6.2.7.2. Принципы радиосвязи

Радиосвязь позволяет передавать сигналы от микрофона, преобразующего звуковые колебания в колебания электрического тока, причем частоты звуковых и электрических колебаний одинаковы и лежат в диапазоне низких частот (от 16 до 20000 Гц).

В теории ЭМВ показано, что мощность Р принятого сигнала прямо пропорциональна четвертой степени частоты колебаний  и обратно пропорциональна квадрату расстояния R между вибратором и резонатором: .

Энергия, переносимая волной низкой (звуковой) частоты, очень мала. Для практической радиосвязи необходимы ЭМВ с  > 1000000 Гц (увеличению  в 2 раза соответствует увеличение энергии волны в 16 раз!), поэтому для передачи звука используют два электромагнитных колебания:

1) звуковое – низкой частоты (НЧ);

2) несущее – высокой частоты (ВЧ).

Для передачи звукового сигнала НЧ с помощью несущего сигнала ВЧ необходимо сделать какой-то «отпечаток» сигнала НЧ на сигнале ВЧ. Это делают, изменяя один из параметров сигнала ВЧ (например, амплитуду), по закону изменения сигнала НЧ.

М одуляция – управление каким-либо параметром сигнала высокой частоты по закону изменения сигнала низкой частоты.

Модулятор – устройство, осуществляющее модуляцию.

Рассмотрим пример амплитудной модуляции.

Источник радиосигнала (передатчик) содержит генератор ВЧ (ГВЧ), источник сигнала НЧ (НЧ), модулятор (М), усилитель ВЧ (УВЧ), вибратор с антенной (А₁).

Приемник радиосигнала содержит резонатор с антенной (А₂), усилитель принятого ВЧ сигнала (УВЧ), демодулятор (Д) для выделения из радиосигнала низкочастотной огибающей, усилитель НЧ сигнала (УНЧ) и громкоговоритель (Г):

Схема простейшего демодулятора (детектора):

6.2.7.3. Телевидение

Телевидение – передача изображения с помощью ЭМВ.

Телекамера преобразует свет (разных цветов) в электрический сигнал подобно тому, как микрофон делает это со звуком. Далее видеосигнал НЧ подаётся на модулятор и на несущем сигнале ВЧ в виде ЭМВ передаётся в эфир.

На приёмной стороне радиосигнал детектируется (из него выделяется видеосигнал НЧ) и через канал изображения подается на кинескоп.

С помощью специальных сигналов управления кинескоп позволяет преобразовать видеосигнал в изображение на экране.

Между передачей звука и изображения принципиальных различий нет (хотя технические особенности существуют).

• При телепередачах изображение и звуковое сопровождение передают параллельно.

Простейшая схема телетрансляции:

ГВЧ – генератор высокой частоты;

МВ – модулятор видеосигнала;

МЗ – модулятор звукового сигнала;

НЧВ – источник видеосигнала НЧ (видеокамера);

НЧЗ – источник звукового сигнала НЧ (микрофон);

УВЧ – усилитель высокой частоты;

ДВ – детектор видеосигнала;

ДЗ – детектор звукового сигнала;

УНЧВ – усилитель низкой частоты видеосигнала;

УНЧЗ – усилитель низкой частоты звукового сигнала;

КИ – канал изображения;

К – кинескоп;

Г – громкоговоритель.

6.2.7.4. Понятие о радиолокации

Радиолокация – обнаружение и определение местонахождения объектов с помощью радиоволн.

Радиолокация основана на отражении ЭМВ от металлических предметов.

Антенна радиолокатора имеет несколько вибраторов, колебания которых в результате интерференции усиливаются в одном направлении и ослабляются во всех остальных, образуя узконаправленную ЭМВ. Луч ЭМВ достигает объекта, отражается и возвращается на радиолокатор. Направление излучения известно, расстояние от радиолокационной станции (РЛС) до объекта: , где с – скорость света; t – время от посылки ЭМВ до приема отраженного сигнала. На РЛС возвращается менее 1% излученной энергии, поэтому она работает на сверхвысоких частотах 10⁸–10¹¹ Гц, а принятый сигнал усиливают в 10¹² раз.

ЭМВ посылают импульсами, причем длительность каждого импульса примерно в 1000 раз меньше периода их посылки. Отраженный сигнал принимают в промежутках между излучением импульсов. РЛС применяют в авиации, судовождении, космонавтике и др.