Как лучше настроить Морской радар, чтобы он отображал идеальные цели

27.12.2019

Как лучше настроить Морской радар, чтобы он отображал идеальные цели

Радары на борту, вероятно, наиболее часто используемое оборудование во время навигации. Это хороший инструмент для наблюдения за окружающей обстановкой. Мы настолько зависим от радара, что иногда используем его больше, чем глаза, чтобы выглянуть наружу. Но радар также является наиболее недоиспользуемым оборудованием на борту.

В большинстве случаев используют только три элемента управления для настройки радара: усиление, море и дождь. И когда мы не используем все элементы управления для установки изображения, изображение может выглядеть загроможденным.

Как лучше всего использовать радары, чтобы получить идеальную картину всех целей?

Основные операции радара

Радиоволна передается и принимается сканером. Время вычисляется между передачей и получением этой волны. Скорость радиоволны известна, и, таким образом, приемный блок вычисляет расстояние до цели. После обработки эта информация отображается на экране дисплея. Вращающийся сканер также рассчитывает пеленг цели, который так же отображается на экране радара.

Что такое Разрешение радара

Разрешение радара — это способность радара показывать две цели, которые находятся близко друг к другу, как отдельные цели на радаре. Существует два типа разрешения радара: разрешение по дальности и разрешение по азимуту.

Лучшее разрешение по азимуту означает, что радар может рисовать две близкие цели на одном и том же пеленге как отдельные.

Разрешение по азимуту зависит от горизонтальной ширины луча радиоволны.

Таким же образом, лучшее разрешение по азимуту означает, что радар может рисовать две близкие цели (на разных направлениях) как отдельные. Разрешение по дальности зависит от длительности импульса

Что такое Чувствительность

Чувствительность радара — это то, насколько точно радар наносит на карту цели. Лучшая чувствительность означает, что радар может нарисовать даже рыбацкую лодку как небольшую цель. Меньшая чувствительность означает, что на экране радара могут отсутствовать рыбацкие лодки.

Как наилучшим образом можно установить радар для идеального отображения целей?

1) Усиление, море и дождь

Эти элементы управления используются очень часто. Но все же несколько слов о них.

• Усиление используется для увеличения чувствительности приема радара. Его необходимо отрегулировать до уровня, на котором цели видны, но на экране нет других помех.
• Контроль Моря используется для уменьшения эха помех, вызванных поверхностью моря
• Контроль Дождя, чтобы уменьшить эхо шума, вызванного дождем.

Но до какого уровня нужно настроить эти три элемента управления? Например, будут ли уровни полного «Усиления» и половины «Моря» окрашивать цели с той же четкостью, что и наполовину «Усилением» и нулевым уровнем «Моря»?

Мы должны использовать контроль моря только тогда, когда у нас есть море от умеренного до бурного или когда мы думаем, что помехи на радаре вызваны состоянием моря. В противном случае мы не должны использовать его. В спокойном море, если мы видим беспорядки, лучше уменьшить усиление, чем увеличить контроль над морем. Более того, мы не должны пытаться устранить помехи на большом расстоянии с помощью Sea control. Это потому, что помехи от моря будут только с близкого расстояния.

Правильный способ установить эти элементы управления заключается в следующем:

1. Увеличить усиление до максимума.
2. Уменьшить контроль над морем и дождем до минимума.
3. Уменьшить усиление до уровня, при котором максимум шума просто удаляется, и цели можно различить.
4. При необходимости увеличить контроль над морем, чтобы уменьшить морские помехи вблизи центра экрана.

Длина импульса

Длина импульса может быть установлена на короткий, средний или длинный импульс. Большинство радаров автоматически регулируют длительность импульса в соответствии с выбранным диапазоном. Но знание длины импульса может помочь в настройке радара таким образом, что цели будут отображаться более четко.

Что делает каждая длительность импульса:

• Короткий импульс: как указано в разделе о разрешении по азимуту, предлагает лучшее разрешение по дальности. Но так как длина импульса короткая, чувствительность короткого импульса меньше по сравнению с длинным импульсом.
• Длинный импульс: имеет меньшее разрешение по дальности, но лучшую чувствительность.
• Средний импульс находится между коротким и длинным пульсом. 

Можно заключить, что короткий импульс окрашивает две близкие цели как отдельные цели. Также намеченные цели более тонкие в диаметре.

Длинный импульс может нарисовать две близкие цели как одну. Также намеченные цели имеют больший диаметр.

В идеале короткие импульсы используются на коротких дистанциях (до 3 нм), а длинные импульсы — на больших расстояниях (более 12 нм). Но мы можем использовать короткий импульс на большом расстоянии и наоборот.

Например, в зоне интенсивного движения, если мы используем радиолокатор на большом расстоянии, мы можем использовать короткий импульс, чтобы цели не перекрывались.

Точно так же в рыболовном трафике мы можем использовать длинный импульс на короткой дистанции. Это будет гарантировать, что цели будут нанесены как более заметные.

Усиление, море и дождь, а также длительность импульса являются общими настройками на всех радарах. Помимо этого, есть ряд других настроек, специфичных для радиолокационной установки. Эти настройки помогают получить идеальное изображение на радаре.

Давайте посмотрим несколько из них на радаре JRC.

Настройка PROC

На радарах JRC есть возможность выбирать обработанные видео. Существует ряд опций от Proc 1 до Proc 3 и затем для отключения настроек обработанного видео.

Эта функция определяет скорость обработки и отображения цели на экране радара. Когда на радаре установлена меньшая дальность, цели движутся быстрее на экране. Таким образом, процессор радара имеет меньше времени для обработки быстро движущихся целей. Этот параметр регулирует скорость процессора, чтобы быстро и точно рисовать быстро движущиеся цели.

Настройка PROC 1 обрабатывает цели быстрее, чем настройки PROC 2 и PROC 3.

При настройке PROC 1 более быстро движущиеся цели не пропускаются на экране.

Поскольку цели движутся быстрее на экране радара в более низком диапазоне, PROC 1 используется в диапазоне 1,5 м. миль или менее.

Точно так же PROC 2 используется для диапазона 1,5 НМ и 3 НМ.

Мы должны использовать PROC 3, когда радар установлен в диапазоне 3 НM или выше.

Чтобы установить уровень обработанного видео, просто нажмите на вкладку PROC в левом нижнем углу радара JRC. Если установлено правильно, это может уменьшить нежелательные помехи от радара до некоторой степени.

Радиолокационные помехи

Этот контроль уменьшает помехи, вызванные радиолокационными сигналами. Это внутренние помехи радара, а не из-за каких-либо внешних факторов. Эти помехи в основном сосредоточены вблизи местоположения корабля на радаре.

Включение ИК-управления уменьшает эти внутренние радиолокационные помехи.

ИК можно включить / выключить, нажав на вкладку ИК в левом нижнем углу радара JRC.

Тесты, выполняемые, если радар не наносит цели так, как вы хотите

Если даже после всех этих настроек вы считаете, что некоторых целей вам не хватает, или радар не способен раскрасить цель с достаточной чувствительностью, вы можете выполнить некоторые из тестов, чтобы проверить, все ли в порядке с вашим радаром.

Тест производительности радара

Тест производительности радара проверяет мощность передачи и приема радара. Например, если мощность передачи радара недостаточна, он может вообще не нарисовать часть цели. Или радар может рисовать цели только с очень низкой чувствительностью (слабое эхо).

На радаре JRC, чтобы выполнить тест производительности, перейдите в меню Test .. Выберите PM on. Это изменит диапазон радара до 24. Увеличьте усиление до полного, и вы сможете увидеть шлейф на радаре. Также вы можете увидеть меню в правом нижнем углу радара. Измерьте максимальный диапазон шлейфа на экране и проверьте длину полосы.

На радарах JRC диапазон шлейфа представляет мощность приема, а длина полосы — мощность передачи.

Эти значения необходимо сравнить с реальными эталонными значениями, когда магнетрон был новым. Вы можете найти эти значения на наклейке, обычно наклеенной за радарным оборудованием.

Но возможно, что вы либо не найдете эту наклейку, либо можете найти наклейку без каких-либо значений на ней. Это особенно верно, когда последний магнетрон был заменен судовым персоналом. Если вы не нашли начальные значения, возьмите максимальные значения, у которых потеря мощности равна нулю на графике.

Нам нужно сравнить эти значения с начальными на графике, приведенном в руководстве. Эти графики (называемые калибровочными кривыми) отличаются для мощности приемника и передатчика.

Сравнивая фактическую длину шлейфа с начальной длиной шлейфа, мы получим потери в приемной системе. Эта потеря называется ухудшением чувствительности.

Если мощность передачи меньше, радар может не рисовать цели на более дальнем расстоянии. Если чувствительность приемника меньше, радар может рисовать цели со слабым эхом на экране.

В случае меньшей чувствительности приемника мы можем использовать Длинный импульс и ENH во всех диапазонах, чтобы увеличить чувствительность до тех пор, пока технический специалист не отыщет радар.

Если персонал корабля меняет магнетрон самостоятельно, он может не обнаружить изменений в работе радара после замены радара. Это связано с тем, что после смены магнетрона его необходимо настроить. Судовой персонал должен пройти процедуру настройки от производителя или вызвать технического специалиста.

Магнетронный ток

Даже если результат теста производительности монитора не очень хороший, возможно, что магнетрон в рабочем состоянии. Проблема может быть связана с самим блоком монитора.

Поэтому, прежде чем менять магнетрон, мы можем проверить ток магнетрона.

На радарах JRC нажмите вкладку «Тест» в правом нижнем углу и включите «Магнетронный ток». Прочитайте текущее чтение магнетрона.

Ток магнетрона должен быть между 5 ~ 9,5. Если фактический ток магнетрона находится на более высокой стороне этого диапазона, магнетрон в порядке. В этом случае мы можем обратиться к специалисту по обслуживанию, чтобы проверить (или заменить) модуль PM.

Вывод

Настройка радара должна проходить таким образом, чтобы все цели были нанесены идеально, она так же важна, как и использование самого радара.

Хотя процедура настройки может значительно меняться с каждым типом радара, важно, чтобы вы знали, как лучше всего настроить радар. Настройка таким образом, чтобы не пропустить ни одной цели на экране, независимо от того, насколько она мала.

Настройки должны быть опробованы, чтобы знать, какие из них когда работают.

Контрольная работа № 2. 11 класс. «Колебания и волны» Контролируемый раздел «Колебания и волны (механические и электромагнитные)»

Контрольная работа № 2 (2 четверть)

«Колебания и волны»

Контролируемый раздел «Колебания и волны (механические и электромагнитные)»

Вариант 1

1. Цепь с активным сопротивлением изображает схема: (1 балл)

2. На каком физическом явлении основана работа трансформатора? (1 балл)

А. Магнитное действие тока. Б. Электромагнитная индукция.

В. Тепловое действие тока. Г. Среди ответов А-В нет правильного.

3. На рисунке изображена схема детекторного приемника. С помощью какого элемента приемника сглаживаются пульсирующие модулированные электромагнитные колебания? (1 балл)

А. 1. Б. 2. В.З. Г.4.

4. Изменение заряда конденсатора в колебательном контуре происходит по закону (Кл). Чему равен период электромагнитных колебаний в контуре? (2 балла)

А. 0,2 с. Б. с. В. 0,2 с. Г. 0,1 с.

5. Как изменится период электромагнитных колебаний в контуре L-C, если электроемкость конденсатора увеличить в 4 раза? (1 балл)

А. Увеличится в 2 раза. Б. Уменьшится в 2 раза.

В. Увеличится в 4 раза. Г. Уменьшится в 4 раза.

6.Генератор ВЧ работает на частоте 150 МГц. Определите длину волны электромагнитного излучения. (2 балла)

Вариант 2

1.Колебательный контур изображает схема: (1 балл)

2. Какой ток можно подавать на обмотку трансформатора? (1 балл)

А. переменный. Б. постоянный.

3. На рисунке изображена схема детекторного приемника. С помощью какого элемента приемника производится его настройка на определенную длину волны? (1 балл)

А. 1. Б. 2. В. 3. Г. 4.

4. Изменение заряда конденсатора в колебательном контуре происходит по закону q = 10^-5cos10πt (Кл). Чему равна частота электромагнитных колебаний в контуре?(2 балла)

А. 10 Гц. Б. 10π Гц. В. 5/π Гц. Г. 5 Гц.

5. Как изменится частота электромагнитных колебаний в контуре L-C, если индуктивность катушки увеличить в 4 раза? (1 балл)

А. Увеличится в 2 раза. Б. Уменьшится в 2 раза.

В. Увеличится в 4 раза. Г. Уменьшится в 4 раза.

6.Длина радиоволны, на которой суда передают сигнал бедствия SOS, равна 600 м. Какова частота передаваемого сигнала? (2 балла)

Вариант 3

1. Цепь с активным сопротивлением изображает схема:(1 балл)

2. На каком физическом явлении основана работа трансформатора? (1 балл)

А. Магнитное действие тока. Б. Электромагнитная индукция.

В. Тепловое действие тока. Г. Среди ответов А-В нет правильного.

3. На рисунке изображена схема детекторного приемника. С помощью какого элемента приемника сглаживаются пульсирующие модулированные электромагнитные колебания? (1 балл)

А. 1. Б. 2. В.З. Г.4.

4. Изменение заряда конденсатора в колебательном контуре происходит по закону (Кл). Чему равен период электромагнитных колебаний в контуре? (2 балла)

А. 0,2 с. Б. с. В. 0,2 с. Г. 0,1 с.

5. Как изменится период электромагнитных колебаний в контуре L-C, если электроемкость конденсатора увеличить в 4 раза? (1 балл)

А. Увеличится в 2 раза. Б. Уменьшится в 2 раза.

В. Увеличится в 4 раза. Г. Уменьшится в 4 раза.

6. Найдите частоту собственных колебаний в контуре с индуктивностью катушки 10 мГн и емкостью конденсатора 1 мкФ. (3 балла)

7.Генератор ВЧ работает на частоте 150 МГц. Определите длину волны электромагнитного излучения. (2 балла)

Вариант 4

1.Колебательный контур изображает схема: (1 балл)

2. Какой ток можно подавать на обмотку трансформатора? (1 балл)

А. переменный. Б. постоянный.

3. На рисунке изображена схема детекторного приемника. С помощью какого элемента приемника производится его настройка на определенную длину волны? (1 балл)

А. 1. Б. 2. В. 3. Г. 4.

4. Изменение заряда конденсатора в колебательном контуре происходит по закону q = 10^-5cos10πt (Кл). Чему равна частота электромагнитных колебаний в контуре? (2 балла)

А. 10 Гц. Б. 10π Гц. В. 5/π Гц. Г. 5 Гц.

5. Как изменится частота электромагнитных колебаний в контуре L-C, если индуктивность катушки увеличить в 4 раза? (1 балл)

А. Увеличится в 2 раза. Б. Уменьшится в 2 раза.

В. Увеличится в 4 раза. Г. Уменьшится в 4 раза.

6. Найдите период колебаний в колебательном контуре, если индуктивность катушки 0,5 Гн, а емкость конденсатора 50 мкФ. (2 балла)

7. Длина радиоволны, на которой суда передают сигнал бедствия SOS, равна 600 м. На какой частоте передаются такие сигналы? (2 балла)

Вариант 5

1. Как изменится частота электромагнитных колебаний в контуре L-C, если индуктивность катушки увеличить в 4 раза? (1 балл)

А. Увеличится в 2 раза. Б. Уменьшится в 2 раза.

В. Увеличится в 4 раза. Г. Уменьшится в 4 раза.

2. При увеличении емкости конденсатора коле­бательного контура на 0,08 мкФ частота колебаний уменьшилась в 3 раза. Найти первоначальную ем­кость конденсатора. Индуктивность катушки оста­лась прежней. (4 балла)

3. По графику, изображенному на рисунке, определите амплитуду напряжения, период и частоту колебаний. Запишите уравнение напряжения. Чему равна энергия электрического поля в момент времени 2,5 мкс? (4 балла)

4. На рисунке изображена схема детекторного приемника. С помощью какого элемента приемника производится его настройка на определенную длину волны? (1 балл)

А. 1. Б. 2. В. 3. Г. 4.

5.Длина радиоволны, на которой суда передают сигнал бедствия SOS, равна 600 м. На какой частоте передаются такие сигналы? (2 балла)

Вариант 6

1. Как изменится период электромагнитных колебаний в контуре L-C, если электроемкость конденсатора увеличить в 9 раз? (1 балл)

А. Увеличится в 3 раза. Б. Уменьшится в 3 раза.

В. Увеличится в 9 раз. Г. Уменьшится в 9 раз.

2. Найдите частоту собственных колебаний в контуре с индуктивностью катушки 10 мГн и емкостью конденсатора 1 мкФ. (3 балла)

3. По графику, изображенному на рисунке, определите амплитуду силы тока, период тока и частоту. Запишите уравнение силы тока. Чему равна энергия магнитного поля в начальный момент времени?

(4 балла)

4. На рисунке изображена схема детекторного приемника. С помощью какого элемента приемника сглаживаются пульсирующие модулированные электромагнитные колебания? (1 балл)

А. 1. Б. 2. В.З. Г.4.

5.Генератор ВЧ работает на частоте 150 МГц. Определите длину волны электромагнитного излучения. (2 балла)

Молекулярные выражения: физика света и цвета

Праймер для микроскопии Свет и цвет Основы микроскопа Специальные методы Цифровая визуализация Конфокальная микроскопия Визуализация живых клеток Микрофотография Музей микроскопии Виртуальная микроскопия Флуоресценция Веб-ресурсы Информация о лицензии Использование изображения Пользовательские фотографии Партнеры Информация о сайте Свяжитесь с нами Публикации Дом Галереи: gif»> Фотогалерея Кремниевый зоопарк Фармацевтика Чип-шоты Фитохимикаты Галерея ДНК Микропейзажи Витамины Аминокислоты Камни Религиозная коллекция Пестициды Пивошоты Коктейльная коллекция Заставки Выиграть обои Обои для Mac Киногалерея	Интерактивные учебные пособия Настройка радиоприемника Переменные конденсаторы применяются совместно с катушками индуктивности в схемах настройки радиоприемников, телевизоров и ряда других устройств, которые должны изолировать электромагнитное излучение выбранных частот в радиоволновой области. В этом интерактивном учебном пособии показано, как переменный конденсатор соединяется с простой схемой антенного трансформатора для настройки радиочастотного спектра. Учебник инициализируется с переменным конденсатором, установленным на значение 50 пикофарад, что позволяет тюнеру принимать радиочастоты 107,0 мегагерц. Для работы с учебным пособием используйте курсор мыши для перемещения ползунка Capacitance вправо в диапазоне от 50 до 450 пикофарад, что соответствует диапазону радиочастот от 87 до 107 мегагерц (диапазон FM ). При перемещении ползунка пластины переменного конденсатора вращаются, имитируя увеличение или уменьшение перекрытия, а синусоида на виртуальном осциллографе изменяет длину волны. Передаваемые радиоволны создают наведенный ток, который течет в антенне через первичную катушку индуктивности трансформатора непосредственно на землю (отрицательный полюс). Вторичный ток в противоположном направлении одновременно индуцируется во вторичной катушке индуктора трансформатора, направляя поток электронов на конденсатор. Индуцированный ток, протекающий во вторичной обмотке и в конденсаторе, индуцирует противодействующие электродвижущие силы, называемые реактивным сопротивлением . Переменный конденсатор используется для выравнивания индуктивного и емкостного сопротивлений. Состояние, при котором реактивные сопротивления уравниваются, называется резонансом, а конкретная частота, выделяемая уравновешенным реактивным сопротивлением, называется резонансной частотой. Поэтому радиосхема в учебнике настраивается путем регулировки емкости переменного конденсатора для выравнивания индуктивного и емкостного сопротивлений на нужную резонансную частоту, или другими словами, для настройки на нужную радиочастоту. Обширная радиочастотная часть электромагнитного спектра включает длины волн от примерно 30 сантиметров до тысяч километров. Излучение в этом диапазоне содержит очень мало энергии, а верхний предел частоты (около 1 гигагерца) приходится на конец полосы, где ограничено радио- и телевещание. На таких низких частотах фотонный (зернистый) характер излучения не проявляется, и кажется, что волны передают энергию плавным и непрерывным образом. Не существует теоретического верхнего предела длины волны радиочастотного излучения. Например, низкочастотный (60 герц) переменный ток, переносимый по линиям электропередач, имеет длину волны около пяти миллионов метров (или примерно 3000 миль). Радиоволны, используемые для связи, модулируются в одной из двух спецификаций передачи: амплитудно-модулированные ( AM ) волны, которые различаются по амплитуде длины волны, и частотно-модулированные ( FM ; см. рисунок 8) волны, которые различаются по частоте длины волны. Радиоволны играют важную роль в промышленности, связи, медицине и магнитно-резонансной томографии ( МРТ ). Звуковая и видеочасть телевидения переносится через атмосферу более короткими радиоволнами с длиной волны менее метра, которые модулируются для вещания так же, как FM-радио. Радиоволны также излучаются звездами в далеких галактиках и могут быть обнаружены астрономами с помощью специализированных радиотелескопов. Было обнаружено, что длинные волны длиной в несколько миллионов миль излучаются к Земле из глубокого космоса. Поскольку сигналы настолько слабы, радиотелескопы часто объединяются в параллельные решетки, содержащие большое количество огромных приемников на основе антенн. Соавторы Мэтью Дж. Пэрри-Хилл и Майкл В. Дэвидсон – Национальная лаборатория сильного магнитного поля, 1800 г., восток Пол Дирак Доктор, Университет штата Флорида, Таллахасси, Флорида, 32310. НАЗАД К ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМУ ИЗЛУЧЕНИЮ НАЗАД К СВЕТУ И ЦВЕТУ Вопросы или комментарии? Отправить нам письмо. © 1998-2022 автор Майкл В. Дэвидсон и Государственный университет Флориды. Все права защищены. Никакие изображения, графика, сценарии или апплеты не могут быть воспроизведены или использованы каким-либо образом без разрешения владельцев авторских прав. Использование этого веб-сайта означает, что вы соглашаетесь со всеми правовыми положениями и условиями, изложенными владельцами. Этот веб-сайт поддерживается нашей командой Graphics & Web Programming Team . в сотрудничестве с Optical Microscopy на Национальная лаборатория сильного магнитного поля. Последнее изменение: среда, 11 января 2017 г., 09:29 Число обращений с 3 октября 2002 г.: 64408 Для получения дополнительной информации о производителях микроскопов используйте кнопки ниже для перехода на их веб-сайты:

антенна — Как тюнер может поймать определенную частоту?

спросил 2 года, 4 месяца назад

Изменено 2 года, 4 месяца назад

Просмотрено 562 раза

$\begingroup$

Меня смущает антенна. В зависимости от среды через вас проходит множество разных частот (FM, AM, 4G, SAT и т. д.). Электроны в проводе будут двигаться по мере прохождения радиочастот. Одна волна будет перемещать электроны с определенной скоростью. Другая волна будет перемещать те же электроны с другой скоростью. Все эти волны будут мешать друг другу. Вы получаете какое-то странное движение или вообще никакого движения на проводе в зависимости от разных частот, попадающих на антенну.

Я вроде понимаю схему настройки (LC). Как тюнер улавливает что-либо, когда антенна подает на LC-контур сложную волну? Как будто вы перепутали краску, а LC тюнер как-то ее размешивает. У меня почему-то не щелкает. Так что, если он резонирует на определенной частоте. Волна, которую он кормит, полная тарабарщина. Две разные частоты, воздействующие на антенну, могут компенсировать друг друга, поэтому электроны не двигаются.

Не понимаю, как тюнер (LC) может подхватывать определенную частоту.

Как только я понимаю, что это имеет смысл только для определенной частоты. FM-радио работает на разных частотах. Как тюнер «улавливает» их диапазон?

https://physics.stackexchange.com/questions/326727/how-can-an-antenna-pick-up-thousands-of-frequecies-the-same-time

https://physics.stackexchange .com/questions/223469/how-does-the-tuner-really-work-in-a-crystal-set

https://physics.stackexchange.com/questions/8310/how-does-a-digital- радио-тюнер-работа

Редактировать: я хотел бы поставить всем зеленую галочку. 🙂 Мне еще предстоит пройти долгий путь, чтобы быть удовлетворенным своим пониманием, но это отличное начало. Меня всегда интересовали радио. Я собираюсь начать с создания собственного AM-, а затем FM-радио. Мне просто нужна была теория, потому что любой может собрать комплект. Я хочу знать, ПОЧЕМУ в деталях. У меня есть еще много вопросов, но я думаю, что этого достаточно, чтобы удовлетворить этот пост. Вы, ребята, лучшие!

• антенна
• частота
• антенный тюнер

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Существует нечто, называемое «принципом суперпозиции» — в линейной системе (которой мы можем считать антенну и «переднюю часть» приемника), если ток, возникающий в результате сигнала A, равен $C_A$, а ток, вытекающий из сигнала B, равен $C_B$, тогда ток, вытекающий из обоих сигналов одновременно, равен просто $C_{A}+C_{B}$. Даже если у вас есть миллион сигналов, все они просто добавляются друг к другу линейно, без «модификации». И пока у каждого есть своя частота, мы можем использовать такие вещи, как фильтры LC, чтобы выбрать тот, который нам нужен. На графике во временной области это может выглядеть как «полная тарабарщина», но вся исходная структура все еще присутствует (и ее гораздо легче увидеть на графике в частотной области).

Это — это , это немного похоже на смешивание краски и ее повторное разделение, но представьте, что каждый цвет краски состоит из частиц разного размера. Когда вы смешиваете краски вместе, это выглядит как грязное месиво, но все отдельные частицы все еще там. Если бы у вас были очень хорошие фильтры с очень мелкой сеткой, которые могли бы отфильтровывать частицы точно по их размеру, вы могли бы отделить один цвет из смеси! С настоящими красками это непрактично, но с настоящими радиоволнами вполне возможно.

$\endgroup$

9

$\begingroup$

Это не то же самое, что смешивать краски. Это потому, что это просто простая сумма или линейный микс, а не хаотический или нелинейный микс с продуктами интермодуляции.

Это как дуэт сопрано и бас-певицы. Вы можете легко расшифровать низкочастотный бас и частично проигнорировать сопрано, или наоборот, потому что частотные диапазоны очень разные, а в улитке вашего уха есть фильтрующий механизм, который является механическим аналогом электронных LC-фильтров.

А у тюнеров пропускная способность. Фильтр может быть как узким, так и широким, в зависимости от спецификации дизайна.

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Рассмотрим качели, вроде тех, что можно найти на детской площадке. Если вы сядете на него и переместите свой вес вперед и назад в правильном ритме, вы можете сделать мах очень высоким.

Он идет высоко, потому что комбинация качания и массы вашего тела равна резонансный на определенной частоте. Когда вы переносите свой вес, чтобы «накачать» мах, вы добавляете к маху чуть больше энергии. И когда вы качаете в нужное время, эта дополнительная энергия добавляется к накопленной энергии от всех предыдущих качаний, так что с каждым качанием вы поднимаетесь немного выше, чем с последним. Но это работает только если качать на резонансной частоте .

Если вы качаете на какой-то другой частоте, вы просто немного покачиваетесь. Вы не поднимаетесь выше и выше, потому что действия каждого насоса не усиливают друг друга.

Представьте, что вы радостно качаетесь, и одновременно вам звонят, и ваш телефон в кармане вибрирует. Вибрация от вашего телефона также является смещением веса, точно так же, как вы делаете это, чтобы раскачать качели. Но это на гораздо более высокой частоте. Изменяет ли это ваше движение на качелях? Технически да, но эффект очень мал, потому что вибрация не соответствует резонансной частоте колебания. Представьте себе любое возмущение, которое вам нравится: возможно, рядом с вами качается еще один человек, но качает на какой-то другой частоте. Эти действия могут изменить раскачивающее движение a чуть-чуть , но сильнее всего колебания реагируют на свою резонансную частоту, даже если в это же время происходят другие колебания.

LC-фильтр представляет собой резонансную систему, похожую на качели. Разница заключается в том, что качели включают колебания между гравитационной потенциальной энергией (в верхней части качелей) и кинетической энергией (в нижней части качелей), тогда как LC-фильтр колеблется между энергией, запасенной в электрическом и магнитном поле конденсатора, и индуктор соответственно. LC-фильтр сильно реагирует на колебания на своей резонансной частоте, в то время как другие колебания на других частотах оказывают незначительное влияние.

Все виды модуляции, не только FM, можно считать «диапазоном» частот. Единственный сигнал, который имеет 90 579 ровно 90 580 только одной частоты, является немодулированной несущей, которая не содержит никакой информации и поэтому не используется для связи. Некоторые модуляции используют более широкий диапазон частот, чем другие, но ни одна практическая модуляция не использует диапазон нулевой ширины.

Тем не менее, как может работать фильтр, когда сигнал состоит из диапазона частот?

Настоящие фильтры, даже свинговые, имеют резонансную частоту, на которой они наиболее чувствительны. Когда частота отклоняется выше или ниже этой резонансной частоты, отклик фильтра уменьшается, но не сразу падает до нуля. Целью разработки фильтра для радиоприемника является разработка фильтра, который пропускает диапазон частот, выделенных для сигнала, но не более того. Очень простой фильтр, например, состоящий из одной катушки индуктивности и конденсатора, «достаточно хорош» для некоторых приложений. Но радио, предназначенное для производительности, а не простоты, будет иметь более сложные фильтры с более чем одной катушкой индуктивности и конденсатором, чтобы фильтр работал лучше. Часто существует несколько этапов фильтрации. Фильтрация, будь то аналоговая или цифровая, является важной частью проектирования радио и сложной темой сама по себе.

$\endgroup$

0

$\begingroup$

Радиоволны — это волны, которые имеют много общего с другими волнами, что позволяет проводить аналогии. Вот один из них: если плотно приложить ухо к концу длинной трубки, звук будет другим, чем если бы вы слушали не через трубку. Вместо обычного сочетания высоких, низких и средних звуков вы будете слышать в основном звуки, близкие к резонансной частоте лампы (и гармоники). Происходит то, что звуки всех частот попадают на другой конец трубы, но звуки частот, близких к резонансной частоте трубы (и гармоники), распространяются по трубе лучше, потому что звуковые волны отражаются от дальнего конца трубы. (ваше ухо) усиливают звуковые волны, поступающие в этом узком диапазоне частот. На других частотах входящие звуковые волны частично компенсируются отражением звуковых волн. Это происходит потому, что трубка является резонатором.

Фильтрация в аналоговых радиочастотных цепях примерно такая. Аналоговые фильтры используют резонанс для усиления нужных частот и подавления (ослабления) нежелательных.

Вы упоминаете, что радиоволны мешают друг другу. Слово «мешать» может быть не лучшим словом для тех, кто знакомится с явлением, потому что два человека, мешающие друг другу в узком коридоре, не могут пройти мимо друг друга, а две мешающие волны проходят насквозь друг друга. Они могут отменить друг друга в какой-то момент на мгновение, но волны продолжаются.

Вы можете запутаться, потому что в одном абзаце я говорю о подавлении волн через резонанс, а в другом я говорю, что волны проходят прямо друг через друга. Это правда, что две волны проходят друг через друга, не аннигилируя. Так как же волны могут отменить? Они гаснут в точке, где встречаются две волны с противоположными амплитудами. Если две волны имеют одинаковую частоту и амплитуду и встречаются в точке, где они сдвинуты по фазе на 180°, то их сумма постоянно равна нулю в этой точке , хотя сами волны продолжаются.

Одной из ситуаций, когда встречаются две волны с одинаковой частотой, является стоячая волна, при которой волна встречает свое отражение. Если отражение идеальное, то есть оно имеет ту же амплитуду, что и исходная волна, то волны последовательно гасят друг друга в определенных точках и в сумме дают ноль. Точки, в которых сумма волны и ее отражения минимизируется, в идеале до нуля, называются узлами. Но в других точках волны не всегда в сумме равны нулю. Анимация ниже, позаимствованная со страницы Википедии, хорошо иллюстрирует стоячую волну: синяя и зеленая волны — это исходная волна и ее отражение, а красная волна — это сумма синей и зеленой волн. Видите, как амплитуда красной волны всегда равна нулю в узлах, отстоящих друг от друга на половину длины волны?

Таким образом, схема аналогового фильтра выбирает узкий диапазон частот, потому что компоненты фильтра ловко используют резонанс для предпочтительной передачи этих частот, подобно тому, как длинная трубка, закрытая с одного конца, предпочтительно передает звуковые волны узкий диапазон частот.

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Распространение волн в свободном пространстве имеет как электронную, так и магнитную природу. Обе составляющие поля в совокупности вызывают движение электронов в антенне.

Все частоты суммируются, чтобы составить радиоспектр (единая сущность для каждой поляризации, горизонтальной и вертикальной). Все это объединяется в большую сложную волну.

Для полноты картины круговые и эллиптические волны сдвигают поляризацию между горизонтальной и вертикальной с постоянной скоростью. Это добавляет временной (фазовый) фактор к переходу H, V.

Скорость волны полностью не зависит от частоты, в основном постоянна и близка к скорости света. Эта скорость не зависит от частоты, только средняя. Хотя он меняется между различными средами воздухом/проводом/вакуумом… и со скоростью движения (эффект Доплера, заметный только для космического корабля на радиочастотах).

Все частоты объединяются на передающей антенне с существующей волной, либо конструктивно, либо деструктивно, образуя единую сложную волну.

Итак, чтобы ответить на ваш вопрос, тюнер представляет собой сеть (LC) фильтров, которая создает низкий импеданс для желаемого частотного диапазона сигнала и высокий импеданс для всех других частот, вызывая повторное излучение отражения или потребление в виде тепла, за счет рециркуляции между катушкой индуктивности и конденсатором.

Допустимая полоса пропускания определяется добротностью выбранных катушки индуктивности и конденсатора, а также рабочей частотой. Добротность — это отношение ширины полосы к центральной частоте. Более высокое значение Q указывает на более узкий фильтр и меньшие вносимые потери. Q определяется потерями и эффективностью материалов, используемых для изготовления катушек индуктивности и конденсаторов, а также взаимосвязью между ними.

Выбор значений индуктивности и емкости для формирования генератора с резонансной частотой. Сигналы, близкие к резонансной частоте, проходят с небольшими потерями как чисто активное сопротивление без реактивного сопротивления, в то время как более далекие частоты ослабляются из-за отсутствия баланса между катушкой индуктивности и конденсатором; тем самым увеличивая импеданс для сигналов за пределами полосы пропускания за счет увеличения реактивной составляющей.

Этот вопрос лежит в основе программно-определяемых радиостанций: частота дискретизации определяет максимальную полосу пропускания, в случае радиостанций с прямой дискретизацией максимальная обнаруживаемая частота, но с прореживанием могут быть установлены более низкие частоты.

---

«Антенна на конце закручена и питает катушку индуктивности, которая является частью LC-цепи. Мне она кажется трансформатором.» Электрически короткие антенны имеют емкостное реактивное сопротивление, которое компенсируется катушкой индуктивности; конденсатор компенсирует перерегулирование из-за ограничений обмотки катушки индуктивности.