2
группа вопросов
3. Метод временного и частотного уплотнения радиорелейной линии
Метод частотного уплотнения находит самое широкое применение в настоящее время. Вычертим структурную схему радиорелейной линии.
Рис. 3.4
В многоканальных радиорелейных линиях с частотной модуляцией аппаратура уплотнения содержит оконечное оборудование для всех каналов и линий, но главное ее содержание — устройство формирования группового сигнала и его разделение. В этом принципиальное отличие РРС от обычной радиостанции.
Частотным уплотнением называется использование широкополосного линейного тракта для одновременной передачи информации от абонентов без взаимного перекрытия спектров отдельных сообщений.
Линейный (групповой) спектр многоканального сообщения складывается из спектров отдельных каналов тональной частоты.
Нормами МККТ установлены частоты, распределения частот и уровень отдельных каналов. На стандартный канал ТЧ отводится полоса 4кГц, из которых для речевого сигнала используется полоса 0,3 - 3,4 кГц.
Реализация переноса спектра осуществляется в аппаратуре уплотнения для каждого из сигналов, поступающих на ее вход и составляет 1ый этап модуляции.
Устройство для переноса спектра одного канала ТЧ, называется индивидуальным преобразованием данного канала и содержит ФНЧ, модулятор (смеситель), генератор поднесущей частоты и ПФ. В результате преобразования полосовой фильтр выделяет только одну боковую (верхнюю или нижнюю) полосу частот, которая оказывается сдвинутой точно на величину частоты генератора поднесущих частот.
Полученный таким путем канал называется каналом тональной частоты. В отличие от канала низкой частоты, организованного непосредственно на физической цепи, в таком канале, как правило, осуществляется амплитудная модуляция с выделением одной боковой полосы. При этом получается меньшая степень взаимного влияния каналов и более экономно используется спектр частот.
Для формирования спектра частот, соответствующего Nk каналу необходимо иметь Nk индивидуальных преобразователей, отличающихся лишь значениями поднесущих частот и частотами полосовых фильтров.
Процесс демодуляции аналогичен процессу модуляции, только происходит в обратном порядке. Преобразованные каналы объединяются в нормализованные группы. Основной первичной группой является 12-ти канальная, имеющая две модификации
— группа А с линейным спектром 12-60 кГц и использованием ВБП для каждого канала;
— группа Б с линейным спектром 60-108 кГц и использованием НБП для каждого канала (инверсированные каналы ТЧ).
Рис. 3.8
В группе А поднесущая частота 1-го канала ТЧ равна 12 кГц, все поднесущие сдвинуты на кГц, где к — номер канала (то есть 12, 16, 20 кГц и т. д.).
Стабильность генераторов поднесущих частот должна быть не хуже 5×106 Гц — обычно это кварцевые генераторы.
Вторичные группы составляются из 5-ти первичных групп, т. е. на 60 каналов ТЧ. Нормализацию по МКТТ 16 вторичных групп, обеспечивающих 960 каналов ТЧ.
("1") В линейном спектре группового сигнала первичной и вторичной групп, передаются контрольные частоты предназначенные для регулировки и настройки аппаратуры уплотнения.
а) рассмотрим общую характеристику частотной модуляции. Частотная модуляция является одним из наиболее распространенных методов модуляции в диапазоне УКВ. Она позволяет получить высокую помехоустойчивость связи при передаче различных сообщений, обеспечить постоянство остаточного затухания канала связи. Частотная модуляция тесно связана с фазовой модуляцией.
Пусть незатухающие колебания описываются выражением:
U(t) = Um×sin(wot + j), где
wo — частота несущего колебания;
j — фаза этого колебания.
Положим, что фаза колебаний меняется по закону:
j(t) = jm×sin(Wt), где
W — частота модулирующего колебания.
4. Радиорелейные линии с временным уплотнением
Предполагают использование импульсных методов модуляции.
При передаче непрерывных сообщений нет необходимости передавать все значения функции, которая отображает это сообщение, а ограничиться передачей ее мгновенных значений через интервал. По этим значениям непрерывную функцию легко восстановить на приемной стороне.
Интервал времени Dt = T/(2*Fm) называется тактовым и обозначается Т. Замена непрерывного сообщения последовательностью дискретных значений этого сообщения называйся процессом дискретизации сигнала или квантованием сигнала по времени
Так образом, в линию сначала передается сигнал первого канала, затем второго и т. д. до последнего канала, после чего опять включается первый канал и процесс повторяется периодически.
Принцип временного уплотнения заключается в том, что в каждый момент времени в линейном тракте уплотненной цепи передаются сигналы только по одному каналу. Передача информации при временном уплотнении требует синхронности передающей и приемной сторонах линии. Линия как бы поочередно представляется отдельным каналом. Отсюда и название линия с временным уплотнением.
5. Лампа бегущей волны.
В лампах бегущей волны с электромагнитным полем происходит три основных процесса, четко не разделенные во времени и пространстве:
модуляция скорости электронов; группирование электронного потока по плотности и образование пульсирующего конвенционного тока; ("2") передача энергии сгруппированного тока электронов волне;Собственно, лампами бегущей волны исторически называют приборы, в которых направление переноса энергии волны совпадает с направлением движения электронов. ЛБВ являются широкополосными усилительными приборами. Их применяют, как для усиления широкополосных сигналов, так и для одновременного усиления большого числа независимых сигналов в многоканальных системах связи.
6. Пролетные клистроны.
Пролетные клистроны относятся к приборам с электродинамическим управлением, в которых изменение плотности электронного потока достигается в результате модуляции скорости движения электронов, т. е. в динамике, когда ранее вылетевшие замедленные электроны догоняются вылетевшими позже ускоренными.
рис 2.1
На рис. 2.1 схематически показано устройство усилительного пролетного клистрона. Он состоит из катода, двух резонаторов, соединенных трубкой дрейфа, и коллектора. В целях безопасности резонаторы и коллектор заземлены, а на катод подается отрицательное напряжение Uo. В первом резонаторе происходит модуляция электронов по скорости входным сигналом. В трубке дрейфа (пролетном пространстве) они движутся по инерции и вследствие различия скоростей постепенно ускоренные электроны догоняют замедленные – группируются в сгустки, которые в выходном резонаторе наводят СВЧ ток, отдавая таким образом энергию подключенной к выходу полезной нагрузке.
7. Особенности диапазона СВЧ
Международный консультативный комитет по радиосвязи рекомендует применять определенную номенклатуру, состоящую из девяти (с четвертого по двенадцатый) диапазонов частот (длин волн), используемых для радиосвязи.
№ диапазона | Длина волн | Наименование волн | Частоты, ГГц |
8 | 10..1м | Метровые | 0,03..0,3 (ОВЧ) |
("3") Эти диапазоны в технической литературе рассматриваются как единый диапазон, называемый диапазоном СВЧ.
Информационная емкость. Практическая ценность использования диапазона СВЧ для систем обусловлена, прежде всего, его большой информационной емкостью. Действительно, все диапазоны от сверхдлинных до дециметровых волн занимают полосу частот 0,3 ГГц, а СВЧ диапазон, даже без оптического диапазона, - около 3000 ГГц. Следовательно, в диапазоне СВЧ за один и тот же промежуток времени можно передать примерно в 104 раз больше информации, чем в остальных вместе взятых частотных диапазонах, используемых для радиосвязи. Большая информационная емкость диапазона СВЧ, позволяет с помощью широкополосных помехоустойчивых методов модуляции осуществлять высококачественную многоканальную телефонную связь, вести многопрограммные передачи телевидения, а также передавать с большой скоростью информацию в системах автоматизированного управления, использующих ЭВМ.
Квазиоптические свойства и условия распространения. При распространении в свободном пространстве колебания СВЧ имеют квазиоптические свойства, т. е. направление распространения прямолинейно, дифракция и рефракция малы. Амплитуда волн СВЧ быстро уменьшается при удалении их от источника вдоль сферической поверхности Земли, по этому для осуществления радиосвязи между удаленными наземными объектами используются промежуточные ретрансляционные станции.
Волны СВЧ в отличие от более длинных радиоволн и инфракрасных излучений, почти беспрепятственно проходят через ионизированные слои которые окружают Землю. Это дает возможность использовать их для связи с земных станций как с космическими объектами так и между собой через искусственные спутники Земли.
В диапазоне СВЧ сравнительно не сложно создавать антенны с размерами, во много раз превышающими длину волны, что приводит к возможности получения остронаправленного излучения.
Приемопередающие станции СВЧ с остронаправленными антеннами приемлемых габаритов, обеспечивающими пространственную селекцию сигналов, позволяют создавать в заданном географическом районе большое количество радиолиний, в том числе с повторяющимися рабочими частотами, не нарушая условий электромагнитной совместимости.
Прямолинейное распространение волн СВЧ, а также использование остронаправленных антенн затрудняют перехват сигналов и постановку помех в этом диапазоне станциями разведки и помех, расположенными на земной поверхности.
Условия распространения волн СВЧ слабо зависят от времени года, суток, метеофакторов, а также от влияния высотных ядерных взрывов, что обеспечивает постоянство уровня сигнала на входе приемных устройств. Это обстоятельство, в сочетании с низким уровнем промышленных уровнем промышленных и атмосферных помех в диапазоне СВЧ, обеспечивает высокое качество каналов и создание устойчивых и надежных систем связи.
Колебания СВЧ обладают специфическим биологическим действием, что используется в медицине. Вместе с тем при работе с установками СВЧ необходимо соблюдать определенные требования правил безопасности. отметим что в России установлена максимальная допустимая норма плотности потока облучающей мощности в течении 8 часового рабочего дня 10 мкВт/см2, что например в 1000 раз меньше, чем в США.
8. Основные функции фильтров СВЧ.
Фильтр — устройство, предназначенное для выделения из сложного колебания частотных составляющих, расположенных в другой, также заданной области частот.
При помощи фильтров СВЧ решаются важные задачи частотной селекции в аппаратуре радиорелейной, тропосферной и спутниковой связи. Фильтры обеспечивают:
- выделение на входе приемников полезного сигнала из спектра шумов и помех; ограничение спектра излучения передатчиков с целью облегчения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств (фильтры гармоник); одновременную работу приемника и передатчика на антенну (частотно-разделительное устройства — дуплексер); разделение стволов в многоканальных системах (частотно-разделительное устройство — мультиплексер).
Кроме этого, цепи со свойствами фильтра используются для широкополосного согласования генератора с комплексной нагрузкой, построения широкополосных усилителей на полупроводниковых диодах, создания цепей задержки и замедляющих систем и для некоторых других целей.
10. Двойные волноводные тройники
В технике СВЧ многополюсные устройства и, в частности, двойные волноводные тройники используются для сложения и разделения сигналов в измерительных схемах. Они же являются составной частью более сложных устройств: балансных смесителей, диплексеров, невзаимных ферритовых приборов.
("4") Двойной волноводный тройник представляет собой соединение Е - и Н- тройников с совпадающими плоскостями симметрии
(рис 1 а).
Рис. 1
При питании двойного тройника со стороны Е - плеча подводимая мощность делится поровну между первым и вторым боковыми плечами и не поступает в плечо Н. Это свойство объясняется тем, что поле волны Н10, распространяющейся в Е - плече (рис 1 а), возбуждает в боковых плечах Н10 с одинаковыми, вследствие симметрии устройства, амплитудами; направления векторов Е в этих плечах противоположны. Волна Н10 в Н - плече не возбуждается, поскольку электрические силовые линии на входе этого плеча направлены по обе стороны от его вертикальной плоскости симметрии противоположно. Подобное поле возбуждает волну Н20, но размеры волноводов выбираются так, что для этой волны не выполняются условия распространения, и она не переносит энергии, существуя в виде местного поля только вблизи стыка. Поэтому, в соответствии с принятой на рис.1 нумерацией плеч, коэффициент S43=0.
При подключении генератора к Н - плечу мощность распределяется поровну между первым и вторым плечами (рис 1б) и не поступает в Е - плечо. Электрическое поле волны Н10, приходящей из Н - плеча, является продольным по отношению к волноводу 3 и поэтому в Е - плече волна Н10 возбуждаться не будет (рис 1в). Для возбуждаемых в этом плече Е - волн в рабочем диапазоне частот условие распространения (l<lкр) обычно не выполняется, поэтому энергия в Е - плечо не передается и S34=0.
Из сказанного выше следует, что плечи Е и Н двойного тройника взаимно развязаны.
11. Кольцевые мосты
Волноводные, коаксиальные и полосковые кольцевые мосты (гибридные кольца) состоят из четырех тройниковых соединений, связанных отрезками соответствующих линий передачи длиной, кратной Л/4. Поясним основные свойства кольцевых мостов. На рис. 2.1 показана конструкция волноводного кольцевого моста на E-тройниках, а на рис. 2.2 — полосковый мост и его эквивалентная схема: кольцевая линия с волновой проводимостью Y, к которой присоединены линии с волновой проводимостью Y0.
Поясним основные свойства кольцевых мостов, используя рис. 2.2 Из плеча 1 в плечо 3 волны приходят двумя путями, отличающимися по длине на Л/2 (по верхней части кольца и по нижней). Поэтому в точках подключения линии 3 будет узел поля, и энергия в эту линию не передается. Плечи 1 и 3 оказываются взаимно развязанными.
К местам подключения линий 2 и 4 эти волны приходят в фазе, поэтому мощность, поступающая из плеча 1, делится между ними поровну.
Установим, какими должны быть величины Y и Y0, чтобы на любом входе моста, например первом, не было отражений при подключении к остальным плечам согласованных нагрузок. Поскольку в плоскости третьего плеча имеет место узел электрического поля, то можно считать, что в этой плоскости мост замкнут накоротко и поэтому эквивалентную схему можно представить так, как это показано на рис. 2.2в. Проводимость линии в сечениях 2–2 и 4–4 будет равна волновой проводимости Y0, поскольку к этим сечениям параллельно подключены четвертьволновые короткозамкнутые отрезки, входная проводимость которых равна нулю.
Использование в кольцевых мостах трансформирующих свойств, отрезков длинных линий определяет зависимость их характеристик от изменения частоты.
12.Направленные ответвители
Эти устройства представляют собой сочленение связанных между собой определенным образом четырех волноводов, в каждом из которых может распространятся только одна волна.
Направленные ответвители являются восьмиполюсниками. В идеальном случае мощность падающей волны в одном из плеч, не отражаясь от входа, делится только между двумя плечами, в оставшееся плечо сигнал не ответвляется, т. е. оно развязано от входного. При этом в направленных ответвителях мощность делится резко неодинаково: в одно плечо поступает намного большая мощность, чем в другое, называемое плечом направленной связи. На схеме показана передача мощности из плеча 1 в плечи 2 и 4. Здесь плечи 1-3 и 2-4 попарно развязаны между собой. Деление мощности между плечами характеризуют переходным затуханием, которое определяется отношением мощности во входном плече к мощности в выходном.
В реальных устройствах идеальные условия не соблюдаются, поэтому будут иметь место небольшие отражения от входных плеч и просачивание мощности в развязанное плечо. Под характеристикой направленности понимают отношение мощности в цепи направленной связи к мощности в плече, которое должно быть изолированным. Направленность и коэффициент отражения от входов характеризуют качество работы ответвителей. Чем выше КБВ или направленность, тем лучше устройство выполняет свои функции.
Направленные ответвители широко используются в контрольно-измерительной аппаратуре СВЧ для измерения мощности, длины волны, модуля коэффициента отражения от нагрузки в линии передачи, наблюдения формы сигнала. Также направленные ответвители применяются в смесителях приемников СВЧ.
13. Назначение входных малошумящих усилителей и общие требования к ним
("5") В зависимости от способа подключения источника сигнала и нагрузки различают следующие виды МШУ: отражательные с цир-кулятором, проходные с раздельным входом и выходом, балансные, которые могут быть как отражательными, так и проходными.
Активными элементами МШУ СВЧ являются параметрические и туннельные диоды, а также транзисторы.
Снижение шумов на входе приемной системы, улучшает ее предельную чувствительность, т. е. позволяет принимать более слабые сигналы.
К МШУ современных приемных систем предъявляются следующие основные требования:
1. МШУ должны быть пригодны для установки вблизи от облучателя антенны (желательно перед фидером с потерями), обладать малой шумовой температурой и большим коэффициентом усиления
2. Ширина полосы пропускания усилителя должна быть достаточной для безискаженного усиления принимаемого сигнала и обеспечения заданной помехозащищенности.
4. МШУ должен обладать как можно большим динамическим диапазоном, отределяемым отношением мощности входного сигнала, соответствующей насыщению усилителя, к минимальному входному сигналу, определяемому уровнем собственных шумов МШУ.
5. Время вывода МШУ на рабочий режим должно быть минимальным. Должно быть малым и время восстановления работоспособности усилителя после воздействия на него сильной помехи.
6. Надежность усилителя должна обеспечивать определенное количество часов наработки на отказ, при работе в предусмотренных условиях.
7. Усилитель должен быть прост в обслуживании, иметь удобную систему регулировок и контроля. Замена полупроводниковых приборов и других элементов МШУ должна производиться с минимальной подстройкой усилителя. Масса и габариты усилителя, а также потребляемая им мощность должны быть малыми.
14. Детекторы СВЧ
Детектором называют устройство, предназначенное для детектирования колебаний, т. е. выделения их огибающей.
Детекторы СВЧ используют в устройствах контроля или автоматического регулировании уровня мощности и частоты, контроля формы сигналов, а также в детекторных (или прямого усиления) приемниках.
Детектирование осуществляется благодаря нелинейности вольт-амперной характеристики электронного прибора, в качестве которого чаще всего применяют точечные прижимные диоды и ДБШ, реже - обращенные диоды.
К детекторам предъявляют следующие требования:
— высокой чувствительности, которая в основном определяется чувствительностью диода по току;
— хорошего согласования по входу в рабочей полосе частот, которая может составлять десятки процентов для полноводной конструкции и более октавы при коаксиальном или полосковом исполнении;
— малого уровня собственных шумов при их использовании для детектирования слабых сигналов;
— конструкция детектора должна быть надежной и удобной в эксплуатации, иметь малые габариты и массу.
("6") Детектор состоит из устройства связи с СВЧ трактом (согласующего устройства), детекторного полупроводникового диода, фильтра нижних частот и устройства вывода сигнала на постоянном токе и НЧ (в случае модулированного сигнала). Для повышения избирательности и чувствительности детектора диод может быть помещен в резонатор — диодную камеру, играющую роль входного фильтра и являющуюся конструктивной базой для крепления остальных элементов детектора. Обычно СВЧ детектор называют детекторной головкой, или детекторной секцией.
Пример конструкции перестраиваемой волноводной детекторной головки показан на рис. 17.1. Здесь диод 1 помещен в камеру 2, перестраиваемую бесконтактным поршнем 3 длиной l/4, Поршень и согласующие винты 4 ограничивают объем резонансной камеры. Расстояние между согласующими винтами выбрано l/8, что обеспечивает согласование различных проводимостей диодов при их смене без изменения расстояния между диодом и винтами. Диод имеет индуктивную связь с камерой; петля связи образуется диодом и стержнем 5 выходного разъема 6.
15. Особенности смесителей СВЧ
Преобразование частоты — это процесс переноса спектра радиосигнала из одной области частотного диапазона в другую при сохранении структуры сигнала. Преобразование частоты широко используется в супергетеродинных приемниках для получения более низких промежуточных частот в возбудителях и гетеродинах, для переноса сетки стабильных частот в более высокий диапазон, в ретрансляторах для сдвига частоты передачи относительно частоты приема и т. д.
Преобразование частоты осуществляется в смесителе, который совместно с гетеродином входит в состав преобразователя.
В смесителях на нелинейном активном сопротивлении, называемых резистивными, применяют смесительные ДБШ, иногда обращенные; в аппаратуре старых образцов используются выпускаемые и ныне точечные прижимные диоды.
Известны схемы смесителей и преобразователей частоты на туннельных диодах, которые благодаря отрицательному сопротивлению обеспечивают усиление сигнала. Однако устройства на ТД нестабильны в работе, их электрическая прочность и динамический диапазон меньше, а по шумовым параметрам они лишь немного лучше резистивных смесителей.
Современные СВЧ транзисторы также могут быть использованы для преобразования частоты с одновременным усилением, но схемы на них несколько сложнее, чем на диодах.
Общие требования к входным смесителям в рабочей полосе частот следующие: минимальные коэффициент шума и потери преобразования; равномерность АЧХ и линейность ФЧХ; минимальный уровень требуемой мощности гетеродина; максимальная развязка трактов гетеродина и сигнала СВЧ, максимальное подавление нежелательных продуктов преобразования; низкий Кс по сигнальному и гетеродинному входам; кроме того, требуются надежность работы, малые габариты и масса. Различают небалансные и балансные схемы смесителей.
16. Мощные смесители СВЧ
Мощные смесители (МС) используются для формирования рабочих частот передатчиков с диапазонной кварцевой стабилизацией путем переноса спектра модулированных колебаний с некоторой ПЧ в диапазон СВЧ, а также в гетеродинах-возбудителях для сдвига частоты несущей или гетеродина. Основными требованиями к МС являются: обеспечение заданной величины выходной мощности с допустимой неравномерностью в рабочей полосе частот; достаточное подавление побочных продуктов преобразования; малые потери преобразования, высокий КПД, устойчивость в работе, надежность и др.
В качестве МС могут быть применены резистивные смесители Резистивные смесители широкополосны, устойчивы в работе, дают достаточно чистый спектр преобразованных колебаний, однако у них низок уровень выходной мощности (до 10мВт) и велики потери преобразования — около 10 дБ.
Более высокие энергетические показатели имеют смесители на мощных р—п варакторах, работающих в режиме больших амплитуд с отпиранием и накоплением заряда, т. е. с использованием диффузионной емкости. Варакторные МС позволяют получить преобразование частоты с малыми потерями или даже с усилением до нескольких единиц благодаря эффекту параметрического усиления, заключающегося в переносе энергии источника накачки на частоту преобразуемых колебаний (см. далее гл. 19).
Варакторные смесители имеют колебательную систему из контуров, настроенных на частоты входного сигнала, выходного и накачки. Варактор выполняет роль нелинейного элемента связи между контурами, благодаря чему осуществляется преобразование частоты. Контуры также служат для согласования диода со входами смесителя на указанных частотах, чем достигается устойчивая работа при больших мощностях.
В зависимости от типа варактора и схемы построения МС входные и выходные мощности могут быть порядка десятков—сотен милливатт и более, а требуемая мощность накачки — от долей до единиц ватт. При таких мощностях в смесителе возникают сравнимые по интенсивности с сигналом побочные продукты преобразования, подавление которых является сложной задачей. Для этого применяют входные и выходные контуры в виде широкополосных высокоизбирательных фильтров, что позволяет расширить частотный диапазон смесителя до 10... 15%. Находят применение балансные и кольцевые схемы МС, которые без дополнительных фильтров подавляют четные гармоники накачки и их комбинационные составляющие, работают на более высоких уровнях мощности.
К недостаткам варакторных МС следует отнести сложность схем и их наладки, узкополосность и возможность генерации паразитных колебаний на собственных частотах колебательной системы вследствие параметрической регенерации. Кроме того, небольшие изменения уровня накачки вызывают значительные колебания выходной мощности.
Повышение устойчивости работы смесителей достигается применением автосмещения в цепи постоянного тока варактора и стабилизацией уровня мощности накачки и входного сигнала.
17. Назначение и устройство транзисторных генераторов-усилителей мощности СВЧ.
Транзисторные усилители (ТрУ) отличаются малыми габаритами и массой, высокой надежностью и устойчивостью к механическим воздействиям. Возможность работы без генератора накачки, циркулятора или других невзаимных устройств определяет сравнительно невысокую их стоимость. Основной элемент ТрУ — биполярный или полевой транзистор. Малошумящие транзисторные усилители реализуются чаще всего в виде гибридных интегральных схем (однотактных или балансных) и применяются в качестве входных (или вторых после ПУ) каскадов приемных систем.
В настоящее время на практике используются усилители, выполненные как по схеме с общим эмиттером (ОЭ), так и по схеме с общей базой (ОБ).
("7") Конструкции ТрУ сравнительно просты, так как для их работы не требуется развязывающих ферритовых устройств и стабилизирующих цепей.
Транзисторные усилители все чаще выпускаются в герметизированных корпусах; в этом случае замена транзистора возможна только в условиях специализированного предприятия.
Хорошее согласование входных и выходных импедансов, малое изменение коэффициента усиления в широкой полосе частот, линейность характеристик обеспечивают балансные схемы ТрУ. Считается, что в ближайшее время ТрУ станут основным типом МШУ мобильных станций связи в диапазоне частот до 7ГГц.
Транзисторные генераторы и усилители мощности СВЧ
Автогенераторы и усилители мощности СВЧ на транзисторах работоспособны на частотах до 10 ГГц и выше, имеют сравнительно малый уровень ЧМ шумов, хорошую стабильность в работе, низкое напряжение питания, высокую надежность и КПД до 50%. Они не требуют ферритовых развязывающих устройств. Подстройка частоты транзисторных генераторов может осуществляться изменением коллекторного напряжения (изменяется емкость запертого перехода коллектор—база), перестройка частоты в больших пределах — с помощью варакторов или ЖИГ.
Автогенераторы выполняются по трехточечной схеме, причем конструктивно более удобна схема с емкостной обратной связью, которая может реализоваться с помощью делителя напряжения на собственных емкостях транзистора коллектор-эмитер и эмиттер-база. При этом качестве внешнего элемента схемы требуется только индуктивность в цепи база-коллектор. Для лучшего теплоотвода, что позволяет увеличить генерируемую мощность, вывод коллектора обычно соединяют с корпусом.
18. Лавинно-пролетные диоды
Лавинно-пролетные диоды (ЛПД) являются одними из наиболее мощных полупроводниковых приборов СВЧ. Работа ЛПД основана на явлениях лавинного пробоя. С одной стороны на их основе можно создать генераторы с широким диапазоном перестройки частоты; с другой стороны, при разработке генераторов на ЛПД возникает необходимость принимать меры для выделения основых колебаний и предотвращения генерации на нескольких частотах.
Вследствие относительно высокого уровня шумов на основе ЛПД разрабатывают в основном усилители мощности. Коэффициент шума усилителей на ЛПД составляет более 20-30 дБ, причем меньшие значения относятся к арсенид-галлиевым диодам. Коэффициент усиления обычно находится в пределах 8-15 дБ при полосе частот 1 — 10% на один каскад. Максимальная выходная мощность усилителя примерно соответствует максимальной мощности генератора на том же диоде. Увеличение выходной мощности генераторов и усилителей на ЛПД часто достигается за счет применения нескольких диодов или диодов с несколькими мезаструктурами, последовательно соединенными в одном корпусе.
Из-за высокого уровня шумов, особенно в области лавинной частоты, ЛПД может применяться для создания генераторов шума СВЧ-диапазона. Генераторы шума на ЛПД имеют высокую спектральную плотность шума, малые размеры и конструктивно просты.
19. Диоды Ганна
Для усиления и генерации колебаний СВЧ-диапазона может быть использована аномальная зависимость скорости электронов от напряженности электрического поля в некоторых полупроводниковых соединениях. При этом основную роль играют процессы, происходящие в объеме полупроводника, а не в p-n-переходе. Генерацию СВЧ-колебаний в однородных образцах GaАs n-типа при напряженности постоянного электрического поля выше порогового значения впервые наблюдал Дж. Ганн в 1963 г. (поэтому такие приборы называют диодами Ганна).
Частота генераторов на диодах Ганна определяется в основном резонансной частотой колебательной системы с учетом емкостной проводимости диода и может перестраиваться в широких пределах механическими и электрическими методами.
20. Доложить основные параметры каналов тональной частоты
Канал связи – это совокупность среды распространения и каналообразующих средств, обеспечивающих при подключении оконечных устройств обмен информацией между двумя корреспондентами (абонентами).
Ввиду того, что канал ТЧ используется как для передачи речевых сигналов, так и тонального телеграфа и систем передачи данных, то к каналу предъявляются специфические требования. Поэтому каналы должны удовлетворять условиям передачи различных сигналов.
МККТТ установил следующие электрические характеристики каналов:
Остаточное затухание (усиление) и его стабильность во времени. Частотная характеристика остаточного затухания. Фазовая характеристика или частотная характеристика группового сигнала. ("8") Амплитудная характеристика. Коэффициент нелинейности. Устойчивость канала от самовозбуждения. Сдвиг частоты сигнала в канале. Шумовые помехи в канале. Защищенность между разными направлениями передачи и приема. Защищенность от внятных переходных разговоров. Влияние электрического эха. Величина импульсных помех на выходе канала. Паразитная модуляция сигнала. Потеря достоверности в канале.Остаточным затуханием канала называется, разность между уровнями сигнала частотой 800 Гц на входе и выходе канала при согласованных включениях, генератора и измерителя уровня.
Остаточное затухание (особенно его стабильность во времени) является одним из основных параметров, обеспечивающих качество передачи сигналов.
Частотной, характеристикой остаточного затухания называется зависимость, его от частоты 
Этот параметр определяет амплитудно-частотные искажения сигнала, передаваемого по каналу.
Амплитудно-частотные искажения в канале отрицательно, сказываются на качестве передачи сигналов любого вида связи, но, особенно существенно влияют на передачу дискретной информации (сигналов передачи данных, тонального телеграфирования и т. п.
Для корректирования частотной характеристики остаточного затухания канала ТЧ в аппаратуре имеются амплитудно-частотные корректоры.
Доложить основные режимы работы радиостанции Р-414Аппаратура станции обеспечивает следующие режимы работы:
("9") В варианте " ФИМ-24":
- "Оконечный" «Узловой-1»; «Узловой-2»; ретрансляционный по ПЧ - "РЕТР. ПЧ".
В варианте работы с аппаратурой "ЦИ":
- "Оконечный" ("Узловой"); ретрансляционный по ПЧ.
preview_end()
