Что такое приемо передающие устройства
Радиосвязь
Передатчики и приемники: основные термины
ЛикБез > Аналоговая техника
П ередатчики и приемники: основные термины
краткий глоссарий по приемопередающей технике.
Передатчик – устройство, передающее сигнал.
Приемник – устройство, принимающее сигнал 🙂
Антенна – элемент электрической схемы, преобразующий принимаемые электромагнитные колебания в электрический сигнал (приемная антенна), или наоборот – электрический сигнал в электромагнитные колебания (передающая антенна). Одна и та же антенна может быть и передающей и принимающей, причем даже одновременно.
Сопротивление антенны – величина, грубо говоря, указывающая насколько «тяжело» энергия уходит с антенны в эфир. Знать это сопротивление необходимо для правильного расчета излучаемой мощности: чем выше сопротивление антенны – тем больше должно быть напряжение подаваемого на нее сигнала для получения одной и той же мощности.
В приемных антеннах знание сопротивления необходимо для правильного расчета входного каскада приемника.
Фидер – линия, по которой передается высокочастотная энергия. Чаще всего в качестве фидера юзается коаксиальный кабель.
Волновое сопротивление – величина, определяемая соотношением погонной емкости и погонной индуктивности кабеля. Зависит от типа кабеля – обычно указывается в названии. Стандартные значения ВС: 50 Ом, 75 Ом, 300 Ом. Его необходимо знать для правильного согласования устройств, соединенных этим кабелем (например – передатчика и антенны).
Выходное сопротивление – величина сопротивления, которое нужно подключить к выходу устройства для получения номинальной мощности.
Входное сопротивление – сопротивление, которым обладает вход устройства.
Согласование устройств – выравнивание входного/выходного сопротивлений двух соединяемых устройств. Для эффективной передачи энергии между двумя устройствами, необходимо чтоб выходное сопротивление передающего устройства было равно входному сопротивлению принимающего.
Резонансная частота антенны – частота, на которой антенна обладает наименьшим сопротивлением.
Широкополосность / узкополосность антенны – термин, говорящий о том, как антенна относится к частотам, которые больше и меньше резонансной. То есть, насколько резко уменьшается ее эффективность при уходе от резонансной частоты в ту или другую сторону. То есть, какова ее полоса пропускания.
Диаграмма направленности антенны – кривая, показывающая пространственное распределение излучаемой мощности / чувствительности антенны для различных углов относительно основной оси. Обычно используют круговые диаграммы, которые выглядят примерно так, как показано на рисунке. Кривая при этом получается в виде «лепестков». Поэтому часто можно услышать термин «лепесток направленности»
Чувствительность приемника – величина, характеризующая способность принимать слабые электрические сигналы. Чем меньше напряжение сигнала, который еще может принять приемник, тем лучше чувствительность. Выражается в микровольтах (мкВ) – если входной сигнал – электрический, или микровольтах на метр (мкВ/м) – если входной сигнал – электромагнитные колебания (при этом измеряется не напряжение а напряженность электромагнитного поля).
Девиация – порог отклонения частоты несущей от состояния покоя при частотной модуляции. Состояние покоя – это когда модулирующий (низкочастотный) сигнал равен 0.
Гармоники – частотные составляющие сигнала, кратные его основной частоте. Обычно, гармоники бывают выше основной частоты. Во сколько раз гармоника больше основной частоты – такой ее номер. То есть, если она в три раза больше – то ее зовут «3-я гармоника», если в пять раз – «5-я гармоника» и т.д. Гармоники возникают в результате нелинейных искажений сигнала, их можно выделить из сигнала при помощи полосовых частотных фильтров или колебательных контуров.
Гармоники широко применяют в радиотехнике, как в передатчиках, так и в приемниках.
В передатчиках их используют для получения больших частот из маленьких. Например, есть кварц на 20,57 МГц, а нам надо получить сигнал со стабильной частотой 144 МГц. Что мы делаем? Мы делаем генератор на 20,57 МГц, затем выделяем 7-ю гармонику его сигнала и усиливаем ее. Вот вам и 144МГц!
На основе гармоник также строятся гетеродинные приемники.
Однако, гармоники бывают и вредны. Например, нельзя передавать в эфир сигнал, содержащий много гармоник, потому что гармоники будут забивать кратные частоты и могут помешать работе других радиостанций.
Линейные искажения – искажения сигнала, которые позволяют впоследствии восстановить исходный сигнал из искаженного. К ним относится регулировка амплитуды (мощности), частотного спектра, фазового угла и т.п.
Нелинейные искажения – искажения сигнала, после которых невозможно восстановить исходный сигнал. К ним относятся, например, перемодуляция – искажение, возникающее при избыточной амплитуде сигнала: у сигнала «срезаются верхушки».
Колебательный контур – схема, состоящая из параллельно или последовательно включенных конденсатора и катушки индуктивности. При ударном возбуждении, в КК возникают затухающие синусоидальные (гармонические) колебания некоторой частоты, которая называется «резонансная частота», определяется емкостью конденсатора и индуктивностью катушки и рассчитывается по формуле:
Приёмо-передающая радиостанция
Полезное
Смотреть что такое «Приёмо-передающая радиостанция» в других словарях:
Радиостанция — комплекс устройств для передачи информации посредством радиоволн и (или) её приёма. В зависимости от назначения различают передающие (например, в составе передающего радиоцентра (См. Передающий радиоцентр)), приёмные (см. Приёмный… … Большая советская энциклопедия
Радиостанция низовой связи — стационарная или подвижная Приёмо передающая радиостанция, применяемая для организации служебной или производственной (низовой) радиотелефонной связи. Низовая радиосвязь используется (преимущественно в качестве диспетчерской связи (См.… … Большая советская энциклопедия
радиостанция — и; ж. 1. Совокупность технических устройств и оборудования для приёма и (или) передачи радиосигналов. Стационарная р. Приёмная, передающая р. Приёмно передающая р. 2. Учреждение, осуществляющее радиопередачи. Работают все радиостанции Советского… … Энциклопедический словарь
радиостанция — и; ж. 1) Совокупность технических устройств и оборудования для приёма и (или) передачи радиосигналов. Стационарная радиоста/нция. Приёмная, передающая радиоста/нция. Приёмно передающая радиоста/нция. 2) Учреждение, осуществляющее радиопередачи.… … Словарь многих выражений
Аварийная радиостанция — судовая приемо передающая радиостанция, используемая для связи во время бедствия, а также в других случаях, когда главные средства связи использовать нельзя. Все оборудование аварийной радиостанции размещается на судне т.о., чтобы его… … Морской словарь
Урожай (радиостанция) — У этого термина существуют и другие значения, см. Урожай (значения) … Википедия
Голиаф (радиостанция) — У этого термина существуют и другие значения, см. Голиаф (значения). «Голиаф» сверхдлинноволновая радиостанция, обеспечивающая связь с подводными лодками на расстоянии до 4000 километров[1]. Антенное полотно радиостанции состоит… … Википедия
РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ МАЯК — приёмо передающая радиостанция навигац. назначения, располож. в заданном геогр. месте, работающая совместно с установл. на движущемся объекте (самолёте, судне и т. д.) радиолокац. системой (РЛС). Р. м. включается под действием сигналов бортовой… … Большой энциклопедический политехнический словарь
РАДИОРЕЛЕЙНАЯ СТАНЦИЯ — приёмо передающая радиостанция в составе радиорелейной линии. Через Р. с. осуществляются многоканальная связь и передача ТВ программ. Р. с. подразделяют на оконечные, узловые и промежуточные. Промежуточные Р. с. выполняют ф ции усилит, ретрансляц … Большой энциклопедический политехнический словарь
Приемо-передающее устройство
Страницы работы
Содержание работы
8.2 Приемо – передающее устройство
ППУ представляет собой герметичный блок, устанавливаемый на корзине антенны. В представленном виде структурная схема ППУ не требует особых пояснений.
В состав ППУ входят следующие основные элементы:
— фильтры ПЧ 1200 и 1600 МГц,
— модули синтезаторов частот,
— опорный генератор ОГ,
— малошумящий приемный конвертер,
В данной схеме применяется двойное преобразование частоты как на приеме, так и на передаче, что позволяет выполнить ППУ с программно перестраиваемыми частотами и снизить требования для фильтров зеркального канала приема.
На внешней стороне блока ППУ установлены три разъема:
-Х1 (коаксиальное соединение) – вход//выход СВЧ,
-Х2 (переход герметичный N типа) – вход/выход ПЧ. Используется для
подключения кабеля снижения, по которому происходит соединение с
-Х3 – разъем для подключения тестера ППУ. Является технологическим и
используется во время пуско-наладочных работ и при юстировке антенны.
Кроме основной функции переноса спектра ППУ обеспечивает:
-Измерение уровня выходной СВЧ мощности в дБм,
-Измерение уровня принимаемого СВЧ сигнала в дБм,
-Измерение уровня сигнала ПЧ, приходящего от модема в дБм,
-Измерение показаний детекторов, в т.ч. температуры внутри блока,
-Программную установку частот в пределах литеры,
-Программную установку выходной мощности в пределах 20 дБ от
-Полную проверку работоспособности ППУ методом встроенного СВЧ
Приемное устройство (ПУ) используется для организации пространственно-разнесенного приема и по исполнению аналогично ППУ, за исключением того, что в нем не устанавливаются устройства передающего тракта: передающий конвертер, блок предыскажений, синтезатор передающего тракта, СВЧ дуплексер преобразуется в фильтр, на плату ПЧ не устанавливаются элементы передающего тракта. Функции телеметрии остаются без изменений.
Передача параметров модему и управление происходит по каналу телеметрии, функционирование которого идентично установленному на модеме.
Рассмотрим более подробно состав и принцип работы модулей ППУ.
8.2.1 Модуль промежуточной частоты
Структурная схема модуля ПЧ приведена на рисунке 8.8.
В направлении приема сигнал, поступающий от фильтра ПЧ ПРМ усиливается и в смесителе (частота гетеродина 1060 МГц) переносится на ПЧ и
Рисунок 8.8 – Структурная схема модуля ПЧ
Рисунок 8.9 – Нормированная спектральная плотность мощности
Что такое приемо передающие устройства
ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПРИЕМО-ПЕРЕДАТЧИКОВ
В любом электронном устройстве, как известно, можно выделить ряд отдельных узлов, каждый из которых выполняет свою определенную функцию. Например, такие функциональные части как усилители низких и высоких частот, различные фильтры, индикаторы, источники питания и др.
В радиопередатчиках частота задающего генератора, как правило. является несущей. В сложных конструкциях иногда используется принцип умножения частоты, т.е. частота несущей в несколько раз выше частоты задающего генератора. Передача информации осуществляется амплитудной или частотной модуляцией (AM, ЧМ) несущей. После соответствующего усиления промодулированные ВЧ-колебания (ВЧ-сигнал) поступают в передающую (излучающую радиоволны) антенну.
Влияние изменений параметров транзисторов (от температуры, времени, изменения напряжения питания и т.д.) на генерируемые частоты уменьшают, включая соответствующие резисторы в цепи коллекторов и эмиттеров этих транзисторов (вводят отрицательные обратные связи). Для повышения, стабильности частот автогенераторы часто питают через стабилизаторы напряжений.
Во всех схемах генераторов для нормальной и устойчивой их работы следует применять транзисторы с граничными частотами в по крайней мере в 2-3 раза выше рабочих частот данных генераторов.
Рис.1.1. Примеры схем задающих генераторов на биполярных транзисторах.
Для схемы на рис. 1.1,а:
R1=220-270, R2=47-100, Р3=2.4к-3.3к, R5=560-750;
С2=0.01, С3=0.01, С4=1000-0.1;
R1= 100-150, R2= 10-20, К3=8.2к-12к, R5=560-750;
C2=0.01, С3=0.01, С4=1000-0.1;
R1=3-30K, R2=3-30K (обычно R1=R2), Р3=240-1к;
С2=10-100. С3=1000-2200, С4=1000-0.01.
В генераторах могут быть использованы любые высокочастотные транзисторы, например, ГТ311,ГТ313, КТ315, КТ361, КТ3102, КТ3107 и многие др.
Отбор мощности от генераторов можно производить с помощью индуктивной или емкостной связи. Чтобы нагрузка возможно меньше влияла на генерируемую частоту, связь должна быть слабой.
Рис.1.2. Примеры схем задающих генераторов на полевых транзисторах с изолированными затворами.
(например, КП305). В последнем случае схемы отличаются простои структурой и высокими параметрами.
В данных схемах генераторов могут быть использованы, например, МОП-транзисторы 2П305, КП305 и др.
В усилителях низких частот (УНЧ) передатчиков и приемников могут быть использованы различные схемы усилителей как на транзисторах, так и на интегральных схемах (ИС).
Для схемы УНЧ на рис. 1.3.а оптимальный выбор номиналов резисторов зависит от выходного сопротивления предыдущего каскада, входного сопротивления последующего, типа и коэффициента усиления применяемого транзистора. В скобках даны значения резисторов при использовании микрофона, типовые значения элементов даны для напряжения на коллекторе 4-5 В при токе коллектора 1к = 1 мА.
К1=1к-100к (1к-5к). К2=300к-1.5м (500к), К3=2к-20к (5к):
Рис.1.3. Примеры схем предварительных УНЧ.
T1- КТЗ 15, КТЗ 102 и аналогичные, желательно с коэффициентами усиления не менее 100.
Схема на рис. 1.3.6 отличается большим усилением, большим входным сопротивлением и меньшим выходным сопротивлением по сравнению с предыдущей схемой. Применение интегральных схем позволяет не только повысить многие параметры усилителей, но и существенно упростить их настройку.
Для схемы, использующей ИС 122УС1Д, можно применять напряжение питания от 6 В до 12В. При ИС с другими буквенными индексами величина напряжения питания должна соответствовать паспортным данным.
С1=4.7мкф-20.0мкФ (4.7мкФ), С2=4.7мкф-20.0мкФ (4.7мкФ), СЗ=4.7мкф-20.0мкФ (4.7мкФ).
На рис.1.3.в,г представлены схемы с использованием операционных усилителей (ОУ).
Данные схемы обеспечивают еще большее усиление, большее входное сопротивление и меньшее выходное, большую амплитуду неискаженного выходного сигнала по сравнению с предыдущими схемами усилителей низких частот.
Схемы с использованием операционных усилителей могут иметь однополярное (и даже пониженное относительно рекомендованного паспортного значения) питание. В этом случае неинвертирующие входы подключаются к резисторным делителям с целью подачи на эти входы необходимого смещения, равного половине напряжения питания.
Выбор конкретных схем предварительных усилителей зависит от поставленных задач.
Существует еще один тип УНЧ. Эти варианты УНЧ используются достаточно часто, поэтому их целесообразно рассмотреть. Такими устройствами являются выходные усилители низкой частоты обладающие повышенной мощностью. Данные усилители являются оконечными каскадами в структуре многих устройств.
На рис. 1.4.а, б представлены схемы выходных каскадов усилителей низкой частоты с использованием специализированных интегральных
Рис. 1.4. Схемы выходных каскадов УНЧ на К174 УН4А (а) и на ОУ К548УН1А (б).
микросхем (ИС) серии 174 и соответствующих схем на операционных усилителях (ОУ).
К1=1к-10к (5к), К2=200-2к (1.8к), R3=1 Ом;
Номинал резистора R2 задает коэффициент усиления.
Основные параметры, особенности применения и последующей эксплуатации данной ИС приводятся в соответствующей технической литературе,
К1=1к-100к (47к), R2=200-10K (1к), К3=1к-100к, К4=100к-300к (240K);R5=1-100M;
Основные параметры, особенности применения и последующей эксплуатации данной ИС приводятся в соответствующей технической литературе.
Можно использовать другие типы операционных усилителей, например, серий 140, 153, 157 и др. Для варианта схемы УНЧ на основе данных ОУ, использующей однополярное питание, необходимо предусмотреть напряжение смещения на неинвертирующем входе ОУ, которое должно быть равно 1/2 напряжения питания.
Номиналы резисторов R2 и R3 задают коэффициент усиления:
При устранении возбуждения по высоким частотам на выходе усилителя, как и в^схеме на рис. 1.4.а, предусмотрена RC-цепочка (R5.C6), обычно 1 Ом и 0.1 мкФ. Для исключения возбуждения по цепи питания целесообразно зашунтировать конденсатор С6 керамической емкостью 0.1-1.0мкф.
Усилители высокой частоты (УВЧ) и электропитание предлагаемых ниже устройств будут рассмотрены в соответствующих разделах ниже.
Приемо-передающее устройство
Приемо-передающее устройство предназначено для переноса спектра модулированного сигнала промежуточной частоты в рабочий диапазон частот аппаратуры и для обратного преобразования. Обобщенная схема ППУ приведена на рисунке 8.7.
ППУ представляет собой герметичный блок, устанавливаемый на корзине антенны. В представленном виде структурная схема ППУ не требует особых пояснений.
Рисунок 8.7 – Обобщенная структурная схема ППУ
В состав ППУ входят следующие основные элементы:
— фильтры ПЧ 1200 и 1600 МГц;
— модули синтезаторов частот;
— опорный генератор ОГ;
— малошумящий приемный конвертер;
В данной схеме применяется двойное преобразование частоты как на приеме, так и на передаче, что позволяет выполнить ППУ с программно перестраиваемыми частотами и снизить требования для фильтров зеркального канала приема.
На внешней стороне блока ППУ установлены три разъема:
— Х1 (коаксиальное соединение) – вход//выход СВЧ;
— Х2 (переход герметичный N типа) – вход/выход ПЧ. Используется для подключения кабеля снижения, по которому происходит соединение с модемом;
— Х3 – разъем для подключения тестера ППУ. Является технологическим и используется во время пуско-наладочных работ и при юстировке антенны.
Кроме основной функции переноса спектра ППУ обеспечивает:
— измерение уровня выходной СВЧ мощности в дБм;
— измерение уровня принимаемого СВЧ сигнала в дБм;
— измерение уровня сигнала ПЧ, приходящего от модема в дБм;
— измерение показаний детекторов, в т.ч. температуры внутри блока;
— программную установку частот в пределах литеры;
— программную установку выходной мощности в пределах 20 дБ от номинальной;
— полную проверку работоспособности ППУ методом встроенного СВЧ шлейфа.
Приемное устройство (ПУ) используется для организации пространственно-разнесенного приема и по исполнению аналогично ППУ, за исключением того, что в нем не устанавливаются устройства передающего тракта: передающий конвертер, блок предыскажений, синтезатор передающего тракта, СВЧ дуплексер преобразуется в фильтр, на плату ПЧ не устанавливаются элементы передающего тракта. Функции телеметрии остаются без изменений.
Передача параметров модему и управление происходит по каналу телеметрии, функционирование которого идентично установленному на модеме.
Антенные устройства
Антенное устройство предназначено для работы в составе выносного оборудования. Антенные устройства выпускаются в вариантах, отличающихся
диапазоном частот и диаметром зеркала антенны. Технические характеристики
антенных устройств для диапазонов 7,25 – 7,55 и 7,9 – 8,4 ГГц приведены в таблице 8.2.
Таблица 8.2 – Технические характеристики антенных устройств
Примечание: КСВН АУ по волноводному фланцу не более 1,6.
Поляризация: линейная горизонтальная и /или вертикальная.
Устройство крепления антенны обеспечивает точную юстировку в пределах
±7 градусов по азимуту и ±7 градусов по углу места с последующей фиксацией в направлении связи на месте эксплуатации.
Размер посадочного места (диаметр трубостойки)
• АУ с диаметром зеркала 0,6 м (80…130 мм);
• АУ с диаметром зеркала 1,0 м (90…150 мм);
• АУ с диаметром зеркала 1,8 м (110…160 мм).
Масса, кг, антенного устройства:
• АУ с диаметром зеркала 0,6 м, не более 9;
• АУ с диаметром зеркала 1,0 м, не более 17;
• АУ с диаметром зеркала 1,0 м, не более 90
В состав АУ любого из частотных диапазонов входят:
• зеркало параболическое d=0,6/1,0/1,8 м;
• фидерное устройство – коаксиально-волноводный переход (КВП) с коаксиальным кабелем или поляризационный диплексер (ПД) с двумя коаксиальными кабелями;
• опорно-поворотное устройство (ОПУ);
Антенное устройство выполнено по двухзеркальной схеме со смещенной фокальной плоскостью, кольцевым фокусом диаметром 50 мм для зеркала 0,6 м, 200 мм для зеркала 1,0 м и 360 мм для зеркала 1,8 м.
Внешний вид АУ с диаметром зеркала 0,6 для РРС МИК-РЛ7…15С приведен на рисунке 8.15.
Рисунок 8.15 – АУ с диаметром 0,6 м для РРС МИК-РЛххС
зеркалу крепится облучатель (на рисунках не показан). Облучатель неразборный влагозащищенный, состоит из круглого волновода, рупора, пенопластовой вставки и контррефлектора. Точное положение облучателя по отношению к кольцевому фокусу зеркала устанавливается на предприятии-изготовителе дистанционными шайбами. Все соединения корзины с зеркалом и облучателем фиксируются контрящим составом на предприятии-изготовителе и в процессе эксплуатации разборке и обслуживанию не подлежат.
К облучателю, посредством резьбового соединения с уплотнением резиновой прокладкой крепятся коаксиально-волноводный переход (в конфигурации 1+0) или поляризационный диплексер (в конфигурации 1+1) с полужесткими коаксиальными кабелями, заканчивающимися разъемами для подключения к ППУ.
Антенные устройства, оснащённые КВП, обеспечивают прием и передачу СВЧ радиосигнала с линейной поляризацией – вертикальной или горизонтальной.
Антенные устройства, оснащённые ПД, обеспечивают одновременный прием и передачу двух СВЧ радиосигналов с ортогональными линейными поляризациями – вертикальной и горизонтальной. Поляризация излучения определяется расположением кабелей КВП или ПД: если кабель от ППУ входит в КВП или ПД вертикально, то поляризация СВЧ радиосигнала вертикальная, если горизонтально – горизонтальная.
Внешний вид АУ с диаметром 1,0 м приведен на рисунке 8.16.
Тестер ППУ
Устройство настройки и контроля параметров ППУ выносное, в дальнейшем «тестер», служит для контроля параметров приемопередающего устройства (ППУ) во время пусконаладочных и профилактических работ с аппаратурой РРС МИК – РЛ.
Тестер может подключаться к любому ППУ семейства радиорелейного оборудования МИК-РЛ не ранее 2000 года выпуска. Тестер автоматически определяет вид модуляции ППУ и соответствующим образом адаптирует своё программное обеспечение.
Тестер обеспечивает выполнение следующих функций:
• считывание и вывод на жидкокристаллический (ЖК) дисплей количественной информации о выбранном параметре ППУ;
• отключение цифровой связи (ЦС) между РРС и организацию полудуплексной технологической телефонной связи (ТТС) между ними. Прерывание цифровой связи происходит только по нажатию тангенты;
• управление шлейфами ППУ.
Внешний вид тестера показан на рисунке 8.17.
Рисунок 8.17 – Внешний вид тестера ППУ
На рисунке 8.17 обозначены:
1 – разъем для подключения к ППУ;
2 – кнопки навигации по меню;
В нижней части лицевой панели расположен микрофон.