Контрольная работа: Радиопередающие устройства
Группа: 23
Вариант: 14 «Радиопередающие устройства»
Шифр:
Исполнитель:
студентка 2 курса
Таряник А.П.
Преподаватель:
Ризванова Н.А.
Воркута, 2009
Общие сведения о работе радиопередающих устройств
Любая система радиосвязи включает в себя радиопередающие устройства, функции которого включаются в преобразовании энергии постоянного тока источников питания в электромагнитные колебания и управлении этими колебаниями.
Эти колебания с помощью антенны излучаются в пространство в виде радиоволн.Начало развития техники радиопередающих устройств относится к 1896 г., когда А. С. Попову удалось передать первую радиограмму на расстояние 250 м. В дальнейшем, используя на передатчике антенну, А. С. Попов смог увеличить дальность радиосвязи к 1897 г. до 5 км, а к 1899 г. до 45 км. В радиопередатчике А. С. Попова использовался единственно известный в то время принцип получения колебаний высокой частоты — с помощью искрового разряда. Отсюда название таких передатчиков — искровые. Процесс излучения энергии происходит в передатчике не непрерывно. Каждый пробой искрового промежутка в антенне приводит к возникновению быстрозатухающих колебаний (антенный контур имеет малую добротность). При этом антенна служит не только элементом, излучающим электромагнитную энергию, но и элементом, определяющим частоту радиочастотных колебаний.
Первые искровые передатчики излучали колебания исключительно широкого спектра, что, естественно, создавало помехи соседним радиолиниям. Для повышения добротности антенной колебательной системы (а, следовательно, уменьшения затухания высокочастотных колебаний) позднее разрядник был перенесен в дополнительный колебательный контур, индуктивно связанный с антенным контуром.
Наряду с совершенствованием искровых радиопередатчиков во втором десятилетии XX века для генерации колебаний высокой частоты начали широко использоваться устройства, основанные на применении и других принципов. Так, были получены незатухающие радиочастотные (РЧ) колебания в резонансном контуре, присоединенном параллельно к вольтовой дуге (так называемые дуговые радиопередатчики). В указанных передатчиках использовалось наличие падающего участка вольт-амперной характеристики дуги, соответствующего отрицательному сопротивлению. Это сопротивление компенсирует в контуре генератора сопротивление потерь, в результате чего в нем возникают незатухающие колебания. Поэтому спектр излучения дуговых передатчиков уже, чем искровых. Радиотелеграфные сигналы передавались изменением частоты РЧ колебаний с помощью замыкания и размыкания части витков катушки индуктивности колебательной системы.
Незатухающие колебания генерировались также с помощью электромашин высокой частоты (так называемые машинные передатчики).
К концу 1914 г. дуговые и машинные радиопередатчики практически полностью вытеснили искровые. В нашей стране мощные дуговые передатчики были построены под руководством В.М. Лебедева и М.В. Шумейкина. Один из них мощностью 110 кВт в 1920 г. был установлен в Москве. В развитии техники машинных радиопередатчиков важную роль сыграли работы В. П. Вологдина, под руководством которого было создано несколько мощных машинных радиостанций. Машины В. П. Вологдина мощностью 50 и 150 кВт использовались на Ходынской радиотелеграфной станции в Москве в 1924—1925 гг.
Как дуговые, так и машинные радиопередатчики имели ряд существенных недостатков: сложность генерирования, усиления и управления РЧ колебаниями в широком диапазоне частот и мощностей, низкая стабильность частоты, сложность проектирования и изготовления и т.д. Поэтому к 30-м годам указанные радиопередатчики были полностью вытеснены ламповыми.
Ламповые радиопередатчики впервые появились в 1914—1916 гг. Первые отечественные генераторные лампы были созданы в 1914 г. Н.Д. Папаклеси для передатчика в Царском Селе. В развитии и распространении ламповых передатчиков большую роль сыграла Нижегородская радиолаборатория, организованная в 1918 г. Сотрудниками этой лаборатории являлись лучшие специалисты в области радио: М.А. Бонч-Бруевич, В.П. Вологдин, В.К. Лебединский, А.М. Кугушев, В.В. Татарин, А.Ф. Шорин и др. Там под руководством М.А. Бонч-Бруевича была создана мощная генераторная лампа с внешним анодом и водяным охлаждением. Мощность, отдаваемая лампой, доходила до 950 Вт. В дальнейшем в Нижегородской лаборатории были разработаны усовершенствованные генераторные и модуляторные лампы мощностью 25 и 40 кВт. На основе этих ламп под руководством М. А. Бонч-Бруевича была построена радиостанция им. Коминтерна (Малый Коминтерн) мощностью 12 кВт, а в 1926 г. — радиостанция мощностью 40 кВт. Обе эти станции в то время являлись самыми мощными в мире.
Одновременно развивались теория и методы инженерного расчета ламповых радиопередатчиков. В развитие теории существенный вклад внесли работы М.В. Шулейкина, А.И. Берга, А.Л, Минца и многих других отечественных и зарубежных ученых.
Успешно развивалась техника радиопередающих устройств в годы первых пятилеток. Строились новые радиостанции, осваивались новые частотные диапазоны. Так, в 1929 г. под руководством А. Л. Минца была построена 100-киловаттная радиовещательная станция им. ВЦСПС, а в 1933 г. начала работать 500-киловаттная радиостанция им. Коминтерна. В годы Великой Отечественной войны в СССР вступила в строй сверхмощная средневолновая радиовещательная станция мощностью 1200 кВт. Отличительной особенностью этих станций была блочная конструкция, когда несколько блоков (генераторов) работали на общую нагрузку. Уже в 30-х годах и особенно в 40-е годы началось интенсивное освоение метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов волн. Именно благодаря использованию этих диапазонов удалось осуществить высококачественную передачу телевизионных изображений, внедрить в практику модуляцию, широко использовать для передачи сообщений радиорелейные линии связи. Освоение новых диапазонов потребовало создания новых электронных приборов для усиления и генерирования высокочастотных (ВЧ) и сверхвысокочастотных (СВЧ) колебаний. В частности, были разработаны магнетроны, многорезонаторные пролетные клистроны, лампы бегущей волны, платинотроны.
Последние годы характеризуются внедрением в технику радиопередающих устройств полупроводниковых приборов. Это стало возможным благодаря созданию мощных генераторных транзисторов. Замена ламп в транзисторной технике радиопередающих устройств вызвана значительными преимуществами этих приборов: малыми массами и габаритными размерами, мгновенной готовностью к работе, долговечностью, низковольтным питающим напряжением. В настоящее время транзисторы реализуются как в маломощных радиопередатчиках и возбудителях, так и в передатчиках средней мощности. При этом наряду с биполярными транзисторами в передающих устройствах применяют полевые транзисторы. По мере разработки более высококачественных генераторных транзисторов создаются радиопередатчики с использованием транзисторов, работающих на частотах до нескольких гигагерц.
В маломощных ступенях передатчиков и возбудителях стали широко использоваться интегральные микросхемы и микросборки, а для измерения качественных показателей передатчиков и их управления — микропроцессорные устройства и ЭВМ.
Последнее время для генерирования и усиления электромагнитных колебаний используют квантовый метод. Приборы для усиления СВЧ колебаний — мазеры и генераторы когерентного света (лазеры) нашли практическое применение. За разработку таких генераторных приборов советским ученым А. М. Прохорову и Н. Г. Басову совместно с американским ученым Ч. Таунсом присуждена Нобелевская премия. Идет интенсивное освоение и диапазона миллиметровых и субмиллиметровых волн, промежуточных между радиоволнами и световыми колебаниями.
Радиопередатчики классифицируются:
по назначению — связные, радиовещательные, телевизионные, радиолокационные, радионавигационные, телеметрические и т.д.;
по мощности — маломощные (до 100 Вт), средней мощности (до 10 кВт), мощные (до 1000 кВт) и сверхмощные (свыше 1000 кВт);
по роду работы (виду излучения) — телеграфные, телефонные, однополосные, импульсные и т.д. Виды излучения обозначаются тремя индексами: первый (буква) характеризует вид модуляции: А— амплитудная, F— частотная, Р—импульсная; второй (цифра) определяет тип передачи: 0 — излучение немодулированной несущей, 1 — телеграфирование без модулирующей звуковой частоты, 2 — тональная телеграфия и т. д.; третий индекс (буква) определяет вспомогательные характеристики;
по способу транспортировки — стационарные и подвижные (переносные, автомобильные, корабельные, самолетные и т.д.).
Параметры любого радиопередающего устройства должны удовлетворять требованиям ГОСТов и рекомендациям МСЭ. Одним из основных параметров передатчика, определяющего во многом дальность действия радиолинии, является его мощность. В зависимости от назначения радиопередатчика его мощность лежит в пределах от долей ватта (передатчики носимых радиостанций) до нескольких тысяч киловатт (современные радиовещательные станции).
Исключительно важный параметр передатчика — стабильность его частоты. Современные радиопередатчики имеют относительную нестабильность частоты около 
. Иногда требуется и более высокая стабильность частоты, например для передатчиков, работающих в сетях синхронного радиовещания. Высокая стабильность частоты передатчика повышает помехозащищенность радиолинии (поскольку позволяет сузить полосу пропускания приемного устройства), позволяет увеличивать число станций, работающих в заданном диапазоне без взаимных помех (улучшает электромагнитную совместимость). Существуют международные рекомендации на допустимые отклонения частоты радиопередатчиков всех категорий и назначений.
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--