Радиопередающие устройства.

Общие сведения

Радиопередающие устройства предназначены для формирования колебаний несущей частоты, модуляции их по закону передаваемого сообщения и излучения полученного радиосигнала в пространство или передачи его по физическим линиям связи.

Структурно радиопередающие устройства состоят из передающей антенны и собственно радиопередатчика (проще, передатчика). Сформированные в передатчике информационные радиосигналы поступают в антенну и излучаются ею в свободное пространство в виде электромагнитных волн.

Передатчики классифицируют по назначению, диапазону рабочих волн (частот), излучаемой мощности, виду модуляции сигналов и условиям эксплуатации.

П о н а з н а ч е н и ю передатчики бывают вещательными (радиовещательные, телевизионные), связными, радиолокационными, навигационными, телеметрическими и другими.

П о д и а п а з о н у р а б о ч и х в о л н современные передатчики делятся в соответствии с классификационной таблицей диапазонов радиоволн и частот.

Радиовещание осуществляется в России в диапазонах километровых, гектометровых, декаметровых, метровых, и дециметровых волн. В первых трех диапазонах традиционно используется амплитудная модуляция с шагом сетки рабочих частот порядка 10 кГц, а на двух последних – широкополосная частотная модуляция с шагом сетки рабочих частот 250 кГц. Телевизионное вещание ведется в диапазонах метровых, дециметровых и сантиметровых волн, при этом в звуковом канале используется частотная модуляция, а в канале изображения – амплитудная модуляция с одной боковой полосой частот.

Конструкция, габариты и масса передатчиков в основном определяются средней излучаемой мощностью. Стабильность и устойчивость работы передатчика, оцениваются по его способности сохранять свои электрические характеристики в допустимых пределах при воздействии окружающей среды (температуры, влажности, атмосферного давления, механических нагрузок, климатических и специальных воздействий) и изменении параметров источника питания.

П о с р е д н е й и з л у ч а е м о й м о щ н о с т и передаваемых радиосигналов различают передатчики очень малой (менее 3 Вт), малой (3...100 Вт), средней (0,1...10 кВт), большой (10...100 кВт) и сверхбольшой (более 100 кВт) мощности.

П о в и д у м о д у л я ц и и с и г н а л а радиопередатчики (и радиоприемники) делятся на устройства с амплитудной, амплитудной балансной и однополосной, частотной, фазовой, импульсной, импульсно-кодовой и другими видами модуляции.

П о у с л о в и я м э к с п л у а т а ц и и различают стационарные, бортовые (космические, корабельные, самолетные, автомобильные) и переносные (портативные) передатчики.

К основным параметрам передатчиков относятся коэффициент полезного действия (КПД), нестабильность частоты несущего колебания, коэффициенты нелинейных и линейных искажений передаваемого сигнала и уровни внеполосного излучения.

Коэффициент полезного действия передатчика определяется следующей формулой:

η = Р_А/ Р₀,

где Р_А – средняя мощность, отдаваемая в антенну; Р₀ – мощность, потребляемая устройством от всех источников питания.

КПД современных передатчиков достигает 30...40%, причем этот параметр повышается с увеличением излучаемой мощности.

Нестабильность частоты – важнейший показатель, без учета которого не может быть обеспечена надежная работа любого радиоканала. В настоящее время нестабильность частоты центральных государственных передатчиков близка к достигнутой нестабильности государственных эталонов (10^-8...10^-9 водородных, цезиевых).

Наличие в передатчике нелинейных и параметрических цепей обусловливает появление нелинейных искажений передаваемых радиосигналов. Возникающие при этом высшие гармоники радиосигнала излучаются передающей антенной в пространство и попадают в рабочий частотный диапазон других радиотехнических систем и создают им помехи в работе. Кроме нелинейных искажений, в передатчике возникают и линейные (частотные) искажения, связанные с прохождением радиосигналов через частотно-избирательные цепи с неидеальными АЧХ и нестрого линейными ФЧХ. Линейные искажения влияют на качество передачи только в своем канале.