Общие принципы организации радиосвязи
Главная
Полезная информация по стандартам радиосвязи
Статьи
Часто задаваемые вопросы
Статьи
Словарь терминов
Звуковые колебания, воспринимаемые человеческим слухом, лежат обычно в полосе частот от 20 до 20 000 Гц, такие колебания создадут волны длиной от 15 000 до 15 км. Антенны же могут эффективно излучать электромагнитные колебания только тогда, когда их размеры соизмеримы с длиной волны.
Однако сами по себе колебания высокой частоты информацию не несут. Посылать их по линии связи бесполезно. Так же бесполезно, как посылать телеграмму с адресом, но без текста: она дойдет сравнительно быстро, но ее получатель сведений не получит.
В нашем распоряжении есть сообщение, содержащее информацию, но не способное дойти до получателя. Есть и высокочастотное колебание, которое найдет своего получателя, но не принесет ему информацию.
Единственный способ – попытаться наложить на высокочастотное колебание отпечаток сообщения, т.е., использовать высокочастотное колебание лишь в роли переносчика сообщения, содержащего информацию. С этой целью нужно изменять один или несколько параметров несущего колебания в соответствии с изменениями сообщения. Тогда мы получим высокочастотное колебание с меняющимися во времени параметрами по закону передаваемого сообщения. Рассмотренный процесс называется модуляцией.
На рис. 1.1. приведена упрощенная структурная схема радиолинии. Передаваемое сообщение поступает на преобразователь (микрофон, телевизионную камеру или телеграфный аппарат), который преобразует его в электрический сигнал. Последний поступает на радиопередающее устройство, состоящее из модулятора (М), синтезатора несущей частоты (СЧ) и усилителя модулированных колебаний (УМК). С помощью модулятора один из параметров высокочастотного колебания изменяется по закону передаваемого сообщения.
На приемном конце радиоволны наводят ЭДС в антенне. Радиоприемное устройство с помощью селективных (избирательных) цепей (СЦ) отфильтровывает сигналы от помех и других радиостанций. В детекторе (Д) происходит процесс, обратный модуляции, — выделение из модулированных колебаний исходного электрического сигнала, который управлял радиопередатчиком. С помощью преобразователя (громкоговорителя, телеграфного аппарата, приемной телевизионной трубки) электрический сигнал связи преобразуется в сообщение, доставляемое абоненту.
Рассмотренная радиолиния обеспечивает одностороннюю передачу сообщения, что приемлемо только в службах оповещения. Одностороннюю радиосвязь представляет собой, и радиовещание, хотя в этом случае прием ведется не в одном, а во множестве пунктов.
Если при этом передача и прием на каждой радиостанции осуществляются поочередно, то такая радиосвязь называется симплексной (рис. 1.2., а). Двусторонняя радиосвязь, при которой связь между радиостанциями реализуется одновременно, называется дуплексной (см. рис. 1.2, б).При дуплексной радиосвязи передача в одном и другом направлениях ведется, как правило, на разных несущих частотах. Это делается для того, чтобы приемник принимал сигналы только от передатчика с противоположного пункта и не принимал сигналов собственного передатчика.
Для радиосвязи на большие расстояния применяют радиопередатчики мощностью в десятки и сотни киловатт. Поэтому, хотя при дуплексной связи приемник настраивается не на ту частоту, на которую настроен свой передатчик, трудно обеспечить его нормальную работу вблизи мощного передатчика. Исходя из этого, приемник и передатчик приходится размещать на расстоянии в десятки километров друг от друга.
Симплексная связь используется, как правило, при наличии относительно небольших информационных потоков.
Для объектов с большой нагрузкой характерна дуплексная связь.
Если необходимо обеспечить радиосвязью большое количество объектов, то организуется радиосеть (рис. 1.3). Одна радиостанция, называемая главной (ГР), может передавать сообщения как для одного, так и для нескольких подчиненных объектов. Оператор следит за порядком в радиосети и устанавливает очередность работы на передачу подчиненных радиостанций (ПР). Последние при соответствующем разрешении могут обмениваться информацией не только с ГР, но и между собой. Этот вариант организации радиосети может быть построен на основе как сложного симплекса (см. рис. 1.3, а), так и сложного дуплекса (см. рис. 1.3, б). В первом случае возможно использование совмещенных приемопередатчиков и общей рабочей радиоволны (частоты). Во втором случае ГР ведет передачу на одной частоте, а принимает на нескольких (по числу подчиненных радиостанций). Несмотря на различие в частотах приема и передачи, здесь, как и при простом дуплексе, необходимо располагать приемник и передатчик на удалении друг от друга.
Центры крупных промышленных районов соединяются линиями радиосвязи со многими пунктами. В этих условиях передатчики и передающие антенны располагают на радиостанции, которую называют передающим радиоцентром. Приемники и приемные антенны располагают на приемном радиоцентре.
Процессы в электроэнергетических сооружениях, на электрифицированных железных дорогах, в электрических установках и бытовых электроприборах, множество которых имеется в городах, связаны с излучением электромагнитных волн. Поскольку эти излучения могут быть помехами радиоприему, приемный радиоцентр обычно помещается в стороне от населенных пунктов и железных дорог. Для соединения источников сообщения с радиопередатчиками и радиоприемниками и контроля качества радиосвязи в городах оборудуют радиобюро.
Принципы радиосвязи и примеры их практического использования
4.2
Средняя оценка: 4.
Всего получено оценок: 290.
4.2
Средняя оценка: 4.2
Всего получено оценок: 290.
Значение радиосвязи в жизни современного человека трудно переоценить. Она обеспечивает надежную работу и жизнь большинства людей в современном мире. Рассмотрим общие принципы радиосвязи.
Генерация и прием радиоволн
В основе радиосвязи лежит возможность создания в антенне переменного тока высокой частоты, который наводит вокруг антенны переменное электромагнитное поле. Распространяющаяся структура вихревых электрического и магнитного полей – это и есть электромагнитная волна. Если ее частота лежит в пределах 100 кГц – 100 ГГц, то такая волна называется радиоволной.
В результате явления электромагнитной индукции распространяющаяся волна наводит в проводниках слабые электромагнитные колебания, которые могут быть обнаружены и усилены специальными приборами.
Появляется возможность передачи информации на расстояние – передатчик генерирует радиоволны, а приемник – их принимает.
Кодирование информации в радиоволне
Для осуществления радиосвязи передатчик должен генерировать радиоволны так, чтобы в них была каким-то образом закодирована передаваемая информация, а на стороне приемника эта информация должна раскодироваться. Как это осуществить ?
Вспомним, что переменный ток описывается гармонической функцией синуса:
$$A =A_m sin(\omega t + \varphi)$$
Параметрами этой функции являются амплитуда, частота и фаза. Следовательно, передавать информацию радиоволной можно, изменяя один или несколько из этих параметров.
Телеграфирование
В простейшем случае мы можем изменять амплитуду от нулевого до максимального значения. Именно так и осуществляется телеграфная связь. Была разработана специальная система кодирования – азбука Морзе. В ней использовались три состояния передачи – долгий сигнал (тире), короткий сигнал (точка), отсутствие сигнала (пробел):
Рис. 2. Азбука МорзеРадиотелефон
Использование телеграфа не слишком удобно.
Здесь возникает сложность – звук имеет относительно небольшую частоту, радиоволны такой частоты сложно генерировать, и сложно принимать. Кроме того, при наличии нескольких таких радиосигналов, на приемной стороне они будут смешиваться, и их невозможно будет разделить.
Модуляция и детектирование
Для решения этих проблем применяется так называемая модуляция сигнала на передающей стороне и детектирование сигнала на приемной.
Суть модуляции в том, что используется сигнал высокой частоты, гораздо выше звуковой. Но один из его параметров (амплитуда, частота или фаза) немного меняется в соответствии со звуковыми колебаниями. Например, если менять амплитуду, то результат модуляции выглядит следующим образом:
Рис.
3. Амплитудная модуляцияНа приемной стороне производится детектирование – из сигнала высокой частоты выделяется закодированная в нем звуковая информация. На практике используется не только амплитудная, но и частотная, и фазовая модуляции. Более того, модуляция в последние десятилетия нередко осуществляется не непосредственно звуковым сигналом, а последовательностью нулей и единиц – в цифровой форме, что очень повышает надежность связи.
При использовании модуляции появляется возможность приема сразу нескольких различных сигналов – они будут переданы на разной радиочастоте, в приемнике их можно будет легко разделить.
Примерами практического использования принципов радиосвязи служат обычные радиоприемники, телевидение, сотовая связь, беспроводные сети WiFi и многое другое.
Что мы узнали?
Для осуществления радиосвязи необходимо генерировать радиоволны, которые можно принимать на большом расстоянии. Если в радиоволнах будет закодирована информация, ее можно будет раскодировать после приема.
Такое кодирование называется модуляцией, раскодирование – детектированием.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда — пройдите тест.
Фатима Лисота
5/5
Оценка доклада
4.2
Средняя оценка: 4.2
Всего получено оценок: 290.
А какая ваша оценка?
Основные принципы радиосвязи — 1-й отряд быстрого реагирования
Использование радиосвязи в 1-м отряде быстрого реагирования — сложная и дисциплинированная задача, однако эта сложность в основном связана с объемом связи, а не со сложностью отдельных задач. По своей сути использование радио очень просто. Ниже вы найдете объяснение основных принципов.
Частота
Частота составляет основу любой радиосвязи. Работа радио — на самом базовом уровне — заключается в излучении электромагнитных волн с разными частотами колебаний. При настройке на частоту радио может принимать и передавать на указанной частоте.
Примечание
Военные радиоприемники значительно сложнее этого и используют криптографию и продвинутую манипуляцию частотой, однако это не моделируется в игре.
Частоты с очень похожими длинами волн или определенными математическими отношениями между ними могут мешать друг другу, поэтому хороший план связи гарантирует, что частоты не перекрываются и не мешают друг другу.
На каждой частоте может работать только одна радиосеть.
Каналы
Канал — это предварительно запрограммированный канал на радиоустройстве, который позволяет быстро переключаться на предварительно запрограммированные сети. Например, Канал 1 может быть настроен на 50, а Канал 2 может быть настроен на 51. Переключаясь между Каналом 1 и Каналом 2, пользователь сможет переключаться между 50 и 51 быстрее, чем ввод частоты.
Альтернативные каналы
Некоторые радиостанции в устройстве позволяют назначать альтернативный канал. Альтернативный канал — это канал, которым можно управлять в дополнение к основному каналу.
Это позволит оператору одновременно принимать и передавать по двум каналам с одного и того же радиоблока.
Сеть
Определенное использование данной Частоты, которое используется набором позывных для связи с одним и другим с определенной целью. Например, у вас может быть командная сеть для передачи приказов высокого уровня исполняющим элементам или огневая сеть для связи с элементами артиллерии или ЦАХАЛа.
Радио
Радио — это электронный приемопередатчик, который позволяет осуществлять прием и передачу сообщений на одной или нескольких указанных частотах.
Радиоприемники имеют различную длину антенны и выходную мощность, что влияет на их максимальную дальность передачи и степень влияния на них рельефа местности или метеорологических помех. Некоторые радиостанции также будут иметь расширенные функции, такие как GPS-позиционирование, несколько частот (программирование альтернативных частот), динамики, назначение стереозвука и подсветку для работы в условиях низкой освещенности.
Радиостанции в 1-м RRF имеют три рейтинга:
SCOM Rated
SCOM (Short Comm) радиостанции рассчитаны на дальность передачи 5 км, работая в диапазоне от 50 до 512 МГц с частотным разрешением 0,1 МГц.
LCOM Rated
LCOM (Long Comm) радиостанции рассчитаны на дальность передачи 20 км и работают в диапазоне от 30 до 87 МГц с частотным разрешением 0,1 МГц.
Рейтинг AVCOM
9Радиостанции с рейтингом 0002 AVCOM (авиационной связи) рассчитаны на дальность передачи 40 км и могут работать в диапазоне от 30 до 87 МГц с частотным разрешением 0,1 МГц.Если устройство оснащено радиомодулем, вам всегда будет предоставлен его рейтинг COM, а также список его функций. Если вам не предоставлена эта информация, полный список наших радиостанций, их характеристики и характеристики можно найти в Приложении C – Радиооборудование.
Передача
Передача – это пакет сообщений, посылаемый от одного позывного к другому на Частоте.
Передача происходит на определенной частоте и содержит отправителя и предполагаемого получателя вместе с соответствующим конечным словом — либо «Over», либо «Out», но никогда оба вместе.
Сообщение
Сообщение — это содержимое передачи, которое передает определенные компоненты информации.
Радиотехника | История, принципы, типы и факты
- Связанные темы:
- Wi-Fi Bluetooth спутниковое радио любительское радио коротковолновое радио
Просмотреть весь соответствующий контент →
Резюме
Прочтите краткий обзор этой темы
радиотехника , передача и обнаружение сигналов связи, состоящих из электромагнитных волн, которые распространяются по воздуху по прямой линии или путем отражения от ионосферы или от спутника связи.
Основные физические принципы
Электромагнитное излучение включает в себя свет, а также радиоволны, и у них много общих свойств.
Оба распространяются в пространстве примерно по прямым линиям со скоростью около 300 000 000 метров (186 000 миль) в секунду и имеют амплитуды, которые циклически меняются со временем; то есть они колеблются от нулевой амплитуды до максимальной и обратно. Количество повторений цикла за одну секунду называется частотой (обозначается как 9).0087 f ) в циклах в секунду, а время, необходимое для завершения одного цикла, составляет 1/ f секунд, иногда называемое периодом. В память о немецком первооткрывателе Генрихе Герце, который провел некоторые из первых экспериментов с радио, цикл в секунду теперь называется герцем, так что частота одного цикла в секунду записывается как один герц (сокращенно Гц). Более высокие частоты обозначены аббревиатурой, как показано в таблице 3.
| срок | циклов в секунду | Сокращенное название | эквивалент |
|---|---|---|---|
| 1 герц | 1 | 1 Гц | |
| 1 килогерц | 1000 | 1 кГц | 1000 Гц |
| 1 мегагерц | 1 000 000 (10 6 ) | 1 МГц | 1000 кГц |
| 1 гигагерц | 1 000 000 000 (10 9 ) | 1 ГГц | 1000 МГц |
Радиоволна, распространяющаяся в пространстве, в любой момент времени будет иметь изменение амплитуды в направлении своего распространения, аналогичное изменению во времени, подобно волне, распространяющейся по водной поверхности.
Расстояние от одного гребня волны до другого известно как длина волны.
Длина волны и частота связаны. Разделив скорость электромагнитной волны ( c ) на длину волны (обозначаемую греческой буквой лямбда, λ), мы получим частоту: ф = с/ λ. Таким образом, длина волны 10 метров имеет частоту 300 000 000, деленное на 10, или 30 000 000 герц (30 мегагерц). Длина волны света намного короче, чем у радиоволн. В центре светового спектра длина волны составляет около 0,5 микрона (0,0000005 метра), или частота 6 × 10 14 герц или 600 000 гигагерц (один гигагерц равен 1 000 000 000 герц). Максимальная частота в радиоспектре обычно принимается равной примерно 45 гигагерцам, что соответствует длине волны примерно 6,7 мм. Радиоволны можно генерировать и использовать на частотах ниже 10 кГц (λ = 30 000 метров).
Механизм распространения волн
Радиоволна состоит из электрических и магнитных полей, взаимно вибрирующих под прямым углом друг к другу в пространстве.
Когда эти два поля работают синхронно во времени, говорят, что они находятся в фазе времени; то есть оба достигают своего максимума и минимума вместе и оба проходят через ноль вместе. По мере увеличения расстояния от источника энергии площадь, по которой распространяется электрическая и магнитная энергия, увеличивается, так что доступная энергия на единицу площади уменьшается. Интенсивность радиосигнала, как и интенсивность света, уменьшается по мере увеличения расстояния от источника.
Передающая антенна — это устройство, которое проецирует радиочастотную энергию, генерируемую передатчиком, в космос. Антенна может быть спроектирована таким образом, чтобы концентрировать радиоэнергию в луч, подобный прожектору, и, таким образом, повышать ее эффективность в заданном направлении ( см. электроника).
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас
Радиочастотный спектр условно делится на ряд полос от очень низких частот до сверхвысоких частот ( см.
Таблица 4). Участки спектра были распределены между различными пользователями ( см. Нажмите здесь, чтобы увидеть таблицу 5 в полном размере), такими как телеграф, телефонная речь, телеметрия, радио- и телевещание.
| обозначение частоты | Диапазон частот | диапазон длин волн |
|---|---|---|
| *Также называется короткими волнами. | ||
| очень низкие частоты (VLF) | 3–30 кГц | 100 000–10 000 м |
| низкие частоты (НЧ) | 30–300 кГц | 10 000–1 000 м |
| средние частоты (СЧ) | 300–3000 кГц | 1000–100 м |
| высокие частоты (ВЧ)* | 3–30 мегагерц | 100–10 м |
| очень высокие частоты (УКВ) | 30–300 мегагерц | 10–1 м |
| сверхвысокие частоты (УВЧ) | 300–3000 мегагерц | 1 м–10 см |
| сверхвысокие частоты (СВЧ) | 3–30 гигагерц | 10–1 см |
Ширина полосы радиочастот – это диапазон частот, охватываемый модулированным радиочастотным сигналом.
Информация, переносимая сигналом, имеет определенную полосу пропускания, связанную с ней, и несущая должна иметь ширину канала, по крайней мере, равную ширине полосы пропускания информации. Для обычного радиовещания с амплитудной модуляцией (AM) ширина полосы радиочастот должна быть в два раза больше ширины полосы информационных частот. Для работы телетайпа и телекса требуется лишь небольшая полоса пропускания, порядка 200 герц, в зависимости от максимальной скорости импульсов, формирующих информационный код. Телефонная речь должна обладать высокой разборчивостью, но естественность (высокая точность воспроизведения) не имеет большого значения. Испытания показали, что основные компоненты речи находятся в диапазоне от 300 до 3500 герц, поэтому телефонные каналы, передаваемые по радио, обычно ограничиваются полосой пропускания около 4 кГц. Чем меньше используемая информационная полоса пропускания, тем больше речевых каналов может быть передано в заданной полосе пропускания несущей, и тем более экономичной будет система.
