к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Радиопередающие устройства

Радиопередающие устройства - устройства для формирования радиосигналов, предназначенных для передачи информации на расстояние с помощью радиоволн.

Р. у. формируют радиосигналы с заданными характеристиками, необходимыми для работы конкретных ра-диотехн. систем, и излучают их в пространство. В любых Р. у. осуществляются следующие осн. физ. процессы: генерация эл--магн. колебаний в заданном участке радиодиапазона; управление параметрами этих колебаний (амплитудой, частотой, фазой, поляризацией и т. д.) по закону передаваемой информации (амплитудная, частотная и др. виды модуляции; см. Модулированные колебания); излучение радиосигналов в пространство при помощи антенны, связанной с генератором электромагнитных колебаний либо непосредственно, либо через линию связи. Помимо создания радиосигналов, предназначенных специально для передачи информации, Р. у. применяются в системах радионавигации, ди-станц. зондирования земной поверхности и др. целей.

Структурные схемы Р. у. различны в зависимости от требований к характеристикам формируемых в них радиосигналов. Типовые Р. у. для радиовещания с амплитудной (AM) или частотной (ЧМ) модуляцией строятся обычно по многокаскадной схеме (рис. 1, а, б).

4023-47.jpg

Рис. 1. Типовые структурные схемы радиопередающих устройств с амплитудной (а) и частотной (б) модуляцией: 1 - задающий генератор, стабилизированный кварцем (возбудитель); 2 - частотно-модулируемый возбудитель; 3 - буферный усилитель; 4 - каскады умножения частоты; 5 - модулируемый каскад; 6 - предоконечный усилитель; 7 - выходной усилитель мощности; 8 - модулятор; 9 - система автоподстройки центральной частоты; 10 - антенна.

Генерирование высокостабильных первичных колебаний осуществляется в спец. устройствах - возбудителях Р. у. Иногда (напр., при ЧМ) формирование радиосигналов производится сразу путём модуляции первичных колебаний. В качестве простых возбудителей используются автогенераторы на транзисторах, лавинно-пролётных диодах и т. д. Поскольку частота автоколебаний, близкая к собств. частоте колебательной системы, зависит от режима работы активного элемента, принимаются жёсткие меры по защите всех элементов автогенератора от влияния дестабилизирующих факторов. Мин. достижимый уровень нестабильности частоты автогенератора ограничен шумами, т. е. естеств. флуктуациями фазы и амплитуды автоколебаний (см. Стабилизация частоты). В совр. Р. у. с быстрой электронной перестройкой в широком диапазоне рабочих частот в качестве возбудителей колебаний используются синтезаторы частот - устройства, генерирующие множество высокостабильных колебаний на дискретных частотах, синтезируемых из колебаний одного прецизионного кварцевого генератора или квантового стандарта частоты. Схемы синтезаторов строятся с использованием систем автоподстройки частоты и фазовой синхронизации колебаний.

Для ослабления влияния последующих каскадов на режим работы возбудителей колебаний в схемы Р. у. включаются т. н. буферные усилители, потребляющие мин. мощность сигнала от автогенератора. Часто в тех же целях прибегают к умножению частоты задающего генератора, что одноврем. повышает устойчивость работы Р. у. в целом. В качестве нелинейных элементов в каскадах умножения частоты используют ВЧ-тран-зисторы, пролётные клистроны и др. активные приборы. В диапазоне СВЧ находят применение полупроводниковые диоды (варикапы).

Выходные усилители мощности Р. у., связанные с антенной непосредственно или через линию связи, обеспечивают заданную излучаемую мощность. Эти усилители строятся по схеме генератора с внеш. возбуждением, и в качестве активных элементов в них используются мощные транзисторы или металлокерамич. электронные лампы (часто с принудит. охлаждением электродов). В диапазоне СВЧ применяются пролётные клистроны и усилительные приборы с распределённым взаимодействием - лампы бегущей волны и лампы обратной волны.

Управление параметрами колебаний в соответствии с передаваемой информацией S(t)производится с помощью модуляторов. AM в маломощных вещательных Р. у. осуществляется, напр., изменением по закону S(t)управляющего напряжения на активном элементе; затем происходит усиление модулиров. колебаний. В радиолокации, радиорелейных линиях связи и мн. др. системах широко применяют разновидность AM - импульсную модуляцию (ИМ). При ИМ высокочастотные колебания на выходе Р. у. вырабатываются лишь в течение коротких интервалов времени (импульсов), разделённых большими или меньшими паузами. В мощных импульсных модуляторах используется метод накопления электрич. (или магн.) энергии в ёмкостных (или индуктивных) накопителях. Накопление энергии происходит во время паузы с последующим разрядом накопителя на генератор через электронный или газоразрядный коммутатор.

Угл. модуляция (частотная, ЧМ, или фазовая, ФМ) повышает помехоустойчивость системы связи. Для осуществления ЧМ т. н. прямым методом осуществляется электронная перестройка частоты колебаний задающего автогенератора по закону S(t)(рис. 1, б). При этом для стабилизации несущей частоты используется система автоподстройки, к-рая корректирует медленные уходы частоты автогенератора, вызванные дестабилизирующими факторами. При косвенном методе ФМ применяются высокостабильные задающие кварцевые автогенераторы и производится фазовая модуляция их колебаний. При этом сохраняется высокая стабильность центральной частоты, однако полезная девиация частоты ЧМ колебаний на низких модулирующих частотах мала.

Для передачи информации в виде ЧМ, а не в виде ФМ модулирующее напряжение, пропорциональное S(t), подаётся на модулятор фазы не непосредственно, а через интегратор.

В СВЧ- и ВЧ-диапазонах, а также в оптич. диапазоне реализация Р. у. по многокаскадной схеме затруднена и Р. у. часто выполняются по однокаскадной схеме с мощным автогенератором, совмещающим функции возбудителя, модулятора и выходного каскада.

Для существенного повышения мощности Р. у. прибегают к сложению мощностей неск. активных элементов, соединяя их параллельно или последовательно с нагрузкой. В сверхмощных Р. у. мощную ступень выполняют по системе блоков - отд. выходных каскадов, общей нагрузкой к-рых является промежуточный контур, связанный с антенной. Недостатки подобных соединений активных элементов обусловлены взаимной связью их через нагрузку и источник возбуждения. Мостовое включение активных элементов существенно ослабляет взаимную связь между ними. Мост-делитель, выполненный из реактивных элементов, распределяет входную мощность поровну между активными элементами, а мост-сумматор складывает их мощность в общей нагрузке.

Эфф. сложение мощности мн. генераторов для формирования сигналов в заданной области пространства реализуется с помощью фазированных антенных решёток (ФАР), содержащих большое число (до неск. тыс.) излучающих элементов и каналов для их возбуждения (рис. 2). Форму и положение узкого лепестка диаграммы направленности в Р. у. с ФАР можно быстро и точно изменять с помощью электронно управляемых фазовращателей, линий задержки н коммутаторов.

4023-48.jpg

Рис. 2. Структурная схема радиопередающего устройства с фазированной антенной решёткой: 1 - возбудитель сигнала; 2 - каналы управления задержкой; 3 - усилители мощности.


В Р. у. оптич. и частично СВЧ-диапазонов используются квантовые генераторы и усилители (см. Лазер ).Для модуляции интенсивности оптич. излучения (когерентного или некогерентного) разработаны простые электронно-оптич. модуляторы. Нестабильность частоты колебаний квантовых генераторов за счёт слабости взаимодействия микрочастиц чрезвычайно мала (порядка 10-10-10-13). В качестве канала связи в оптич. диапазоне широко применяются волоконно-оптич. кабели из спец. стекловолокна или др. диэлектрика с чрезвычайно широкой полосой пропускания частот (до 10 ГГц/км) и слабым затуханием энергии света (5 дБ/км и менее).

Классификация Р. у. возможна по разным признакам: по назначению, диапазону рабочих частот, мощности. Различают Р. у. радио- и телевизионного вещания, профессиональной и космич. радиосвязи, навигационные, телеметрические, радиолокационные, Р. у. радиоуправления и т. д. Совр. Р. у. охватывают спектр эл--магн. колебаний от очень низких (3-30 КГц) до крайне высоких (30-300 ГГц) частот. По мощности выделяют Р. у. очень малой (Р4023-49.jpg3 Вт), малой (3-100 Вт) и средней (0,1-10 кВт) мощности, а также мощные (до 1000 кВт) и сверхмощные (св. 1000 кВт).

По виду модуляции различают Р. у., работающие в непрерывном режиме с амплитудной, частотной, фазовой модуляцией или их сочетаниями, и импульсные Р. у. с разл. видами модуляции параметров радиоимпульсов - амплитудно-импульсной, широтно-им-пульсной, кодоимпульсной и др. Частный случай импульсной модуляции - манипуляция используется при передаче телеграфных знаков. В условиях воздействия мощных помех применяют шумоподобные сигналы.

По типу активных элементов, используемых для формирования радиосигналов в разл. диапазонах рабочих частот и мощностей, различают Р. у. транзисторные, ламповые, клистронные, магнетронные, на лампах бегущей волны или обратной волны, лазерные и т. д.

Техн. характеристики Р. у. определяются требованиями к радиосистеме, в составе к-рой они работают. Важнейшей характеристикой является точность фиксации положения спектра частот радиосигнала, определяемая нестабильностью несущей частоты.

Нормы на стабильность частоты Р. у. жёстки и зависят от диапазона частот, назначения и мощности Р.у. Напр., в диапазоне 4,0-29,7 МГц для стационарных вещательных и связных Р. у. допускается Df/f 4023-50.jpg5·10-7 при мощности P < 500 Вт и Df/f4023-51.jpg1,5·10-7 при P > 500 Вт. В др. системах требования к стабильности частоты Р. у. могут быть ещё выше.

Наряду с осн. рабочими колебаниями на выходе Р. у. возникают нежелат. побочные колебания, спектр к-рых находится за пределами полосы сигнала. Нормы на побочные излучения определяются условиями эл--магн. совместимости радиотехн. средств. Требования к допустимому их уровню зависят от назначения и мощности Р. у., повышаясь с ростом мощности. По существующим требованиям Рпоб/Pосн < -40дБ при Pосн< 0,5 Вт, Рпобосн < -60 дБ при 10 Вт < Росн <1 кВт и Рпобосн < -90 дБ при Росн > 1000 кВт для Р. у. в диапазоне 30-235 Мгц. Абс. уровень мощности любого побочного излучения Р. у. не должен превышать 25·10-6-1·10-3 Вт в зависимости от диапазона частот, мощности и назначения Р. у.

Важной характеристикой Р. у. является величина кпд h - отношение Росн к полной мощности, потребляемой Р. у. от источника питания. Так, для вещательных Р. у. в режиме отсутствия модуляции h = 60%, в Р. у. межконтинентальной связи на длинных волнах при очень большой мощности (500-2000 кВт) в телеграфном режиме достигается h = (50-60)%.

Осн. направления развития Р. у. имеют след. тенденции: дальнейшее освоение новых диапазонов частот и достижение больших мощностей Р. у. с помощью более совершенных активных элементов и новых способов генерирования эл--магн. колебаний; разработка принципов объединения Р. у. с излучающей системой в единое целое; развитие технологии и методов интегрального исполнения узлов и Р. у. в целом; применение в Р. у. для формирования радиосигналов и управления режимами работы элементов цифровой техники и микропроцессоров.

Литература по радиопередающим устройствам

  1. Евтянов С. И., Радиопередающие устройства, М., 1950;
  2. Проектирование радиопередающих устройств, под ред. В. В. Шахгильдяна, М., 1976;
  3. Проектирование радиопередающих устройств СВЧ, под ред. Г. М. Уткина, М., 1979;
  4. Радиопередающие устройства, под ред. М. В. Благовещенского, Г. М. Уткина, М., 1982.

М. В. Капранов.

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, что cогласно релятивистской мифологии "гравитационное линзирование - это физическое явление, связанное с отклонением лучей света в поле тяжести. Гравитационные линзы обясняют образование кратных изображений одного и того же астрономического объекта (квазаров, галактик), когда на луч зрения от источника к наблюдателю попадает другая галактика или скопление галактик (собственно линза). В некоторых изображениях происходит усиление яркости оригинального источника." (Релятивисты приводят примеры искажения изображений галактик в качестве подтверждения ОТО - воздействия гравитации на свет)
При этом они забывают, что поле действия эффекта ОТО - это малые углы вблизи поверхности звезд, где на самом деле этот эффект не наблюдается (затменные двойные). Разница в шкалах явлений реального искажения изображений галактик и мифического отклонения вблизи звезд - 1011 раз. Приведу аналогию. Можно говорить о воздействии поверхностного натяжения на форму капель, но нельзя серьезно говорить о силе поверхностного натяжения, как о причине океанских приливов.
Эфирная физика находит ответ на наблюдаемое явление искажения изображений галактик. Это результат нагрева эфира вблизи галактик, изменения его плотности и, следовательно, изменения скорости света на галактических расстояниях вследствие преломления света в эфире различной плотности. Подтверждением термической природы искажения изображений галактик является прямая связь этого искажения с радиоизлучением пространства, то есть эфира в этом месте, смещение спектра CMB (космическое микроволновое излучение) в данном направлении в высокочастотную область. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 17.09.2019 - 05:51: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ФАЛЬСИФИКАЦИЯ ИСТОРИИ - Карим_Хайдаров.
17.09.2019 - 05:41: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Тиртхи - Карим_Хайдаров.
16.09.2019 - 18:21: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> ПРОБЛЕМА КРИМИНАЛИЗАЦИИ ЭКОНОМИКИ - Карим_Хайдаров.
16.09.2019 - 03:11: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
14.09.2019 - 18:23: ПЕРСОНАЛИИ - Personalias -> WHO IS WHO - КТО ЕСТЬ КТО - Карим_Хайдаров.
13.09.2019 - 09:08: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
12.09.2019 - 17:47: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
12.09.2019 - 16:47: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
08.09.2019 - 03:42: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
07.09.2019 - 07:36: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Декларация Академической Свободы - Карим_Хайдаров.
07.09.2019 - 03:18: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Проблема ГМО - Карим_Хайдаров.
05.09.2019 - 13:33: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution