Главная » Готовые бесплатные работы » Радиоэлектроника » Рефераты

Радиоприемные устройства

Реферат^* по радиоэлектронике

Дата создания: 13.10.2008

Автор: Захарова Кристина

Язык реферата: Русский

Word, doc, 168 кб

Реферат можно скачать бесплатно

Скачать

Данная работа не подходит - план Б:

Создаете заказ

Выбираете исполнителя

Готовый результат

Исполнители предлагают свои условия

Автор работает

Заказать

Не подходит данная работа?

Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.

Заказать новую работу

^* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Очень похожие работы

Найти ещё больше

Оглавление:

Глава 1. Введение.3

Глава 2. Первые радиоприемные устройства.4

§2.1. Создание первого в мире радиоприемника.4

§2.2. Этапы развития техники радиоприемных устройств.4

Глава 3. Общие сведения о радиоприемных устройствах.7

§3.1. Радиоприемное устройство как составная часть радиосистемы.7

§3.2. Назначение и виды радиоприемных устройств.8

§3.3. Основные характеристики радиоприемников.9

Глава 4. Радиоприемные устройства различного назначения.13

§4.1. Приемные устройства наземных радиорелейных систем.13

§4.2. Приемные устройства систем спутниковой связи и вещания.14

§4.3. Профессиональные радиоприемные устройства декаметрового диапазона.14

§4.4. Приемники звукового вещания.15

§4.5. Приемники телевизионного вещания.16

§4.6. Приемники систем персонального радиовызова.16

§4.7. Приемники систем связи миллиметрового и оптического диапазонов.17

Глава 5. Заключение.18

Глава 1. Введение

Изобретение радиосвязи – одно из самых выдающихся достижений человеческой мысли и научно-технического прогресса. Потребность в совершенствовании средств связи, в частности установлении связи без проводов, особенно остро проявилась в конце XIX в., когда началось широкое внедрение электрической энергии в промышленность, сельское хозяйство, связь, на транспорте (в первую очередь морском) и т. д.

История науки и техники подтверждает, что все выдающиеся открытия и изобретения были, во-первых, исторически обусловленными, во-вторых, результатом творческих усилий ученых и инженеров разных стран. Но лишь немногим из них удалось сделать эти открытия и изобретения достоянием практики и поставить их на службу человечеству. К ним относятся талантливый ученый и экспериментатор, профессор Александр Степанович Попов, создавший первый в мире практически пригодный радиоприемник, и итальянский изобретатель Гульельмо Маркони, сумевший при поддержке крупнейших британских промышленников и видных специалистов осуществить радиосвязь через океан на расстояние 3500 км.
Изобретение радиосвязи было бы невозможно без фундаментальных исследований электромагнитных волн Д. К. Максвелла и Г. Герца. В 1888 г. Герц создал вибратор и резонатор электромагнитных волн, подтвердив на практике теоретические выводы Максвелла. Электромагнитные волны, полученные и экспериментально исследованные Герцем, стали называть «лучами Герца». От латинского radius – «луч» – произошло слово «радио», известное миллионам людей на нашей планете.

Первые радиоприемные устройства, пригодные для практического применения, были построены и продемонстрированы в 1895г. русским физиком и электротехником А.С.Поповым, а также запатентованы итальянским изобретателем и предпринимателем Г.Маркони (1897г.). Научной основой для создания этих устройств, положивших начало радиотехнике, послужили фундаментальные и прикладные физические исследования в области теории возбуждения, излучения и улавливания электромагнитных волн, проведенные во второй половине ХIХ века Дж. Максвеллом, Г. Герцем, Э. Бранли, О. Лоджем, Н. Тесла и другими учеными.

Глава 2. Первые радиоприемные устройства.

§2.1. Создание первого в мире радиоприемника.

До Попова никому не удалось автоматически восстановить чувствительность когерера (от лат. - “когеренция” - “сцепление”). Но как автоматизировать работу когерера, чтобы приходящая электромагнитная волна сама восстанавливала его чувствительность? Эта мысль не давала покоя Попову, и в начале 1895 г. ему удалось блестяще осуществить свою мечту.

Он изготовил чувствительный и надежный когерер — стеклянную трубочку с платиновыми электродами, заполненную железными опилками. Затем сконструировал переносной прибор «для обнаружения и регистрирования электрических колебаний», явившийся первым практически пригодным радиоприемником. Трубка с опилками подвешена между зажимами М и N. Над трубкой расположен электрический звонок, так чтобы его молоточек мог ударять по трубке. Ток от батареи (4–5 В) постоянно циркулирует от зажима Р к платиновой пластинке А и далее через порошок, содержащийся в трубке, к другой пластинке В, и по обмотке нижнего электромагнитного обратно к батарее. Сила этого тока недостаточна для притяжения якоря реле, но если на трубку воздействует электромагнитная волна, то ее сопротивление уменьшится в несколько тысяч раз, и замкнется в точке С и включит через цепь СД звонковое реле. Якорь звонка притягивается, и молоточек ударяет по звонку. Но тогда размыкается электрическая цепь звонка (вот где проявился изобретательский талант А.С. Попова), молоточек опускается вниз, восстанавливая чувствительность когерера, и прибор снова готов к приему новой электромагнитной волны. Провода, идущие к когереру, свернуты в спираль, чтобы их индуктивность ослабляла влияние на когерер посторонних искровых разрядов.

Как позднее писал О. Лодж, «...Попов первый заставил сам сигнал вызывать обратное действие, и... этим нововведением мы обязаны Попову».

Еще в начале 1895 г. Попов обнаружил действие прибора на расстоянии нескольких метров. Присоединив к когереру провод, он убедился в значительном увеличении дальности приема — она достигала 60 м. Так появилась первая приемная антенна, сыгравшая важную роль в развитии радиосвязи.

Но конечной целью Попова было использование прибора для передачи сообщений на расстояние без проводов. Впервые он публично продемонстрировал его 25 апреля (7 мая) 1895 г. на заседании Физического отделения Русского физико-химического общества в физической лаборатории Петербургского университета. Этот день в нашей стране ежегодно отмечается как День радио.

§2.2. Этапы развития техники радиоприемных устройств.

Во второй половине ХIХ века в качестве индикатора электромагнитных волн использовался когерер. На рубеже ХIХ – ХХ веков повышение чувствительности и избирательности РПрУ за счет замены когерера детектором, применения резонансных контуров и слухового приема, совершенствования антенн позволило реализовать весьма эффективные по тем временам военные и гражданские системы радиосвязи на суше и на море, а также провести ряд экспериментов по другим применениям радио (метеорология, определение местоположения объектов, отражающих радиоволны и др.).

Качественно новый полувековой этап развития техники РПру, как и всей радиотехники, начался с применения электронных ламп – диода (1904г), использовавшегося преимущественно в качестве детектора, и особенно триода (1907г), применение которого для усиления мощности принятых сигналов обеспечило многократное повышение чувствительности ламповых приемников по сравнению с детекторными. Предложенный в 1913 г. принцип регенеративного приема позволил еще более увеличить чувствительность и избирательность РПрУ прямого усиления. Уже в годы первой мировой войны приемники, в которых триоды использовались для усиления, детектирования и преобразования сигналов, обеспечивали устойчивую радиосвязь на расстояниях свыше тысячи километров.

В 1918 г. был разработан обладающий значительными преимуществами супергетеродинный метод приема, однако его широкое внедрение стало реальным только с появлением 1926-1930 гг. экранированных ламп – тетродов, пентодов и других многосеточных усилительно-преобразовательных ламп. С начала 30-х годов этот метод приема является основным во всем радиодиапазоне волн. Ведущие страны мира в 30-40 гг. приступили к серийному промышленному производству РПрУ различного назначения – в первую очередь для систем радиовещания, профессиональной радиосвязи и электронного телевидения.

В указанный период усиленно изучался и осваивался диапазон УКВ. Были предложены и стали внедряться ЧМ, АМ с ОБП, ФМ и кодовая модуляции, освоены синхронный прием и прием телеграфных сигналов с улучшенным качеством. В годы второй мировой войны в связи с разработкой радиолокационных и радиорелейных систем начинается освоение дециметрового и сантиметрового диапазонов волн, получает развитие теория и техника радиоимпульсного приема. В конце 40-х годов были разработаны новые типы электронных приборов СВЧ (дисковые триоды, отражательные клистроны, лампы бегущей волны и др.) и освоены методы построения РПрУ этого диапазона.

Одним из важнейших достижений в решении проблемы помехоустойчивости радиоприема было создание теории потенциальной помехоустойчивости приема (1946 г.), на базе которой развивается современная теория анализа и синтеза радиосистем, оптимальных по помехоустойчивости.

В 50-е годы начался новый этап развития техники радиоприема на основе достижений полупроводниковой электроники. Широкому внедрению полупроводниковых приборов способствовало изобретение транзистора (1947 г.). В 60-х годах начинает развиваться микроэлектроника, и 80-е годы характеризуются широким внедрением в РПрУ сначала аналоговых, а затем и цифровых интегральных микросхем, что наряду с дальнейшим повышением надежности и улучшением массогабаритных и энергетических показателей радиоприемников позволило осуществить сложные, ранее нереализуемые принципы и методы приема и обработки сигналов.

В настоящее время техника радиоприема развивается по следующим основным направлениям:

· дальнейшее освоение наиболее высокочастотных диапазонов волн, включая миллиметровый, децимиллиметровый и оптический;

· широкое внедрение методов и средств цифровой обработки сигналов, микропроцессорной и вычислительной техники для автоматизации РПрУ;

· совершенствование методов борьбы с помехами;

· значительное улучшение качественных показателей РПрУ, увеличение функциональной сложности приемной техники;

· повышение степени интеграции функциональных узлов и блоков РПрУ.

Глава 3. Общие сведения о радиоприемных устройствах.

§3.1. Радиоприемное устройство как составная часть радиосистемы.

Техническую систему, в которой основные операции выполняются радиоэлектронными средствами, называют радиосистемой. Составными частями радиосистемы являются радиопередающие, радиоприемные, антенно-фидерные, электронно-вычислительные и другие устройства.

Радиоприемное устройство(РПрУ)- это комплекс электрических цепей, функциональных узлов и блоков, предназначенный для улавливания распространяющихся в открытом пространстве электромагнитных колебаний искусственного или естественного происхождения в радиочастотном (3∙10³…3∙10¹² Гц) и оптическом (3∙10¹²…3∙10¹⁶ Гц) диапазонах и преобразования их к виду, обеспечивающему использование содержащейся в них информации. Радиоприемные устройства являются важнейшими составными частями радиосвязи, радиовещания и телевидения, относящихся по информационному назначению к классу систем передачи информации из одних пунктов пространства в другие.

РПрУ-система узлов и блоков, с помощью которых производятся следующие операции:

· преобразование электромагнитного поля сигнала (помех) в электрический сигнал и обеспечение пространственной и поляризационной избирательности полезного радиосигнала с помощью приемной антенны;

· выделение полезных радиосигналов из совокупности других (мешающих) сигналов и помех, действующих на выходе приемной антенны и не совпадающих по частоте с полезным сигналом. Эта операция называется фильтрацией по частоте и осуществляется частотно- избирательными устройствами;

· усиление принимаемых сигналов с целью обеспечения качественной работы демодулятора, декодера, схем защиты приемника от помех и обратного электрофизического преобразователя информации (решающего или исполнительного устройства);

· демодуляция принятого сигнала с целью выделения информации (модулирующей функции), содержащейся в полезном радиосигнале;

· обработка принимаемых сигналов с целью ослабления мешающего воздействия помех искусственного и естественного происхождения. Подобная операция предусматривает введение в приемник средств помехозащиты и эффективную обработку сигналов и помех, при которой достигается наилучшее обнаружение сигналов или оценка принятой информации (сообщения) по какому-либо критерию оптимальности приемника.

§3.2. Назначение и виды радиоприемных устройств.

В зависимости от признаков, положенных в основу, существуют различные классификации РПрУ. По основному функциональному назначению РПрУ делят на профессиональные и вещательные. К профессиональным приемникам (в системах передачи информации) относятся РПрУ связные, телевизионные, телеметрические, телеуправления и др. Вещательные приемники обеспечивают прием программ звукового и телевизионного вещания. Их массовое производство и необходимость относительной дешевизны обусловливают сравнительно простые технические решения. Профессиональные РПрУ отличаются большей сложностью и стоимостью, зачастую соизмеримой со стоимостью передающего оборудования.

Среди связных различают РПрУ космических, международных, магистральных, внутризоновых, местных, технологических и других радиосистем передачи. Профессиональные телевизионные приемники используются в связных, сервисных и прикладных телевизионных системах. Приемники звукового вещания делятся на монофонические, стереофонические и квадрофонические; вещательные телевизоры обеспечивают прием программ в системах монохромного и цветного вещания, в перспективных системах с высокой четкостью изображения и др.

В соответствии с рекомендациями Международного консультативного комитета по радио (МККР) при построении радиосистем передачи используется спектр радиочастот, разделенный на 9 диапазонов. Современные РПрУ работают во всех этих радиодиапазонах, из которых наиболее широко используются диапазоны от 4 до 11 включительно, а также на инфракрасных и видимых волнах оптического диапазона.

Диапазон	Диапазоны волн		Диапазоны частот
Диапазон	Наименование волн	Длины волн	Наименование частот	Частоты
4	Мириаметровые	100…10 км	Очень низкие	3…30 кГц
5	Километровые	10…1 км	Низкие	30…300 кГц
6	Гектометровые	1000…100 м	Средние	300...3000 кГц
7	Декаметровые	100…10 м	Высокие	3…30 МГц
8	Метровые	10…1 м	Очень высокие	30…300 МГц
9	Дециметровые	100…10 см	Ультравысокие	300.3000 МГц
10	Сантиметровые	10…1 см	Сверхвысокие	3…30 ГГц
11	Миллиметровые	10…1 мм	Крайне высокие	30…300 ГГц
12	Децимиллиметровые	1…0,1 мм	Гипервысокие	300..3000 ГГц
Оптический	Инфракрасные Видимые Ультрафиолетовые	100…0,74 мкм 0,74…0,38 мкм 0,38…0,01 мкм	-	3…30000 ТГц

По виду принимаемых сигналов приемники делят на два класса: непрерывных (аналоговых) и дискретных сигналов. По виду принимаемой информации различают РПрУ радиотелефонные, звукового вещания, факсимильные, телевизионные, радиотелеграфные, передачи данных и др. Существуют, особенно в системах радиосвязи, РПрУ, предназначенные для приема информации различных видов. В зависимости от вида используемой модуляции (манипуляции в случае дискретных сигналов) бывают приемники амплитудно-модулированных, частотно-модулированных, фазомодулирован- ных сигналов, сигналов с одной боковой полосой и различными видами импульсной модуляции и др.

Кроме того, различают РПрУ:

1. по месту установки – стационарные, мобильные, бортовые переносные;

2. по способу питания – питаемые от сети переменного тока, от аккумуляторов, гальванических или солнечных батарей, с универсальным питанием;

3. по способу управления и коммутации – с ручным, частично или полностью автоматизированным, дистанционным, комбиниро- ванным управлением.

§3.3. Основные характеристики радиоприемников

Качественные показатели РПрУ определяются электрическими, конструктивно-эксплуатационными и экономическими характеристиками.

Основными электрическими характеристиками радиоприемников являются:

1) Чувствительность. Под чувствительностью понимают способность приемника принимать слабые сигналы. Чувствительность определяется минимально необходимой мощностью или ЭДС сигнала в антенне (либо ее эквиваленте), при которых обеспечивается нормальное функционирование исполнительного (оконченного) устройства при заданном отношении мощности сигнала к мощности собственных шумов на выходе приемника. Однако в реальных условиях эксплуатации пренебрежение внешними помехами радиоприему часто недопустимо, особенно для приемников специальных радиосистем. Поэтому вводят понятие эффективной чувствительности по отношению к уровню помех, как внутренних, так и внешних.

Эффективная чувствительность – это способность радиоприемника принимать слабые сигналы с заданным качеством (отношением сигнал/ помеха) и вероятностью приема (поражения) в условиях воздействия всего ансамбля помех.

2) Избирательность. Избирательностью называют способность радиоприемного устройства выделять полезный сигнал и ослаблять действие мешающих сигналов (помех) с помощью различных способов избирательности: частотной, временной, пространственной, поляризационной и др.

Частотная избирательность, реализуемая с помощью резонансных цепей и фильтров, характеризуется нормированной амплитудно – частотной характеристикой γ(f) трактов радио γ(f_с) и промежуточных γ(f_п) частот приемника:

γ(f)= К(f)/ К_о= γ(f_с) γ(f_п), где К(f) модуль коэффициента передачи указанных трактов на произвольной частоте f; К_о – то же, но на частотах f_с или f_п.

Количественно избирательность приемника оценивается величиной, обратной γ(f):

Sl= K_o/ K(f), которая и называется избирательностью приемника.

Понимая под K(f) коэффициенты передачи по любым побочным каналам приема, можно определить избирательность приемника по отношению к соответствующим помеховым каналам.

Приведенные характеристики избирательности определяются только частотной фильтрацией полезного сигнала от мешающих сигналов в высокочастотном тракте. Однако реальная избирательность приемника в целом зависит также от нелинейных явлений в его каскадах. Поэтому вводят понятие эффективной частотной избирательности, под которой понимают способность приемника различать полезный сигнал (на частоты которого настроен приемник) и помехи (с частотами за пределами полосы пропускания), уровни которых таковы, что они создают нелинейные эффекты при одновременном действии полезного и мешающих сигналов. Нелинейные эффекты в усилительных и преобразовательных каскадах приемника, обусловленные в основном нелинейной вольт – амперной характеристикой активных приборов при больших уровнях сигнала или помех, вызывают следующие явления:

а. сжатие амплитуды радиосигнала, т. е. нарушение линейной зависимости между амплитудами сигнала на выходе и входе каскада;

б. блокирование полезного сигнала, выражающееся в изменении коэффициента передачи приемного тракта при действии мешающих сигналов, частоты которых отличаются от частот основного и побочного каналов приема;

в. перекрестные искажения радиосигналов, проявляющиеся в переносе модуляции с мешающего внеполосного сигнала на полезный;

г. взаимную модуляцию (интермодуляцию) между помеховыми внеполосными сигналами и шумом;

Временная избирательность применяется в основном при приеме импульсных сигналов, когда момент появления их известен достаточно точно. При этом используется метод стробирования, когда приемник открывается только на время ожидаемого прихода импульсного сигнала. Остальное время приемник закрыт, что уменьшает воздействие помех.

Пространственная избирательность осуществляется с помощью остронаправленных приемных антенн, а в настоящее время и путем управления фазированными антенными решетками. Если источники сигнала и помехи разнесены по угловым направлениям, то можно существенно ослабить уровень внешней помехи на входе приемника, формируя в направлении на источник сигнала максимум диаграммы направленности приемной антенны, а в направлении источника помехи – нули (провалы) в диаграмме направленности.

Поляризационная избирательность может быть осуществлена, если имеются различия в поляризациях электромагнитных волн полезного сигнала и помехи. Она производится приемной антенной, которая настраивается на вид поляризации сигнала.

3) Помехоустойчивость. Помехоустойчивостью называют способность приемника обеспечивать прием переданной или извлеченной информации с заданной достоверностью при заданных (или выбранных) видах сигналов (в том числе видов модуляции или кодирования) и наличии помех в радиоканале. Повышение помехоустойчивости обеспечивается всеми видами избирательности, а также созданием оптимальных (квазиоптимальных) структур приемников и специальными методами борьбы с помехами при обработке принимаемых сигналов.

4) Допустимые искажения воспроизводимого сигнала в отсутствие помех. Искажения могут быть линейными (амплитудно – частотными и фазо- частотными) и нелинейными. Амплитудно – частотные искажения изменяют соотношения между амплитудами составляющих сообщения на выходе приемника (включая оконечное устройство) по сравнению с его входом. Фазочастотные искажения заключаются в том, что различные составляющие спектра сообщений при прохождении через приемник сдвигаются по времени не на одинаковую величину и оцениваются допустимой нелинейностью фазочастотной характеристики приемного тракта. Нелинейные искажения проявляются на выходе приемника в появлении дополнительных частот (гармоник и комбинационных), не содержащихся в передаваемом сообщении, и оцениваются допустимым коэффициентом нелинейных искажений при заданном коэффициенте модуляции. Искажения импульсных сигналов оцениваются допустимыми длительностями фронта и среза, неравномерностью вершины, выбросами на вершине и в паузе.

5) Электромагнитная совместимость. Под электромагнитной совместимостью понимают обеспечение совместной работы данной радиоэлектронной аппаратуры с другой аппаратурой, которая создает мешающее радиоизлучение.

6) Динамический диапазон приемника по основному каналу. Под этой характеристикой понимают диапазон граничных уровней входного полезного сигнала, при которых обеспечивается нормальное качество приема. Динамический диапазон характеризует пределы измерения уровня входных сигналов, в которых устройство линейно в практическом смысле.

7) Параметры ручных и автоматических регулировок усиления, полосы пропускания, частоты и фазы гетеродина. При ручных регулировках указываются диапазоны изменения коэффициента усиления и полос пропускания высокочастотного и низкочастотного трактов приемника. Требования к автоматической регулировке усиления (АРУ) определяются максимально допустимым изменениям выходного напряжения приемника при заданном динамическом диапазоне входного напряжения и допустимой постоянной времени АРУ.

8) Мощность и другие характеристики питания приемника. Если источники питания имеют ограниченную мощность, то задается максимально допустимая мощность питания приемника.

9) Диапазон рабочих частот, т. е. область частот настройки, в пределах которой обеспечиваются все другие электрические характеристики приемника.

К основным конструктивно-эксплуатационным характеристикам РПрУ относятся:

1) Надежность работы, оцениваемая средним временем или вероятностью безотказной работы. Эта характеристика зависит как от выбранной структурно – функциональной схемы приемника, так и от надежности отдельных элементов схемы, их количества, облегченных режимов работы наиболее важных элементов, в особенности электронных приборов.

2) Стабильность и устойчивость работы, оцениваемые по способности приемника сохранять свои электрические характеристики в допустимых пределах при воздействии окружающей среды (температуры, влажности, атмосферного давления, механических нагрузок, климатических и специальных воздействий) и изменении режима источника питания.

3) Габариты и масса приемника. Линейные размеры, занимаемый объем, а также масса часто являются одними из основных характеристик приемников, устанавливаемых на летательных аппаратах, особенно малоразмерных.

4) Ремонтоспособность, определяющая характер устранения неисп-равностей, т. е. возможность замены отдельных элементов, целых блоков или приемника в целом.

К основным производственно – экономическим характеристикам РПрУ относятся: стоимость приемника, сроки разработки, размер партии, серийно- способность, вид технологического процесса, сроки морального износа, соответствие мировым стандартам, степень унификации.

Глава 4. Радиоприемные устройства различного назначения.

§4.1. Приемные устройства наземных радиорелейных систем.

Наземная радиорелейная линия (РРЛ) прямой видимости состоит из двух оконечных (ОРС) и ряда активных ретрансляционных промежуточных (ПРС) станций, причем соседние станции расположены на расстоянии 10…70 км друг от друга. Для линий этого класса выделены полосы частот в диапазонах 2, 4, 6, 8, 11, 13, 18 ГГц и в более высокочастотных. В этих диапазонах возможно построение широкополосных радиоприемных и радиопередающих устройств, поэтому РРЛ обеспечивают передачу широкополосных сигналов, в первую очередь сигналов многоканальной телефонии и телевидения. В них используются различные способы модуляции несущей и разделения каналов: частотное разделение каналов и частотная модуляция гармонической несущей; временное разделение каналов с аналоговой модуляцией импульсов, которые затем модулируют несущую; временное разделение каналов с цифровыми методами передачи.

В настоящее время наиболее широкое распространение получил принцип построения приемопередающей аппаратуры РРЛ, при котором основная обработка сигналов производится на промежуточной частоте, выбираемой в соответствии с рекомендациями Международного консультативного комитета по радио (обычно f_п=70 МГц).

В тропосферных радиорелейных линиях (ТрРЛ), использующих эффект дальнего тропосферного распространения УКВ, соседние станции расположены на расстоянии 100…800 км. Для ТрРЛ выделены полосы частот в диапазонах 1,0; 2,0 и 4,5 ГГц. Механизм распространения радиоволн на пролете ТрРЛ таков, что, несмотря на применение РПдУ большой мощности и остронаправленных антенн, средний уровень сигнала на входе РПрУ оказывается малым, сигнал имеет многолучевой характер и подвержен быстрым и медленным замираниям. Селективные замирания по частоте препятствуют передаче по ТрРЛ широкополосных сигналов, как аналоговых, так и цифровых, поэтому пропускная способность ствола ограничивается 12-120 телефонными каналами, а для передачи телевидения используется специальное оборудование. В РПрУ ТрРЛ широко применяют малошумящий усилитель, порогопонижающие устройства, используется техника разнесенного приема и другие методы борьбы с быстрыми интерференционными замираниями. Также для борьбы прибегают к комбинированным видам разнесения сигналов. Чаще всего используется разнесение по частоте и пространству. Наиболее распространен счетверенный прием с разнесением двух антенн в пространстве и двух передатчиков по частоте. Системы разнесенного приема делятся на две группы: системы фильтрового приема и системы автокорреляционного приема.

§4.2. Приемные устройства систем спутниковой связи и вещания.

В системах спутниковой связи имеются сеть земных станций (ЗС) и промежуточные активные бортовые ретрансляторы, размещенные на искусственных спутниках Земли (ИСЗ). Для фиксированной и радиовещательной спутниковых служб выделены полосы частот в диапазоне 0,62…275 ГГц, наилучшими для систем связи через ИСЗ являются частоты в диапазоне 2…8 ГГц, наиболее широко на линиях Земля-ИСЗ («линия вверх») используются полосы в диапазонах 6, 14 и 17 ГГц, а на линиях ИСЗ-Земля («линия вниз») – полосы в диапазонах 4 и 12 ГГц. Аналоговые сигналы передаются в системе ЧРК-ЧМ, передача дискретных сигналов осуществляется с помощью фазовой манипуляции. На земных станциях используют мощные РПдУ и антенны с высоким коэффициентом усиления.

Телевизионное вещание через ИСЗ осуществляется двумя способами. При использовании распределительной сети сигналы с ИСЗ принимаются ЗС, а затем телевизионные сообщения поступают на ближайшие телецентры, ретранслирующие их для приема на обычные телевизоры. В системах непосредственного телевизионного вещания (НТВ) прием сигналов с ИСЗ ведется непосредственно населением на более простые антенны и приемники. Построение РПрУ ЗС первого типа и станций НТВ для коллективного приема в диапазонах 702…726 МГц и 3,65…3,7 ГГц в принципе мало отличается от описанных выше. В системах НТВ в диапазоне 11,7…12,5 ГГц для индивидуального приема могут применяться очень простые антенны диаметром около 0,9 м и усилительно–преобразовательные блоки (конверторы), совмещенные с облучателем.

Важной частью системы спутниковой связи является бортовой ретранслятор (БРТр)- приемопередающее устройство, предназначенное для приема сигналов от одной или нескольких передающих ЗС, их усиления и дальнейшей передачи в направлении одной или нескольких приемных ЗС. Существует несколько вариантов схемы построения одного ствола БРТр: гетеродинного типа; с однократным преобразованием частоты; с демодуляцией или обработкой сигнала на борту.

§4.3. Профессиональные радиоприемные устройства декаметрового диапазона.

На декаметровых (ДКМ) волнах осуществляются магистральная, зоновая и местная радиосвязь, авиационная и морская связь, радиосвязь в системе железнодорожного транспорта и др. Для радиосвязи на дальние расстояния используют волны, отражающиеся в процессе распространения от ионосферы. Однако дисперсность, неоднородность и нестабильность отражающих слоев ионосферы делают связь в ДКМ диапазоне неустойчивой. Для обеспечения устойчивости связи необходимо знать максимальную частоту, при которой волны, отражаясь от ионосферы, обеспечивают работу радиолинии с наибольшей надежностью. Такую частоту называют максимально применимой (МПЧ). Поскольку слой F₂, от которого в основном происходит отражение радиоволн, наиболее часто подвержен ионосферным возмущениям, при сеансе радиосвязи возможны изменения МПЧ. Для ДКМ канала является характерным замирание сигнала на входе приемника.Основной вид помех в декаметровом диапазоне-сосредоточенные. Существенное значение имеют также флуктуационные помехи.

Многие качественные показатели приемника определяются характеристиками усилительно-преобразовательного тракта. К таким показателям относятся чувствительность и коэффициент шуму, динамический диапазон, диапазон регулировки усиления по промежуточной частоте, избирательность и т.д.

Для профессиональных РПрУ ДКМ диапазона характерно многократное преобразование частоты, позволяющее реализовать высокую избирательность как по соседнему, так и по побочным каналам. Это достигается выбором высокой первой и более низких последующих промежуточных частот.

§4.4. Приемники звукового вещания.

Приемники звукового вещания (радиовещательные) предназначены для приема и воспроизведения звуковых монофонических и стереофонических программ радиовещания. В зависимости от условий эксплуатации такие РПрУ подразделяются на стационарные, переносные, автомобильные и миниатюрные (карманные), а по электрическим и электроакустическим параметрам и комплексу потребительских удобств- на четыре группы сложности:0,1,2 и 3. В стационарные устройства радиоприемник входит как составная часть. Питание в приемниках может быть как от сети переменного тока, так и от автономных источников постоянного тока. Получает распространение и блочная компоновка, при которой радиоприемник дополняется отдельными блоками.

Такие приемники, являющиеся самыми массовыми радиоустройствами, должны обеспечивать прием сигналов в диапазонах ДВ, СВ, КВ, УКВ с различными видами модуляции: АМ, ЧМ, ЧМ-стерео, а в последнее время- и АМ-стерео. Кроме того, они должны, имея достаточно высокие качественные показатели, обладать приемлемой стоимостью. К ним предъявляются и повышенные показатели качества.

Современные радиовещательные приемники, как правило, строят по супергетеродинной схеме. Прямое усиление используется лишь в миниатюрных переносных приемниках с низкими показателями качества.

Одним из радикальных методов улучшения звучания РПрУ является переход к стереофоническому вещанию, дающему представление о пространственном местонахождении источника звука и его перемещении. Достаточно хороший стереоэффект получают уже при двухканальной передаче звука.

§4.5. Приемники телевизионного вещания.

В настоящее время практически во всех странах приняты совместимые системы телевизионного вещания. Это означает, что сигналы цветного или черно-белого телевидения передаются в одинаковой полосе частот, причем сигналы цветного телевидения могут быть приняты черно-белыми телевизорами и наоборот. В результате сигналы цветности, особенно цветовые поднесущие, могут создавать помехи приему яркостного сигнала в цветном и черно-белом телевизорах. Для уменьшения этих помех принимаются специальные меры как при передаче, так и при приеме телевизионных сигналов.

С учетом спектра телевизионных сигналов на один телевизионный канал отводится полоса частот, равная 8 МГц. Большинство телевизионных каналов расположено вплотную друг к другу, без запасных частотных промежутков на расфильтровку. Близкое расположение соседних каналов определяет достаточно жесткие требования к избирательности телевизионных приемников по соседним каналам.

В каждом телевизионном канале разность частот между несущими частотами сигналов изображения и звука составляет 6,5 МГц. Промежуточная частота сигналов изображения равна 38,0 МГц. Промежуточная частота сигналов звука 31,5 МГц.

§4.6. Приемники систем персонального радиовызова

Системы персонального радиовызова (СПВ) позволяют передавать вызов и необходимый минимум информации одному человеку или группе людей независимо от места их нахождения. первоначально СПВ функционировали с радиусом действия, ограниченным территорией или помещениями, охваченными многовитковой проводной петлей. Подобные системы с индуктивной связью, использующие магнитное поле с низкими частотами несущих колебаний, находят применение и в настоящее время.

Для значительных территорий СПВ строятся на основе радиосвязи на метровых и дециметровых волнах. Абонент СПВ использует малогабаритный вызывной приемник (пейджер), имеющий индивидуальный номер (адрес). Вызывающий набирает номер нужного абонента на любом телефонном аппарате, вызов поступает по телефонной сети на центральную станцию, преобразуется в кодированный радиосигнал и передается на выделенной для СПВ частоте в то место, где находится абонент. Если радиус действия одного передатчика центральной станции не позволяет обслужить всю территорию, то она разбивается на отдельные зоны, в каждой из которых имеется свой передатчик. Сигнал вызова длительностью 1…2 с передается всем пейджерам, однако срабатывает только тот из них, который настроен на определенную частоту и имеет соответствующий адрес. Получив вызов, абонент по телефонному аппарату по заранее известному номеру принимает адресованное ему сообщение или получает телефонный разговор, либо сигнал вызова совмещается в пейджере с визуальным отображением сообщения небольшого объема на дисплее. Сигнал вызова может подаваться не только одному, но и группе абонентов, которым присвоен единый адрес.

§4.7. Приемники систем связи миллиметрового и оптического диапазонов.

На миллиметровых (ММ) и субмиллиметровых (СММ) волнах могут работать сверхширокополосные и помехозащищенные, в том числе межспутниковые и другие космические системы связи. Связные РПрУ в этих диапазонах строятся по супергетеродинной схеме; обычно первым каскадом является смеситель, малошумящие усилители радиочастоты применяются сравнительно редко, лишь в длинноволновой части ММ диапазона. Входные цепи таких приемников выполняют функции выделения необходимой полосы частот входного сигнала, фильтрации помех, подачи мощности гетеродина на смеситель и подавления АМ шумов гетеродина. Основное требование к входной цепи (ВЦ) - малость потерь входного сигнала.

В длинноволновой части ММ диапазона ВЦ часто выполняют на волноводах и микрополосковых линиях, причем для уменьшения потерь геометрическую длину входного тракта предельно уменьшают. Находят применение волноводные направленные ответвители, резонаторы связи, направленные фильтры на основе кольцевого резонатора бегущей волны. Широко используется также принципиально отличный класс ВЦ- квазиоптические интерферометры, выполняющие функции частотных фильтров и разделителей сигналов разных частот и поляризаций. Двулучевые интерферометры (Цандера-Маха, Фабри-Перо, поляризационные и др.) строятся на основе квазиоптических направленных ответвителей, в которых в качестве делителей мощности используются диэлектрические пластинки или пленки, а также сетки из тонких параллельных проволок.

Глава 5. Заключение.

Уже минул век, с тех пор как было изобретено радио. Во многом именно благодаря изобретению и развитию радио произошел технический прорыв во многих областях науки и техники, связанных с обменом и обработкой информации. Радио послужило мощнейшим стимулом в исследовании и развитии электричества, стало основой электроники. Электроника, в свою очередь, позволила создать устройства неотъемлемо связанные с приемом и передачей информации, с управлением технологическими процессами, с измерениями и контролем. Именно в процессе развития радио были заложены основные принципы электронной обработки сигналов и вычислительной техники. Компьютеры и калькуляторы, локаторы и радиотелескопы, бытовые микроволновые печи и магнитофоны, роботы и космические станции, электронные часы и сердечные стимуляторы… и еще множество других электронных приборов и устройств могут считаться потомками первой системы «регистрации грозовых разрядов» Попова и радиоприемника Маркони.

Только перечисление всех областей, где используется радио, заняло бы, пожалуй, не одну сотню страниц. Сегодня уже ни кого не удивляет возможность обмена информацией с любой точкой нашей планеты посредством радиоволн, а радиоприемники, телевизоры и портативные радиостанции стали настолько же привычны, как кино, автомобили и самолеты.

Технический прогресс не перестает поражать темпами развития. Лишь вчера не сходившие с газетных передовиц и сенсационных обзоров изобретения и открытия сегодня уже перешли в разряд обыденных. Цифровые радиорелейные линии, беспроводные и сотовые телефоны, системы спутникового радио- и телевизионного вещания, дистанционное управление межпланетными космическими станциями, радиоастрономия, спутниковая навигация GPS…

И хотя на первый взгляд основные открытия уже сделаны, наверняка будет еще не мало изобретений, о которых мы даже не подозреваем. Жизнь продолжается, а в месте с ней движется прогресс.

«Космические корабли бороздят просторы вселенной», в который раз доказывая правоту физических законов выведенных Фарадеем и Максвелом. Летят самолеты и плывут корабли, общаясь с далеким домом используя принципы Герца, Попова и Маркони. А мы сидим в уютных квартирах и слушаем любимую передачу «придуманную» Герольдом и Конрадом. И чувствуется незримое присутствие терапевта Брэнли и спиритиста Лоджа, чудака Фессендена и трудяги Александерсона, расиста Шокли и гения Армстронга… и еще сотен, тысяч известных и не очень ученых, исследователей, изобретателей и обычных людей которые все вместе придумали и продолжают совершенствовать это чудо человеческой цивилизации – РАДИО.

Список используемой литературы:

1) Головин О.В. Профессиональные радиоприемные устройства декаметрового диапазона.- М.: Радио и связь, 1985.- 288 с.

2) Кононович Л.М. Современный радиовещательный приемник.- М.: Радио и связь, 1986.- 144 с.

3) Родионов В. М. Зарождение радиотехники.- М.: Наука, 1985.- 293 с.

4) Радиоприемные устройства / под ред. Н. И. Чистякова.- М.: Радио и связь, 1986.- 320 с.

5) Радиоприемные устройства / под ред. А. П. Жуковского.- М.: Высшая школа, 1989.- 342 с.

6) Радиорелейные и спутниковые системы передачи / под ред. А. С. Немировского.–М.: Радио и связь, 1986.- 392 с.

7) Золотинкина Л.И. Мемориальный музей А.С. Попова // ЭИС Электросвязь: история и современность.- 2005.- №1.- с.3-5.

8) История радио.-http://www.viol.uz/history/index.shtm/(дата обращения 05.09.08)