Радиосвязь и радиовещание

1. увеличивают мощность передатчика ЗС до 5... 10 кВт;
2. усложняют приемопередающие антенны ЗС;
3. используют малошумящие усилители (смесители на входе приемников);
4. повышают эффективность приема с ЧМ за счет увеличения девиации частоты.

     В зависимости от типа ЗС и назначения системы спутниковой связи различают следующие службы радиосвязи:

• фиксированная спутниковая служба (ФСС) - служба радиосвязи между ЗС, расположенными в определенных фиксированных пунктах при использовании одного или нескольких спутников;
• подвижная спутниковая служба - между подвижными ЗС с участием одного или нескольких ИСЗ;
• радиовещательная спутниковая служба (РВСС) - служба радиосвязи, в которой сигналы спутниковых ретрансляторов предназначены для непосредственного приема населением. При этом непосредственным считается как индивидуальный, так и коллективный прием на сравнительно простые и недорогие установки с абонентским качеством. В нашей стране к ФСС относятся системы «Орбита 2», «Экран», «Москва»; РВСС только создается.

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

     2. Сантиметровыми волны. Сантиметровыми волнами называют СВЧ радиоизлучение, длина волны которого лежит примерно в пределах от 1 до 10 см, или, соответственно, частота от 30 до 1 ГГц. На РРЛ сравнительно широко применяются так называемые рефлекторные параболические антенны. Такая антенна состоит из отражающего зеркала и расположенного в его фокусе облучателя

     Зеркало представляет собой металлическую  поверхность, изготовленную из алюминиевых листов. Наиболее часто встречаются зеркала типа параболоида вращения. Облучатель такой антенны обычно представляет собой слабо направленную вибраторную антенну, либо открытый конец волновода, оканчивающийся рупором небольшого размера.

     Действие  параболического зеркала заключается  в том, что электромагнитная волна, излучаемая облучателем, находящимся  в фокусе зеркала, достигнув поверхности  зеркала, отражается от него и направляется обратно к выходу зеркала уже  в виде плоской волны. Отраженная плоская волна на сравнительно большом расстоянии от зеркала принимает характер сферической волны, при этом имеет гораздо большую направленность, чем первоначальное излучение, созданное облучателем.

     Боковые лепестки в диаграмме направленности параболической антенны относительно велики. По экспериментальным данным у параболических антенн с коэффициентом усиления более 30 дБ интенсивность излучения в направлении противоположном максимальному на 40 ÷ 50 дБ меньше, тогда как у рупорнолинзовых и рупорно-параболических антенн это побочное излучение значительно меньше.

     Большая интенсивность боковых лепестков  приводит к заметному взаимному  влиянию рядом стоящих антенн.

     Низкий  коэффициент защитного действия не позволяет использовать эти антенны  при двухчастотном распределении частот.

     Вторым  недостатком этих антенн является наличие  так называемого теневого эффекта. Суть этого эффекта в том, что  облучатель параболической антенны  находится на пути распространения  плоской волны, отраженной от зеркала. При этом часть этой отраженной энергии облучатель поглощает, действуя как приемная антенна с определенной эффективной площадью. Часть же энергии от облучателя и крепящих облучатель деталей отращжается обратно, вызывая нарушения амплитудных и фазовых соотношений поля в раскрыве зеркала, что равносильно рассогласованию антенны с фидером.

     Рассогласование, вносимое отраженной от зеркала плоской  волной, можно устранить путем  применения соответствующих элементов  согласования в питающем облучатель фидере. Однако оказывается, что такое согласование можно обеспечить только в пределах сравнительно узкой полосы частот. Это объясняется тем, что фаза поля на пути от облучателя до зеркала и обратно зависит от частоты сигнала.

     Улучшить  согласование можно путем выноса облучателя из поля действия волн, отраженного от зеркала на облучатель.

     Следующим недостатком параболических антенн является то, что облучатели находятся  под воздействием атмосферных осадков. Так, покрытие защитного диэлектрического кожуха облучателя каплями дождя, снега или льдом создает препятствия на пути распространения электромагнитной энергии, что приводит к дополнительным отражениям.

     Перечисленные недостатки, несмотря на простоту изготовления и малый вес, не позволяют использовать параболические антенны для широкополосных многоствольных систем РРЛ связи. Обычно эти антенны применяются на линиях небольшой и средней емкости, работающих на дециметровых и сантиметровых волнах.

     Перископическая антенная система. Применение этой системы устраняет необходимость использования длинных фидерных линий для передачи энергии к антенне. Такая антенная система состоит из остронаправленной антенны (нижнее зеркало), размещенной у поверхности земли, и зеркала – переизлучателя, установленного на вершине башни. Это зеркало (обычно плоское) поворачивает главный максимум диаграммы направленности антенны в нужном (горизонтальном) направлении. Нижняя остронаправленная антенна может быть любого типа. Чаще всего применяется антенна с зеркалами в виде параболоида или эллипсоида вращения.

     Коэффициент защитного действия перископической системы антенн составляет 54 ÷ 55 дБ, что не позволяет использовать эти антенны при двухчастотном плане. Кроме того, эта система сильно подвержена влиянию от осадков и механической деформации. 
 

 

     3. Общие принципы проводного вещания.

     Проводным вещанием называется система, состоящая  из комплекса аппаратуры и сооружений, с помощью которых сигналы  звукового вещания распределяются по проводным сетям  и поступает  к слушателям. Этим проводное вещание  отличается от радиовещания, при котором сигналы поступают на вход индивидуальных приемных устройств в виде свободно распространяющихся электромагнитных волн. Основным структурным элементом системы проводного вещания является узел проводного вещания, или радиотрансляционный узел. Узел проводного вещания содержит комплекс оборудования для приема, преобразования, усиления и передачи по проводам программ звукового вещания.

     Оборудование  узла состоит из станционного оборудования, линейных сооружений и абонентских  устройств.

     Станционное оборудование обеспечивает получение мощности, необходимой для нормальной работы всех абонентских устройств. Основными элементами станционного оборудования узлов однопрограммного вещания являются усилители звуковой частоты, а узлов трехпрограммного вещания (ТПВ) - еще и передатчики. Кроме того, к станционному оборудованию относится аппаратура регулирования передаваемых сигналов, контроля, управления, коммутации и электропитания.

     Совокупность  линейных сооружений образует сеть проводного вещания, ипи радиотрансляционную сеть (РТС). Она состоит из системы двухпроводных линий и вспомогательных устройств, с помощью которых энергия сигналов звукового вещания передается от усилителей и передатчиков к абонентским устройствам.

     Абонентскими  устройствами (АУ) являются абонентские громкоговорители для однопрограммных сетей и так называемые трехпро-граммные громкоговорители для сетей ТПВ. Трехпрограммный громкоговоритель является комбинацией абонентского громкоговорителя с приемником высокочастотных сигналов второй и третьей программ.

     Система проводного вещания обладает рядом  преимуществ по сравнению с системой радиовещания.

     1. Экономические показатели проводного вещания выше, чем радиовещания. Передача энергии сигналов с помощью направляющих систем - линий проводного вещания - уменьшает потери энергии. Расход материала на изготовление абонентского устройства проводного вещания во много раз меньше расхода материалов на изготовление радиовещательного приемника. Удельные капитальные затраты на строительство УПВ, т.е. затраты, отнесенные к одному АУ, меньше удельных капитальных затрат на строительство передающих радиовещательных центров, а удельный расход электроэнергии в десятки раз меньше аналогичного показателя для индивидуального радиовещательного приемника, так как КПД оконечных усилителей проводного вещания много больше КПД радиовещательных передатчиков.

     2. Пользование абонентским устройством  проводного вещания представляет ряд преимуществ его владельцу. Абонентское устройство проводного вещания проще в обращении, надежнее и значительно дешевле радиовещательного приемника. Расходы абонента проводного вещания на электропитание абонентского устройства ничтожны или вовсе отсутствуют.

     3. Качество воспроизведения вещательной  программы абонентским устройством  проводного вещания выше, чем  качество воспроизведения массовым  радиовещательным приемником.

     4. Количество вещательных программ, передаваемых в пределах заданной  территории, ограничено ввиду недостатка радиоканалов. Использование систем проводного вещания позволяет сравнительно просто увеличить число программ.

     5. С помощью системы проводного  вещания легко организовать местное  вещание в пределах одного  населенного пункта.

     6. Система проводного вещания является  хорошим средством оповещения  населения о стихийных бедствиях,  так как она всегда готова  к действию.

     Преимущества  проводного вещания привели к  тому, что вопреки прогнозам о  неизбежном сокращении проводного вещания по мере развития радиовещания и телевидения оно продолжает успешно развиваться.

     Число абонентских установок приближается к 125 млн, трехпрограммное проводное вещание внедрено более чем в 1400 населенных пунктах. В зависимости от построения РТС могут быть одно-, двух- и трех-звенными рисунок 3.1.

     

     а

б

     

     в

     Рисунок. 3.1. Схемы однозвенной (а), двухзвенной (б) и трехзвенной (в) сетей проводного вещания

     Однозвенные сети применяются в маломощных РТУ. Сигналы звукового вещания поступают с выхода усилителя станции (УС) на вход абонентских громкоговорителей по абонентским линиям (АЛ). Номинальное напряжение в АЛ принято равным 30 В. К одной АЛ можно подключить несколько десятков абонентских устройств, поэтому однозвенные сети применяют в небольших населенных пунктах.

     Для расширения территории, обслуживаемой  РТС, применяют двухзвенные сети. В таких сетях энергия сигналов вещания передается с помощью  повышенного напряжения (обычно 240 В) по распределительным фидерным линиям (РФ). В местах расположения абонентов устанавливаются понижающие абонентские трансформаторы (AT), с помощью которых осуществляется питание АУ через АЛ. Распределительные фидерные линии называют вторым, а абонентские линии - первым звеном распределения.

     При большой нагрузке (более 10 тью. абонентских  устройств) двух-звенная сеть не может  обеспечить распределение сигналов с достаточно малыми потерями. В  этих случаях создают трехзвенные  сети. Территория, обслуживаемая такой  сетью, разбивается на зоны, в каждой из которых строят автономные двухзвенные сети. Питание этих сетей осуществляется по высоковольтным (обычно 960 В) магистральным фидерным линиям (МФ) через понижающие трансформаторные подстанции (ТП). Сеть МФ считают третьим звеном распределения.

     Все городские узлы проводного вещания  можно разделить на две группы: с централизованным и децентрализованным питанием сетей. При централизованном питании все мощные усилители сети установлены в одном месте - на станции. Здесь упрощается задача резервирования и обслуживания станционного оборудования, обеспечение его гарантийным энергоснабжением, но из-за сложности РТС такая система не способна обеспечить высокую надежность работы. При нагрузке более 50-100 тыс. абонентских устройств централизованные сети неприменимы.