РАДИОПЕРЕДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
Функциональная схема современного радиопередающего устройства
Любая система радиосвязи включает в себя радиопередающее устройство, функции которого заключаются в преобразовании энергии постоянного тока источников питания в электромагнитные колебания и управлении этими колебаниями.
Обобщенная структурная схема современного радиопередатчика изображена на рис. 5.
Рисунок 5 – Обобщенная структурная схема современного радиопередающего устройства
Рассмотрим кратко назначение ее отдельных элементов. Задающий генератор (или возбудитель) генерирует высокостабильные радиочастотные колебания в заданном диапазоне частот. Далее эти колебания усиливаются в предварительных каскадах и поступают на оконечный усилитель мощности. Часто предварительные каскады передатчика работают в режиме умножения частоты радиочастотных колебаний. Это облегчает требования к возбудителю и повышает устойчивость работы передатчика, поскольку усиление ведется на различных частотах. Усилитель мощности обеспечивает на выходе антенны (или фидера) заданную мощность РЧ колебаний. Антенная система излучает РЧ колебания в пространство. Для управления ВЧ колебаниями служит модуляционное (или манипуляционное) устройство. Если передатчик работает с амплитудной модуляцией, то модуляционное устройство воздействует на оконечный или предварительный каскады. Если передатчик работает с частотной модуляцией (манипуляцией), то модуляция (манипуляция) осуществляется в задающем генераторе. Устройство охлаждения ламп и контуров поддерживает заданный тепловой режим передатчика, а устройство блокировки и сигнализации дает информацию о режиме работы передатчика и обеспечивает его включение и выключение, безопасность обращения с ним обслуживающего персонала. Источники питания необходимы для подачи заданных питающих напряжений на лампы или транзисторы передатчика.
Классификация радиопередающих устройств
Радиопередатчики классифицируются:
– по назначению – связные, радиовещательные, телевизионные, радиолокационные, радионавигационные, телеметрические и т.д.;
– по мощности – маломощные (до 100 Вт), средней мощности (до 10 кВт), мощные (до 1 МВт) и сверхмощные (свыше 1 МВт);
– по роду работы (виду излучения) – телеграфные, телефонные, однополосные, импульсные и т.д.;
– по способу транспортировки – стационарные и подвижные (переносные, автомобильные, корабельные, самолетные и т.д.).
Классификация приемопередатчиков по диапазону частот в соответствии рекомендациями Международного Союза Электросвязи (МСЭ) приведена в таблице 1.
Таблица 1 – Классификация приемопередатчиков по диапазонам частот
| Номер диапазона | Диапазон частот (включая верхнюю и исключая нижнюю частоты) | Обозначение полосы | Метрическое наименование волн |
| 3…30 кГц | ОНЧ (очень низкие частоты) | Мириаметровые | |
| 30…300 кГц | НЧ (низкие частоты) | Километровые | |
| 0,3…3 МГц | СЧ (средние частоты) | Гектометровые | |
| 3…30 МГц | ВЧ (высокие частоты) | Декаметровые | |
| 30…300 МГц | ОВЧ (очень высокие частоты) | Метровые | |
| 0,3…3 ГГц | УВЧ (ультравысокие частоты) | Дециметровые | |
| 3…30 ГГц | СВЧ (сверхвысокие частоты) | Сантиметровые | |
| 30…300 ГГц | КВЧ (крайне высокие частоты) | Миллиметровые | |
| 300…3000 ГГц | ГВЧ (гипервысокие частоты) | Децимиллиметровые |
Основные показатели качества и параметры радиопередающих устройств
Параметры любого радиопередающего устройства должны удовлетворять требованиям ГОСТов и Рекомендациям МСЭ. Одним из основных параметров передатчика, определяющего во многом дальность действия радиолинии, является его мощность. В зависимости от назначения радиопередатчика его мощность лежит в пределах от долей ватта (передатчики носимых радиостанций) до нескольких мегаватт (коротковолновые радиовещательные станции).
Исключительно важный параметр передатчика – стабильность его частоты. Современные радиопередатчики имеют относительную нестабильность частоты около 10–6…10–7. Иногда требуется и более высокая стабильность частоты, например для передатчиков, работающих в сетях синхронного радиовещания, в системах радионавигации и радиоопределения.
Высокая стабильность частоты передатчика повышает помехозащищенность радиолинии (поскольку позволяет сузить полосу пропускания приемного устройства), позволяет увеличивать число станций, работающих в заданном диапазоне частот без взаимных помех (улучшает электромагнитную совместимость). Существуют международные рекомендации на допустимые отклонения частоты радиопередатчиков всех категорий и назначений.
Важным параметром передатчика является его коэффициент полезного действия (КПД) – отношение мощности в нагрузке к полной мощности, потребляемой от источника питания. Коэффициент полезного действия маломощных передатчиков определяет во многом его габаритные размеры и массу, а КПД сверхмощных передатчиков, кроме того, – стоимость их сооружения и эксплуатации. Высокий КПД позволяет повысить экономичность системы охлаждения, а также увеличить надежность работы передатчика.
Не меньшее значение имеют электроакустические показатели радиопередатчика, такие как требования к коэффициенту модуляции (для передатчиков с АМ), индексу модуляции (для передатчиков с ЧМ и ФМ), нелинейным искажениям, амплитудно-частотной характеристике (АЧХ), уровню фона и шума и т.д.
В связи с ростом числа радиостанций и повышением требований к качеству передачи информации электроакустические и технические показатели радиопередатчиков постоянно совершенствуются. Значительного повышения качественных показателей радиопередатчиков, повышения оперативности их работы удается достигнуть с помощью микропроцессорных устройств в системе телеуправления и контроля.