Радиостанции дальней связи (стр. 1 из 2)
В данной курсовой работе рассматривается авиационное радиосвязное оборудование дальней связи. Оно предназначено для обеспечения двухсторонней радиосвязи между экипажем самолета и наземными пунктами управления, а также между разными воздушными судами.
В настоящее время самолетные радиостанции дальней связи выполняются одноканальными, т. е. используются для передачи только одного сообщения. Они обеспечивают оперативную, беспоисковую, бесподстроечную и двухстороннюю радиосвязь.
Данные радиотехнические устройства должны обладать малым энергопотреблением, высоким качеством работы, надежностью и малой стоимостью радиосистем передачи и приема информации.
В курсовой работе показаны и описаны структурные схемы комплекса связи, передатчика и приемника радиостанции дальней связи, а также описан принцип действия основных элементов радиостанции дальней связи.
КОМПЛЕКС СВЯЗИ
На рисунке 1 представлена структурная схема канала связи. Рассмотрим в отдельности каждый блок.
Рис. 1 Структурная схема комплекса связи
РСДС – радиостанция дальней связи;
РСБС – радиостанция ближней связи;
Д УВД – диспетчерская управления воздушным движением;
АРИ – аппаратура регистрации информации;
АВС – аппаратура внутренней связи;
АСР – аварийно-спасательная радиостанция.
РСДС предназначена для обмена информацией между абонентами (воздушных судов и диспетчерами служб управления воздушным движением), находящимися на расстояниях, превышающих дальность прямой видимости. Обычно РСДС рассчитываются на дальность более тысячи километров, однако при малых высотах полета воздушных судов понятию “дальняя связь” соответствует расстояние в несколько сотен километров.
Для РСДС выделены диапазоны гектометровых (ГКМВ) и декаметровых (ДКМВ) волн с диапазоном длин λ = 100 … 1000 и 10 … 100 метров соответственно. РСДС, как правило, работают в режиме амплитудной модуляции (обычной или однополосной) и служат для передачи речевых сигналов (телефонный режим). На большие расстояния и при высоком уровне естественных помех используют телеграфный режим. В этом случае достигаются лучшие характеристики канала радиосвязи, так как сужается требуемая полоса пропускания приемника, а сигналы передаются при максимальной мощности передатчика.
Все РСДС работают в симплексном режиме, т. е. обеспечивают двухстороннюю радиосвязь, при которой передача и прием на каждой радиостанции осуществляются поочередно.
РСБС обеспечивает обмен информацией между абонентами, находящимися в пределах прямой видимости (расстояние до тысячи метров), и работают в диапазонах метровых (МВ) и дециметровых (ДМВ) волн (длины волн λ = 1 … 10 и 0, 1 … 1 метра соответственно). В РСБС используются только телефонный режим и амплитудная модуляция.
Д УВД осуществляет контроль и управление, при чрезвычайных ситуациях, воздушным судном.
АРИ – “черный ящик” служит для регистрации всех переговоров между членами экипажа воздушного судна при использовании АВС, а также для записи переговоров между экипажем воздушного судна и диспетчерами служб управления воздушным движением.
АРИ имеют несколько степеней защиты, которые позволяют им оставаться целыми при аварии воздушного судна
АВС предназначена для ведения переговоров между членами экипажа воздушного судна, а также оповещения пассажиров и трансляции развлекательных программ внутри салона воздушного судна.
АВС работают в сантиметровом диапазоне с длиной волн λ = 0, 1 … 0, 01 метров в режиме амплитудной модуляции и служит для передачи только речевых сигналов (телефонный режим) так как внутри воздушного судна нет значительных естественных помех которые могли бы повлиять на радиоволны на таких малых расстояниях передачи сигналов.
АСР предназначена для передачи сигналов бедствия и связи, потерпевших аварию воздушных судов с наземными пунктами и со спасательными средствами. АСР работают в симплексном режиме. Данные радиостанции снабжены автономными источниками электропитания.
2 РАДИОСТАНЦИЯ ДАЛЬНЕЙ СВЯЗИ
На рисунке 2 показана структурная схема РСДС.
Рис. 2 Структурная схема радиостанции дальней связи
Мф – микрофон;
УНЧ – усилитель низкой частоты;
ПРД – передатчик РСДС;
ППП – переключатель прием/передача;
ПРМ – приемник РСДС;
А – антенна;
Кл – ключ;
Тел – телефон.
Звуковой сигнал поступает на Мф, затем с Мф попадает на вход УНЧ. В УНЧ радиосигнал низкой частоты усиливается и на выход УНЧ поступает радиосигнал высокой частоты и передается на ПРД. С выхода ПРД радиосигнал попадает в ППП. ППП переключает РСДС с режима передачи на режим приема и наоборот. В данном случае ППП переключает РСДС в режим передачи. Затем радиосигнал с выхода ППП попадает на А, которая передает его на наземную радиостанцию диспетчерской службы управления воздушным движением или на другое воздушное судно. В свою очередь радиосигнал с радиостанции диспетчерской службы управления воздушным движением или с другого воздушного судна передается на летательный аппарат (в данном случае самолет). А принимает этот радиосигнал и передает его на ППП, который переключает РСДС в режим приема. После этого сигнал поступает на ПРМ. В ПРМ этот сигнал преобразуется в форму позволяющую воспринять передаваемую информацию человеку и после этого радиосигнал поступает на Тел.
Особые трудности в РСДС связаны с созданием высокоэффективных передающих (приемных) антенн на воздушных судах, а также высокими требованиями к стабильности несущей частоты (особенно при однополосной модуляции) и к избирательности приемных устройств. Эти факторы проявляются в особенностях схем РСДС, требованиях и характеристиках применяемых антенн и в использовании генератора высоких частот в качестве единого источника всех частот передатчика и приемника.
Схема РСДС предусматривает использование одних и тех же элементов как в передающем, так и в приемном трактах. Применение трансиверной схемы приводит к снижению массовых и габаритных характеристик радиостанции ценой усложнения коммутационной схемы. Для достижения требуемой избирательности в приемнике применяют многократное преобразование частоты принятого сигнала и электромеханические фильтры сосредоточенной селекции с высоким коэффициентом прямоугольности амплитудно-частотных характеристик. Эти же фильтры сосредоточенной селекции используются для формирования излучаемого сигнала.
На рисунке 3 приведена структурная схема передатчика РСДС с однополосной модуляцией, в которой используется один из простейших способов формирования однополосного сигнала – способ последовательных преобразований с фильтрацией.
Рис. 3 Структурная схема передатчика РСДС
Мф – микрофон;
УНЧ – усилитель низкой частоты;
БМ1, БМ2 – балансный модулятор;
ПФ1, ПФ2 – полосовой фильтр;
УМ – усилитель мощности;
ГВЧ – генератор высокой частоты;
А1 – антенна;
Сигнал с Мф проходит через УНЧ и поступает на БМ1. При балансной модуляции образуется такой же сигнал, как и при амплитудной модуляции, но с подавленной частотой f1. Частота f1 поступает с ГВЧ. ПФ1 выделяет из спектра этого сигнала верхнюю боковую полосу частот. БМ2 и ПФ2 служат для формирования излучаемого однополосной модуляцией сигнала на частотах от fн + Fmin до fн + Fmax, где fн = f1+ f2. Полученный сигнал с однополосной модуляцией подается на УМ и излучается А1. На рисунке 4 показано преобразование спектров в передатчике РСДС.
Передатчик РСДС с однополосной модуляцией позволяет всю мощность передатчика (или большую ее долю) переносить на информационную часть спектра, что позволяет либо увеличить дальность связи при данной мощности передатчика, либо применить для обеспечения той же дальности действия, но менее мощным передатчиком.
Кроме повышения эффективности использования мощности передатчика, при однополосной модуляции в два раза увеличивается чувствительность приемника, так как в два раза сужается спектр сигнала, а следовательно, и полоса пропускания приемника. Оба эти фактора приводят к тому, что энергетический потенциал канала однополосной модуляции увеличивается в восемь раз и при одинаковой средней мощности передатчика дальность связи при однополосной модуляции увеличивается в 2, 8 раза.
Недостатком передатчика РСДС с однополосной модуляцией является сложность передающих устройств, связанная с подавлением несущих колебаний в передатчике, а также с допустимым уровнем внеполосных излучений, которые создаются при недостаточном подавлении в передатчике спектральных составляющих (несущая частота, вторая боковая полоса и т. п.).
Далее на рисунке 5 показаны временные диаграммы преобразования сигналов в передатчике РСДС.
Рис. 5 Временные диаграммы преобразования радиосигнала в передатчике РСДС
Рис. 6 Преобразование спектров в передатчике РСДС