Курс лекций по дисциплине “Методы и устройства формирования радиосигналов” (Лекции 1-34. Назначение дисциплины. Радиосигнал и его характеристики. Основные этапы развития радиотехники. Паразитные излучения в формирователях. Электромагнитная совместимость в формирователях)

Курс лекций по дисциплине “Методы и устройства

формирования радиосигналов”

ЛЕКЦИЯ 1. Введение.

Назначение дисциплины. Связь курса “Методы и устройства формирования радиосигналов” с другими дисциплинами. Радиосигнал и его характеристики. Основные этапы развития радиотехники. Область применения формирователей радиосигналов. Основные блоки и каскады формирователей. Структурные схемы формирователей. Их классификация. Основные показатели формирователей. Документы, регламентирующие разработку и эксплуатацию радиопередающих устройств.

Курс “Методы и устройства формирования радиосигналов” является одной из основополагающих дисциплин специальности “Радиоэлектронная защита информации” и он тесно связан с предметом, изучающим радиопередающие устройства, так как именно в этом предмете рассматриваются вопросы создания и формирования сигналов. Однако, следует отметить, что радиопередающие устройства являются составной частью всех существующих классов радиотехнических систем: передачи информации, извлечения информации, радиоуправление и радиопротиводействия. В настоящее время нет необходимости изучать все типы передатчиков. Интерес представляют только те методы и средства формирования сигналов, которые связаны с передачей информации. А поскольку первичным рабочим инструментом в информатике является компьютер, то в настоящем курсе методы  и устройства радиопередачи цифровых сигналов должны занимать надлежащее место.

Профессиональный статус будущего радиоинженера в значительной мере зависит от уровня их знаний в области передающих устройств. Чтобы успешно овладеть курсом радиопередатчиков, необходимо иметь основательную подготовку по таким учебным дисциплинам как «Радиотехнические цепи и сигналы», «Сверхвысокочастотные и квантовые приборы», «Радиоматериалы и радиодетали», «Компьютерное проектирование РЭС». Сегодня беспроводные технологии, в которых важная роль принадлежит передатчикам, претерпевают коренное обновление.

Развитие спутниковых, сотовых, оптико-волоконных систем радиосвязи, радиовещания и телевидения; внедрение цифровых методов обработки сигналов, микропроцессорной техники и современной элементной базы; создание телематических служб; беспрецедентный количественный рост передатчиков – все это требует подготовки и переподготовки значительного числа радиоспециалистов для разработки, производства, обслуживания и ремонта передающей техники и, в очередной раз, подчеркивает значение излагаемого предмета.

Задача радиопередатчика – сформировать радиосигнал в соответствии с требованиями, установленными при разработке системы, и подвести его к антенне или линии связи. Радиосигнал – это колебание радиочастоты, один или несколько параметров которого изменяются  (модулируются) в соответствии с передаваемым сообщением (информацией).

Аналитически радиосигнал в общем виде описывается следующим образом:

                                             (1)

 – амплитуда радиосигнала, изменяющаяся во времени t;

 – линейная частота радиосигнала;

 – фаза радиосигнала, изменяющаяся во времени.

Спектр радиосигнала характеризуют: частота несущей , допустимая нестабильность частоты несущей, занимаемая полоса частот, ширина внеполосных излучений.

Полоса частот – это интервал между  нижней и  верхней частотами, в котором сосредоточено 99 % мощности сигнала.

Радиоизлучение в полосах, примыкающих к занимаемой, называются внеполосными. Они создают помехи другим радиосредствам и ухудшают электромагнитную совместимость РЭС. Точность, с которой фиксируется положение спектра радиосигнала на оси частот, определяется нестабильностью несущей . Требования к нестабильности несущей обычно жесткие и зависят от назначения и мощности передатчика и его частоты несущей.

В зависимости от того, какой из параметров радиочастотного колебания (1) изменяется, различают амплитудную, частотную, фазовую модуляции. Широкое распространение получили дискретные виды модуляции. Основное требование к радиосигналу связано с выбором способа модуляции – это получение заданной точности воспроизведения закона модуляции на приемной стороне канала связи. В радиопередатчике точность воспроизведения определяется качеством сигнала, которое характеризуется искажениями: частотными, фазовыми, нелинейными. 

Чтобы лучше понять настоящее и будущее развитие устройств, связанных с передачей радиосигналов, необходимо хотя бы кратко вспомнить их прошлое.

Идеи беспроводной электрической связи возникли вскоре после работ Гальвани и Фарадея, получив убедительное подтверждение  в экспериментах их  последователей, и, в особенности, в теории Максвелла.