основи на радио връзката

ОСНОВИ НА ОСНОВИ НА РАДИОСВРЪЗКАТАРАДИОСВРЪЗКАТА

22

11. Общи понятия.. Общи понятия.

РадиосвръзкатаРадиосвръзката представлява предаване на представлява предаване на съобщения с помощта на радиовълни.съобщения с помощта на радиовълни.

Радиовълните са електромагнитни колебания, Радиовълните са електромагнитни колебания, разпространявани в пространството с крайна скорост разпространявани в пространството с крайна скорост (300 000 km/s) и честота до 3.10(300 000 km/s) и честота до 3.10^̂12 Hz (дължина на 12 Hz (дължина на вълната по-голяма от 100 вълната по-голяма от 100 m).m).

П-л П-к

М

Ант Ант

ВГ

П-л П-к

пункт А пункт Б

Фиг. 1 Обща схема на радиосвръзка

33


РадиопредавателятРадиопредавателят е устройство, е устройство, предназначено за получаване на модулирани предназначено за получаване на модулирани електрически колебания в диапазона на електрически колебания в диапазона на радиочестотите с цел последващото им радиочестотите с цел последващото им излъчване с помощта на антената във вид на излъчване с помощта на антената във вид на електромагнитни вълни.електромагнитни вълни.

РадиоприемникътРадиоприемникът е устройство, е устройство, предназначено да приема радиосигналите и да предназначено да приема радиосигналите и да ги преобразува във вид, позволяващ ги преобразува във вид, позволяващ възстановяването на съдържащото се в тях възстановяването на съдържащото се в тях съобщение.съобщение.

Схемата за радиосвръзка от фиг.1 се явява Схемата за радиосвръзка от фиг.1 се явява схема за едностранна радиосвръзкасхема за едностранна радиосвръзка..

44


Двустранната радиосвръзка може да бъде Двустранната радиосвръзка може да бъде симплексна и дуплекснасимплексна и дуплексна..

При При симплексната симплексната радиосвръзка предаването радиосвръзка предаването на съобщения в двете направления става на съобщения в двете направления става последователно.последователно.

П-л

П-к

П-л

П-к

К К

Ант Ант

f1

Фиг.2. Обща блокова схема на системата за

симплексна радиосвръзка

55

11. Общи понятия.. Общи понятия. При При дуплексната дуплексната радиосвръзка предаването на радиосвръзка предаването на

съобщенията в двете посоки може да се извършва съобщенията в двете посоки може да се извършва едновременно, което означава повишена оперативност едновременно, което означава повишена оперативност при предаване на информация.при предаване на информация.

Като недостатък на метода може да се изтъкне Като недостатък на метода може да се изтъкне изискването радиосвръзката да се осъществява на две изискването радиосвръзката да се осъществява на две работни честоти (два радиоканала).работни честоти (два радиоканала).

П-л

П-к

ДФ ДФ

П-л

П-к

Ант Ант

f1

f2

f2

f1f2

f1

Фиг.3. Обща блокова схема на системата за дуплексна радиосвръзка

66

2. 2. Излъчване и разпространение на Излъчване и разпространение на радиовълните.радиовълните.

Радиовълните се създават от токове с висока честота, Радиовълните се създават от токове с висока честота, които се получават с помощта на колебателни системи, които се получават с помощта на колебателни системи, например от например от затворен колебателен контурзатворен колебателен контур (трептящ (трептящ кръг).кръг).

Да излъчва ефективно електромагнитни вълни в Да излъчва ефективно електромагнитни вълни в пространството е способен само пространството е способен само отвореният отвореният колебателен контур. колебателен контур.

L LC

Фиг.4. Последователност на образуването на отворен колебателен контур

77


88


Фиг.6. Графическо изображение на радиовълните

• При изменение на електрическото поле възниква свързаното с него изменение на магнитното поле.

99


Скоростта на разпространение на Скоростта на разпространение на радиовълните във вакуум и във въздуха е радиовълните във вакуум и във въздуха е практически равна със скоростта на светлината практически равна със скоростта на светлината – 3.10– 3.10^8^8 mm//ss или или 3.10^53.10^5 kmkm//ss..

Векторът П се нарича вектор на Умов – Векторът П се нарича вектор на Умов – Пойнтинг.Пойнтинг.

Направлението на вектора П съвпада с Направлението на вектора П съвпада с посоката на разпространение на радиовълните, посоката на разпространение на радиовълните, а неговата дължина в приетия мащаб а неговата дължина в приетия мащаб съответствува на количеството съответствува на количеството електромагнитна енергия, която пренасят електромагнитна енергия, която пренасят радиовълните.радиовълните.

1010

3. Свойства на радиовълните.3. Свойства на радиовълните.

Разсейване на енергията.Разсейване на енергията. С увеличение С увеличение на разсейването от излъчващия източник на разсейването от излъчващия източник (антената) плътността на потока на (антената) плътността на потока на енергията в определени точки на енергията в определени точки на пространството се намалява.пространството се намалява.

24 r

P

където: П е плътността на потока енергия, [W/m2];Р - мощността, излъчване от антената, [W]; r - разстоянието от излъчвателя до точката на приемане, [m].

1111


Поглъщане на енергията.Поглъщане на енергията. Част от енергията Част от енергията на на радиовълните радиовълните се губи се губи поради поради проводимостта на проводимостта на почвата и в различните метални предмети, тъй като почвата и в различните метални предмети, тъй като под действие на променящото се електрическо и под действие на променящото се електрическо и магнитно поле в проводниците се появява магнитно поле в проводниците се появява електрически ток с вихров характер, енергията на който електрически ток с вихров характер, енергията на който частично се превръща в топлина.частично се превръща в топлина.

Атмосферна рефракция.Атмосферна рефракция. Радиовълните се Радиовълните се разпространяват във въздушна среда праволинейно. разпространяват във въздушна среда праволинейно. Ако обаче слоевете на атмосферата се отличават един Ако обаче слоевете на атмосферата се отличават един от друг по своята плътност, това означава, че те ще се от друг по своята плътност, това означава, че те ще се различават и по своите електрически характеристики, в различават и по своите електрически характеристики, в частност със своята диелектрическа проницаемост частност със своята диелектрическа проницаемост .. Радиовълните ще започнат да се пречупват, т.е. Радиовълните ще започнат да се пречупват, т.е. техният път на разпространение ще се изкривява.техният път на разпространение ще се изкривява.

1212


Дифракция Дифракция на радиовълните. Радиовълните на радиовълните. Радиовълните могат да заобикалят отделни препятствия, могат да заобикалят отделни препятствия, срещащи се по пътя на тяхното срещащи се по пътя на тяхното разпространение. Това явление е получило разпространение. Това явление е получило названието дифракция.названието дифракция.

ИнтерференцияИнтерференция на радиовълните.на радиовълните. Интерференцията се нарича явлението, Интерференцията се нарича явлението, възникващо при наслагване на две или повече възникващо при наслагване на две или повече вълни от един източник и водещо до тяхното вълни от един източник и водещо до тяхното взаимно усилване в едни точки от взаимно усилване в едни точки от пространството и отслабване в други – в пространството и отслабване в други – в зависимост от съотношението във фазите на зависимост от съотношението във фазите на тези вълни.тези вълни.

1313


Радиочестотни диапазони. Радиочестотни диапазони. За изключване на За изключване на взаимните смущения при работа на голям брой взаимните смущения при работа на голям брой радиостанции се използват радиовълни с радиостанции се използват радиовълни с различна дължина (или честота).различна дължина (или честота).

Дължина на радиовълната се нарича Дължина на радиовълната се нарича разстоянието, което изминава разстоянието, което изминава електромагнитното поле за време, равно на електромагнитното поле за време, равно на един период.един период.

сс . .Т Т с с където: където: с - скорост на разпространение, с - скорост на разпространение, mm//ss;;Т -Т - период на колебанията, период на колебанията, [[ss];]; - честота на колебанията, - честота на колебанията, HzHz..

1414


НаименованиеНаименование Гранични честотиГранични честоти

долна границадолна граница горна границагорна граница

1. 1. Свръхдълги вълни (СДВ)Свръхдълги вълни (СДВ)

(VLF-very low frequency)(VLF-very low frequency) 3.3.10^3 Hz 3.10^4 Hz10^3 Hz 3.10^4 Hz

(1.10^5 m) (1.10^4 m)(1.10^5 m) (1.10^4 m)

2. 2. Дълги вълни (ДВ)Дълги вълни (ДВ)

(LF - low frequency)(LF - low frequency)

3.10^4 Hz 3.10^5 Hz3.10^4 Hz 3.10^5 Hz

(1.10^4 m) (1.10^3 m)(1.10^4 m) (1.10^3 m)

3. 3. Средни вълни (СВ)Средни вълни (СВ)

(MF – medium frequency)(MF – medium frequency)

3.10^5 Hz 3.10^6 Hz3.10^5 Hz 3.10^6 Hz

(1.10^3 m) (1.10^2 m)(1.10^3 m) (1.10^2 m)

4. 4. Къси вълни (КВ)Къси вълни (КВ)

((SWSW – – short wafesshort wafes)) 3.10^6 Hz 3.10^7 Hz3.10^6 Hz 3.10^7 Hz

(1.10^2 m) (1.10^1 m)(1.10^2 m) (1.10^1 m)

1515


5.5. Ултракъси вълни (УКВ)Ултракъси вълни (УКВ)

((UHFUHF - - ultrahigh frequencyultrahigh frequency))

3.10^7 Hz3.10^7 Hz

(1.10^1 m)(1.10^1 m)

3.10^8 Hz3.10^8 Hz

(1.10^0 m)(1.10^0 m)

6.6.Дециметрови вълни Дециметрови вълни ((ДМВ) от ДМВ) от СВЧСВЧ диапазона диапазона

(VHF - very high frequency)(VHF - very high frequency)

3.10^8 Hz3.10^8 Hz

(1.10^0 m)(1.10^0 m)

3.10^9 Hz3.10^9 Hz

( 0,1 m )( 0,1 m )

77. . Сантиметрови вълни (СМВ)от Сантиметрови вълни (СМВ)от СВЧСВЧ диапазона.диапазона.

3.10^9 Hz3.10^9 Hz

(0,1 m)(0,1 m)

3.10^10 Hz3.10^10 Hz

( 0,01 m )( 0,01 m )

8.8. Милиметрови вълни (ММВ)от Милиметрови вълни (ММВ)от СВЧСВЧ диапазона.диапазона.

3.10^10 Hz3.10^10 Hz

( 0,01 m )( 0,01 m )

3.10^11 Hz3.10^11 Hz

( 0,001 m )( 0,001 m )

9. Субмилиметрови вълни 9. Субмилиметрови вълни (СММВ) от СВЧ(СММВ) от СВЧ диапазона.диапазона.

3.10^11 Hz3.10^11 Hz

( 0,001 m )( 0,001 m )

3.10^12 Hz3.10^12 Hz

( 0,0001 m )( 0,0001 m )

1616


Свръхдългите, дългите и средните вълни се Свръхдългите, дългите и средните вълни се разпространяват изключително за сметка на разпространяват изключително за сметка на така наречената повърхностна вълна, т.е. над така наречената повърхностна вълна, т.е. над повърхността на земята, заобикаляйки повърхността на земята, заобикаляйки срещаните препятствия по пътя на своето срещаните препятствия по пътя на своето разпространение.разпространение.

На разпространението на късите вълни голямо На разпространението на късите вълни голямо влияние оказва състоянието на атмосферата влияние оказва състоянието на атмосферата на Земята, която се дели на три области: на Земята, която се дели на три области: тропосфера, стратосфера и йоносфера.тропосфера, стратосфера и йоносфера.

В йоносферата се различават четири слоя – В йоносферата се различават четири слоя – DD, , EE, , FF1 1 и и FF22, които в зависимост от слънчевата , които в зависимост от слънчевата активност се разполагат на височина от 60 до активност се разполагат на височина от 60 до 320 320 kmkm..

1717


Радиовълните, разпространяващи се над Радиовълните, разпространяващи се над земната повърхност се наричат земната повърхност се наричат повърхностни.повърхностни.

Радиовълните, разпространяващи се чрез Радиовълните, разпространяващи се чрез йоносферата, се наричат йоносферата, се наричат пространствени. пространствени.

Недостатък при използването на късите вълни Недостатък при използването на късите вълни се явява наличието на т.нар. се явява наличието на т.нар. зони на мълчаниезони на мълчание..

Ултракъсите вълни (УКВ) изпитват съвсем Ултракъсите вълни (УКВ) изпитват съвсем слаба дифракция при тяхното разпространение слаба дифракция при тяхното разпространение около Земята, поради което далечината на около Земята, поради което далечината на радиосвръзка превишава много малко зоната радиосвръзка превишава много малко зоната на пряка видимост.на пряка видимост. Подобна е ситуацията в Подобна е ситуацията в СВЧ.СВЧ.

1818

4.4. Антенно-фидерни устройства.Антенно-фидерни устройства.

4.1 Антени.4.1 Антени.Антените се различават по: Антените се различават по:

диапазонадиапазона на излъчваните на излъчваните ((приеманиприемани) честоти; ) честоти; по по покритие по честотапокритие по честота (честотно независими, (честотно независими,

широколентови или теснолентови); широколентови или теснолентови); по по насоченост на излъчванетонасоченост на излъчването (приемането) - (приемането) -

ненасочени, слабо насочени, остро насочени; ненасочени, слабо насочени, остро насочени; по по принцип на действиепринцип на действие; ; конструктивно изпълнениеконструктивно изпълнение..

Антените в ПБЗН трябва да Антените в ПБЗН трябва да имат малки габаритни имат малки габаритни размери, голям коефициент на полезно действие, размери, голям коефициент на полезно действие, равномерно излъчване на електро-магнитната равномерно излъчване на електро-магнитната енергия във всички страни на хоризонта, еднакво енергия във всички страни на хоризонта, еднакво добре да работят в качеството си на приемни и добре да работят в качеството си на приемни и предавателни, да бъдат механически устойчиви на предавателни, да бъдат механически устойчиви на външни въздействия.външни въздействия.

1919

4.4. Антенно-фидерни устройства.Антенно-фидерни устройства. Широко разпространение в УКВ свръзката намират Широко разпространение в УКВ свръзката намират

антените, основани на принципа на антените, основани на принципа на симетричния симетричния вибратор.вибратор.

Представа за насочеността на действие на която и да е Представа за насочеността на действие на която и да е антена дава съответстващата диаграма, т.е. графиката, антена дава съответстващата диаграма, т.е. графиката, показваща зависимостта на напрегнатостта на полето показваща зависимостта на напрегнатостта на полето от направлението на излъчване.от направлението на излъчване.

Различават сеРазличават се диаграми на насоченост в диаграми на насоченост в хоризонтална и вертикална плоскост.хоризонтална и вертикална плоскост.

2020

4.4. Антенно-фидерни устройства.Антенно-фидерни устройства. В УКВ радиосвръзката много често намират В УКВ радиосвръзката много често намират

приложение антени, основани на принципа наприложение антени, основани на принципа на несиметричния вибратор.несиметричния вибратор.

Такъв вибратор се образува, ако едната част на Такъв вибратор се образува, ако едната част на симетричния вибратор се премахне, а симетричния вибратор се премахне, а освободената клема се свърже със земята.освободената клема се свърже със земята.

2121

4.4. Антенно-фидерни устройства.Антенно-фидерни устройства. За оценка на насочените свойства на антените За оценка на насочените свойства на антените

от произволен тип служи от произволен тип служи коефициента на коефициента на насочено действие насочено действие (КНД).(КНД). Той показва колко Той показва колко пъти трябва да увеличим мощността на пъти трябва да увеличим мощността на предавателя, ако заменим насочената антена с предавателя, ако заменим насочената антена с ненасочена, за да запазим същата напрегнатост ненасочена, за да запазим същата напрегнатост на полето в точката на приемане.на полето в точката на приемане.

Коефициента на усилванеКоефициента на усилване на антената на антената отчита и отчита и коефициента на полезно действие на антената коефициента на полезно действие на антената ((к.п.д.к.п.д.).).GG = = DD..АА

Където: Където: GG е коефициента на усилване;е коефициента на усилване; DD - КНД на антената; - КНД на антената; АА - КПД на антената. - КПД на антената.

22

. Антенно-фидерни устройства.• Коефициентът на усилване на антените зависи

от техните размери и може да се определи от уравнението:

където: е ефективната площ на антената, а - дължината на вълната.

• За многовибраторните антени , при параболичните антени

• За полувълновия вибратор к.н.д. в направление на максималното излъчване D 1,6. КПД на такъв вибратор е близък до единица. За това и коефициента на усилване в направление на максимума ще бъде G 1,51,6.

2.

.4

efSG

efS

SSef 5,0SSef ).9,06,0(

23

4.2 Ориентировъчно изчисление на мощността, интензитета на полето и разстоянието при

радиовръзка • Всяка антена се характеризира със своя коефициент

на усилване. Поради това, отчитайки усилването на предавателната антена:

където: Р1 е мощността на предавателя, а G1 – коефициента на усилване на предавателната антена.

• В точката на приемане мощността Р2 ще зависи от

ефективната площ на приемната антена:

211

.4

.

r

GP

1221

2

)(22 .).4(

... P

r

GGSP ef

24

4.2 Ориентировъчно изчисление на мощността, интензитета на полето и разстоянието при

радиовръзка• При проектиране на радиолиниите трябва да се

познават загубите при предаване на електромагнитната енергия L, дължащи се на тяхното разсейване в пространството:

• или в децибели:

• L0 се нарича “основни загуби при предаване”.

212

2

1

2 ..).4(

GGrP

PL

21212

2

1

2 lg10lg10..).4(

lg10lg10 0 GGLGGrP

PLI

2525

4.3 Антени, използвани при УКВ 4.3 Антени, използвани при УКВ радиосвръзка.радиосвръзка.

2626

4.4 Фидерни устройства.4.4 Фидерни устройства.

Фидерната линия (или на кратко фидер) е Фидерната линия (или на кратко фидер) е проводна линия, служеща за подаване на проводна линия, служеща за подаване на електрическите колебания с радиочестотата на електрическите колебания с радиочестотата на антената.антената.

По своята конструкция фидерите се делят на: По своята конструкция фидерите се делят на: двупроводни линии, коаксиални кабели и двупроводни линии, коаксиални кабели и вълноводи.вълноводи.

Към фидерите се предявяват следните Към фидерите се предявяват следните изискванияизисквания: загубите на енергия на : загубите на енергия на високочестотните сигнали да бъдат високочестотните сигнали да бъдат минимални; линиите не трябва да притежават минимални; линиите не трябва да притежават антенен ефект, т.е. не трябва да излъчват или антенен ефект, т.е. не трябва да излъчват или приемат електромагнитни вълни; трябва да приемат електромагнитни вълни; трябва да притежават достатъчна електрическа здравина, притежават достатъчна електрическа здравина, което означава да предават необходимата което означава да предават необходимата мощност без опасност от електрически пробив.мощност без опасност от електрически пробив.

2727

4.4 Фидерни устройства4.4 Фидерни устройства.. най-често се използват коаксиални кабели, най-често се използват коаксиални кабели,

конструкцията на които е показана на фиг. 10конструкцията на които е показана на фиг. 10

1-1-проводник; 2-изолатор; 3-металически екран проводник; 2-изолатор; 3-металически екран (ширмовка); 4- външна изолация.(ширмовка); 4- външна изолация.

Фиг.10. Коаксиален кабелФиг.10. Коаксиален кабел

2828


Главно условие за правилният избор на Главно условие за правилният избор на антенно-фидерните устройства се явява антенно-фидерните устройства се явява съгласуване на входното съпротивление на съгласуване на входното съпротивление на антената антената RRAA с вълновото съпротивление на с вълновото съпротивление на фидерната линия фидерната линия фф..

При съблюдаване на равенството При съблюдаване на равенството RRAA = = фф по по фидерната линия фидерната линия от предавателя към антената от предавателя към антената ще се разпространяват само падащи вълни на ще се разпространяват само падащи вълни на тока и напрежението, а отразени вълни няма да тока и напрежението, а отразени вълни няма да има.има.

Такъв режим, установен в антенно-фидерното Такъв режим, установен в антенно-фидерното устройство, се нарича режим на устройство, се нарича режим на бягаща вълнабягаща вълна..

2929

4.4 Фидерни устройства.4.4 Фидерни устройства. Ако входното съпротивление Ако входното съпротивление RRAA не е равно на не е равно на

вълновото съпротивление на фидерната линия вълновото съпротивление на фидерната линия фф, в линията част от енергията на падащите , в линията част от енергията на падащите вълни ще се отразява от товара.вълни ще се отразява от товара.

В този случай във фидерната линия ще В този случай във фидерната линия ще взаимодействат падащата и отразената вълна, взаимодействат падащата и отразената вълна, в резултат на което се образуват в резултат на което се образуват стоящи вълнистоящи вълни..

U

U U Lф

max min

3030


Степента на съгласуване на фидера с антената Степента на съгласуване на фидера с антената се характеризира с се характеризира с коефициента на бягаща коефициента на бягаща вълнавълна или обратната на него величина - или обратната на него величина - коефициент на стоящата вълнакоефициент на стоящата вълна..

Коефициента на бягащата вълна, равен на Коефициента на бягащата вълна, равен на

UUminmin/ / UUmaxmax може дможе даа се изменя в пределите от 0 до 1. се изменя в пределите от 0 до 1. В случая, когато входното съпротивление на В случая, когато входното съпротивление на

антената се различава от вълновото антената се различава от вълновото съпротивление на фидера, съгласуването може съпротивление на фидера, съгласуването може да се извърши с да се извърши с четвъртвълнов четвъртвълнов трансформатор. трансформатор.

Atrin RzR /

31

4.4 Фидерни устройства.

2cl

3232

5. Принципи на построяване на 5. Принципи на построяване на радиостанциите.радиостанциите.

5.1. Параметри на радиостанциите.5.1. Параметри на радиостанциите. Далечина на радиосвръзкаДалечина на радиосвръзкатата;; Диапазон на работни честотиДиапазон на работни честоти - - ссъгласно БДС ъгласно БДС

7652 / 97 за УКВ служебни радиосвръзки са 7652 / 97 за УКВ служебни радиосвръзки са отделени честоти в диапазоните 40 отделени честоти в диапазоните 40 MHzMHz ((303058 58 MHzMHz), 80 ), 80 MHzMHz (68 (6888 88 MHzMHz), 160), 160MHzMHz (136 (136174 174 MHzMHz), 330), 330MHzMHz (300 (300360 360 MHzMHz), и 450), и 450MHzMHz (430 (430470 470 MHzMHz).).

Захранващо напрежениеЗахранващо напрежение - - Като правило Като правило носимите радиостанции се комплектоват носимите радиостанции се комплектоват фабрично с акумулатори, позволяващи работа фабрично с акумулатори, позволяващи работа 8810 часа при съотношение на времената за 10 часа при съотношение на времената за предаване и приемане 1:10.предаване и приемане 1:10.

3333


Разлика в честотите между съседните Разлика в честотите между съседните каналиканали - - в съвременните УКВ радиостанции е в съвременните УКВ радиостанции е прието разликата в честотите между два прието разликата в честотите между два съседни канала да бъде 25 съседни канала да бъде 25 kHzkHz..

Изходна мощностИзходна мощност на предавателя:на предавателя:

- Стационарни - до 60 W;- Стационарни - до 60 W;

- Возими до 20 W;- Возими до 20 W;

- Носими до 2 W;- Носими до 2 W;

- Носими до - Носими до 00,5 W;,5 W; Относителна нестабилност на честотатаОтносителна нестабилност на честотата

на предавателя –на предавателя – съгласно БДС е 10съгласно БДС е 10^̂ - 5 - 5 . .

3434


Чувствителност на приемникаЧувствителност на приемника е е минималното ниво на входния сигнал, при минималното ниво на входния сигнал, при което на нискочестотния изход на приемника се което на нискочестотния изход на приемника се получава сигнал с необходима мощност (или получава сигнал с необходима мощност (или напрежение), при зададено отношение сигнал-напрежение), при зададено отношение сигнал-шум.шум.

Избирателност на приемника Избирателност на приемника e неговата e неговата способност от многото радиосигнали, носещи способност от многото радиосигнали, носещи различна информация, да отделя различна информация, да отделя необходимата.необходимата. – обикновено е от 60-80 – обикновено е от 60-80 dB.dB.

Изходната мощност на приемникаИзходната мощност на приемника характеризира максималната мощност на характеризира максималната мощност на нискочестотния сигнал, която може да бъде нискочестотния сигнал, която може да бъде получена при зададени нелинейни получена при зададени нелинейни изкривявания.изкривявания.

3535


Могат да се посочат някои други общи изисквания и Могат да се посочат някои други общи изисквания и параметри към УКВ радиостанциите:параметри към УКВ радиостанциите:

радиостанциите трябва да работят с несиметрични радиостанциите трябва да работят с несиметрични антенно-фидерни устройства с номинално вълново антенно-фидерни устройства с номинално вълново съпротивление 50 съпротивление 50 ..

късо съединение на изхода на предавателя и късо съединение на изхода на предавателя и изключване на антената не трябва да предизвикват изключване на антената не трябва да предизвикват повреди в радиостанцията.повреди в радиостанцията.

номиналният обхват на звуковите честоти в номиналният обхват на звуковите честоти в радиостанциите трябва да бъде от 3радиостанциите трябва да бъде от 30000 Hz до 34 Hz до 340000 Hz. Hz.

температурният диапазон, в които трябва да се осигури температурният диапазон, в които трябва да се осигури нормална и устойчива работа като правило е от –25 нормална и устойчива работа като правило е от –25 С С до +55 0С. Радиостанциите трябва да издържат на до +55 0С. Радиостанциите трябва да издържат на удари и продължителни вибрации.удари и продължителни вибрации.

3636


ПредавателПредавателНякои от основните параметри на Някои от основните параметри на предавателите са:предавателите са:

максимална девиация – максимална девиация – 5 kHz; 5 kHz; коефициент на нелинейни изкривявания – не коефициент на нелинейни изкривявания – не

повече от 7 %;повече от 7 %; корекция на АЧХ + 6 dB/okt ( отклонение от –3 корекция на АЧХ + 6 dB/okt ( отклонение от –3

dB до +1 dB на октава).dB до +1 dB на октава). странични излъчвания на предавателя – не странични излъчвания на предавателя – не

повече от 10 повече от 10 W, включително и в съседни W, включително и в съседни канали.канали.

отклонение на честотата на предавателя – до отклонение на честотата на предавателя – до 10.1010.10^̂-- 6.6.

3737


ПриемникПриемник чувствителност на приемника при отношение чувствителност на приемника при отношение

сигнал/шум 12 dB – не повече от 1,2 сигнал/шум 12 dB – не повече от 1,2 V.V. коефициент на нелинейни изкривявания – не повече от коефициент на нелинейни изкривявания – не повече от

7 %;7 %; широчина на пропусканата лента на приемника - не по-широчина на пропусканата лента на приемника - не по-

малко от 14,5 kHz;малко от 14,5 kHz; избирателност по съседен канал – не по-малко от –70 избирателност по съседен канал – не по-малко от –70

dB;dB; избирателност по други паразитни канали –избирателност по други паразитни канали – не по-не по-

малко от –80 dBмалко от –80 dB.. корекция на АЧХ с – 6 dB/okt при същите толеранси, корекция на АЧХ с – 6 dB/okt при същите толеранси,

както при предавателя;както при предавателя; излъчвани сигнали от антенния вход на приемника – не излъчвани сигнали от антенния вход на приемника – не

повече от 20 nW.повече от 20 nW.

38

5. Принципи на построяване на радиостанциите.

1НЧУ

2Кор.

3Огр.

4

М од.Г-р

5

УЧ6

УМ7

Ф -р8

Ф -р10

ВЧУ11

См12

М ЧУ14

Дет.15

Кор.16

НЧУ17

М

ВГ Ком .

Ант.

9

Хет.13

18

39

5. Принципи на построяване на радиостанциите.

Uc

U ш

U ш

Uc

предкорекция

изх. сигнал ВГ

следкорекция

FF Fн в

мод

Фиг.14. Влияние на предкорекцията и следкорекцията върху качеството на сигнала

40

6. Клетъчни радиотелефонни системи.

качество нааудио-сигнала

добро

лошо

силен слабсила на сигнала

цифровасистема

аналоговасистема

Фиг.15 Качество на предаваната информация при аналоговите и

цифровите системи за свръзка

41


42


фиг. 16 Ефективност на различните системи в зависимостот броя на каналите

4343

66. . Клетъчни радиотелефонни системи.Клетъчни радиотелефонни системи. През 1947 год. в лабораториите на Бел През 1947 год. в лабораториите на Бел

възниква клетъчната концепция.възниква клетъчната концепция. През 1969 год. скандинавските страни Дания, През 1969 год. скандинавските страни Дания,

Норвегия, Швеция и Финландия формират Норвегия, Швеция и Финландия формират групата групата NMT NMT ((Nordic Mobil TelephoneNordic Mobil Telephone) за ) за международни стандарти в областта на международни стандарти в областта на мобилните комуникации.мобилните комуникации.

През 1981 год. се пуска в експлоатация първата През 1981 год. се пуска в експлоатация първата световна аналогова клетъчна система на световна аналогова клетъчна система на базата на стандарта базата на стандарта NMTNMT 450 450 (под фирменото (под фирменото име на Ериксон – име на Ериксон – CMS CMS 45 – 45 – Cellular Mobile Cellular Mobile SystemSystem).).

Пет години след въвеждането на системата се е Пет години след въвеждането на системата се е наложило да бъде разработен и внедрен нов наложило да бъде разработен и внедрен нов стандарт – стандарт – CMSCMS 89 (популярния у нас 89 (популярния у нас GSMGSM).).

4444

66. . Клетъчни радиотелефонни системи.Клетъчни радиотелефонни системи.

Мрежовата структура на системата се състои от Мрежовата структура на системата се състои от три главни части: три главни части: мобилна станциямобилна станция ( (Mobile Mobile StationStation--MSMS), ), базова станциябазова станция ((Base StationBase Station – – BSBS) ) и и мобилна телефонна централамобилна телефонна централа ( (Mobile Mobile Telephone ExchangeTelephone Exchange – – MTXMTX).).

4545


Покриваната географска зона от една базова Покриваната географска зона от една базова станция се нарича станция се нарича клеткаклетка..

Базовите станции, свързани към една и съща Базовите станции, свързани към една и съща МТХ, образуват МТХ, образуват работнаработна или или обслужваща обслужваща областобласт на централата (на централата (Service AreaService Area--SASA).).

Тази област може да се раздели на няколко Тази област може да се раздели на няколко (максимално 16)(максимално 16) трафични зонитрафични зони ((Traffic AreaTraffic Area--TATA).).

Всяка базова станция разполага с определен Всяка базова станция разполага с определен брой канали, всеки от които е екипиран с брой канали, всеки от които е екипиран с предавател, приемник и управляващ блок.предавател, приемник и управляващ блок.

4646


Връзката между Връзката между BS BS и и MS MS е изградена като е изградена като дуплексен радиоканал, който позволява дуплексен радиоканал, който позволява едновременен обмен на информацията в двете едновременен обмен на информацията в двете посоки.посоки.

фиг.19. Честотно разпределение на CMS-89

4747


Каналите се делят, според функциите, които Каналите се делят, според функциите, които изпълняват, наизпълняват, на повиквателниповиквателни и и трафични.трафични.

Всяка базова станция използва един канал Всяка базова станция използва един канал като общ за връзка с всички като общ за връзка с всички MS MS в зоната,която в зоната,която обслужва. Той се нарича обслужва. Той се нарича повиквателен каналповиквателен канал ((Calling Channel Calling Channel - - CCCC).).

След като адресираната След като адресираната MS MS отговори на отговори на повикването, централата предоставя на повикването, централата предоставя на MS MS друг канал, по който да се проведе разговора. друг канал, по който да се проведе разговора. Това е така наречения Това е така наречения трафичен каналтрафичен канал ( (Traffic Traffic ChannelChannel--TCTC).).

4848


Повикване към мобилна станцияПовикване към мобилна станция Повикванията към дадена мобилна станция Повикванията към дадена мобилна станция MS MS

се излъчват паралелно от всички базови се излъчват паралелно от всички базови станции станции BSBS в трафичната зона, в която тази в трафичната зона, в която тази станция се е обявила.станция се е обявила.

Когато Когато MS MS получи повикване, съдържащо получи повикване, съдържащо нейния номер, тя връща потвърждение на нейния номер, тя връща потвърждение на повикването по повиквателния канал СС.повикването по повиквателния канал СС.

ЦЦентралата МТХ определя трафичен канал ТС в ентралата МТХ определя трафичен канал ТС в базовата станция на зоната, от която базовата станция на зоната, от която MSMS е е отговорила на повикването.отговорила на повикването.

В мобилната телефонна система абонатите се В мобилната телефонна система абонатите се идентифицират чрез номера си и чрез парола.идентифицират чрез номера си и чрез парола. Паролата е установена от производителя на Паролата е установена от производителя на MS MS и не е известна на абоната. Тя се помни в и не е известна на абоната. Тя се помни в MS MS и и в централата.в централата.

4949


Повикване от мобилна станцияПовикване от мобилна станция Мобилната станция започва да търси маркиран Мобилната станция започва да търси маркиран

като свободен ТС, по който изпраща команда за като свободен ТС, по който изпраща команда за повикване.повикване.

МТХ получава заявката и премахва МТХ получава заявката и премахва маркировката на канала като “свободен”.маркировката на канала като “свободен”.

Установяването на връзката продължава с Установяването на връзката продължава с искане за идентификация и аутентификация на искане за идентификация и аутентификация на MSMS.. Всеки абонат притежава Всеки абонат притежава аутентификационен секретен ключ (аутентификационен секретен ключ (SAKSAK), ), запомнен в запомнен в MSMS. Този ключ е запомнен и в . Този ключ е запомнен и в аутентификационния регистър на централата аутентификационния регистър на централата МТХ.МТХ.

Централата изпраща случайно число до Централата изпраща случайно число до MSMS. . Мобилната станцияизчислява отговора, който Мобилната станцияизчислява отговора, който се връща обратно в централата.се връща обратно в централата.

5050

7. Клетъчни радиотелефонни системи за 7. Клетъчни радиотелефонни системи за служебно ползване TETRAслужебно ползване TETRA

Обществените клетъчни радиотелефонни Обществените клетъчни радиотелефонни системи имат редица недостатъци при системи имат редица недостатъци при използването им в оперативната работа на използването им в оперативната работа на МВР:МВР:

относително слаба защита на предаваната относително слаба защита на предаваната информация и на местата за работаинформация и на местата за работа..

малък брой абонати, които могат да участвуват малък брой абонати, които могат да участвуват в конферентен разговор.в конферентен разговор.

- невъзможност да се осъществи циркулярно - невъзможност да се осъществи циркулярно или групово повикванеили групово повикване..

невъзможност да се осъществи радиосвръзка невъзможност да се осъществи радиосвръзка в местности, където няма покритие от базови в местности, където няма покритие от базови станции.станции.

5151

7. Клетъчни радиотелефонни системи 7. Клетъчни радиотелефонни системи за служебно ползване TETRAза служебно ползване TETRA

Новият европейски стандарт Новият европейски стандарт TETRA TETRA ((Trans Trans European Tracking RadioEuropean Tracking Radio) отстранява ) отстранява посочените слабости, като запазва всички посочените слабости, като запазва всички силни страни на сега намиращите се в силни страни на сега намиращите се в експлоатация цифрови клетъчни експлоатация цифрови клетъчни радиотелефонни системи.радиотелефонни системи.

По-съществените характеристики на системата По-съществените характеристики на системата TETRA TETRA са:са:

работен диапазон – предвидени са две работен диапазон – предвидени са две честотни ленти: 380-400 честотни ленти: 380-400 MHzMHz за обществени за обществени мрежи (полиция, ПАБ, бърза помощ и т.н.) и мрежи (полиция, ПАБ, бърза помощ и т.н.) и 410-430 410-430 MHzMHz за частни потребители. за частни потребители.

5252

7. Клетъчни радиотелефонни системи 7. Клетъчни радиотелефонни системи за служебно ползване TETRAза служебно ползване TETRA

възможност за предаване на говор и данни.възможност за предаване на говор и данни. Максималната скорост на предаване може да Максималната скорост на предаване може да достигне до 28,8 достигне до 28,8 kbpskbps, което позволява да се , което позволява да се предава и визуална информация.предава и визуална информация.

работа на четири канала на една работна работа на четири канала на една работна честота.честота.

възможност за следните режими на работа: възможност за следните режими на работа: групово повикване, индивидуално повикване, групово повикване, индивидуално повикване, потвърждение на групово повикване, потвърждение на групово повикване, изпращане на съобщение до всички абонати на изпращане на съобщение до всички абонати на мрежата от дадена зона.мрежата от дадена зона.

наличие на приоритет за достъп до мрежата и наличие на приоритет за достъп до мрежата и до всеки абонат в нея.до всеки абонат в нея.

възможност за засекретено предаване на възможност за засекретено предаване на информацията.информацията.

Documents

основи на радио връзката