de palabras sincronizadas, que está representado por decodificadores en el circuito receptor. La sincronización de tramas se realiza de la siguiente manera: La secuencia binaria de entrada se sincroniza en el registro de desplazamiento superior. En el estado inicial, la llave K2 está abierta. Después de escribir el siguiente carácter en el registro, K1 se cierra y K2 se abre. superior y minúscula comience a cronometrar en la frecuencia mft. Después de m ciclos de reloj, los registros regresan a estado inicial. Si las lecturas del contador exceden un cierto valor especificado, entonces se toma la decisión de que se ha encontrado el momento correspondiente al final de la palabra de sincronización. Estos tiempos se pueden usar para sintonizar un oscilador local que produce la señal de velocidad de cuadros o se usa directamente.