Каналы радиосистем

Содержание
Каналы Радиосистем
1. Классификация радиоканалов. Диапазоны частот
2. Помехи в радиоканалах
3. Дальность действия радиосистем в идеальных каналах
4. Статистические методы анализа радиоканалов. Оптимизация линейных блоков канала
5. Модели каналов передачи информации

Классификация радиоканалов. Диапазоны используемых волн

Каналом радиосистемы называют часть радиотехнических средств, определенным образом выделенную из информационной системы. Множество сигналов, которые могут быть поданы на вход радиоканала, рассматриваются как источник входных сигналов. Сигналы, снимаемые с выхода канала, служат для последующего преобразования в системе вплоть до получения низкочастотного или первичного сигнала.

Радиоканалы могут классифицироваться по различным признакам. Так, в зависимости от назначения информационной системы различают каналы радиосвязи, каналы получения радиолокационной, радионавигационной информации и т. д. Каналы радиосвязи различают по назначению системы передачи: каналы радиотелеграфии, радиотелефонии, радиотелевидения, каналы передачи данных и т. д.

Важнейшей составной частью канала радиосвязи является линия связи. При использовании в качестве радиолинии окружающего пространства различают тропосферные, ионосферные, радиорелейные, космические линии связи и др.

В разнесенных и многопозиционных активных РЛС можно рассматривать каналы зондирующих и каналы отраженных радиоволн. В неавтономных РНС следует отдельно рассматривать каналы распространения сигналов от радионавигационных точек.

Каналы радиосвязи различают по диапазону электромагнитных волн. Диапазон используемых для радиосвязи волн простирается от 3\cdot {{10}^{3}} до 3\cdot {{10}^{12}} Гц. Весь диапазон принято подразделять в поддиапазоны, указанные в табл. 1 (в скобках указаны широко используемые, но нестандартные названия диапазонов волн). Диапазон децимиллиметровых волн вплотную подходит к диапазону инфракрасных волн. За последние десятилетия в области радиосвязи проявилась характерная тенденция к переходу на все более короткие волны. Это связано с возможностью получения остронаправленного излучения при небольших размерах антенных систем, возможностью повышения скорости передачи сообщений с меньшей интенсивностью атмосферных, индустриальных и другого вида помех, расширением возможностей применения широкополосных систем модуляции и повышения скрытности передачи.

Таблица 1

Наименование волн Длины волн Частоты
Декакилометровые (сверхдлинные СДВ)Километровые (длинные ДВ)

Гектаметровые (средние СВ)

Декаметровые (короткие КВ)

Метровые (ультракороткие УКВ)

Дециметровые

Сантиметровые

Миллиметровые

Децимиллиметровые

10…100 км1…10 км

100…1000 м

10. ..100 м

1…10 м

0,1…1м

1…10.см

1…10 мм

1…0,1 мм

3…30 кГц30…300 кГц

0,3…3 МГц

3…30 МГц

30…300     МГц

300…3000   МГц

3…30 ГГц

30…300     ГГц

300…3000   ГГц

 

Выбор рабочего диапазона волн, используемых в РЛС и РНС, определяется следующими соображениями. Активная радиолокация основана на явлении отражения или рассеивания радиоволн от объекта, электрические характеристики которого отличны от параметров среды. Такой объект, облученный электромагнитным колебанием, становится источником отраженного (вторичного) электромагнитного поля. Интенсивность вторичного излучения существенно зависит от длины волны электромагнитного поля \lambda . Характер этой зависимости определяет диапазон радиоволн, пригодный для обнаружения. Если линейные размеры l объекта значительно превышают \lambda :

l\gg \lambda ,  (2.1)

то мощность вторичного излучения от \lambda практически не зависит. Если l\ll \lambda , то мощность вторичного поля обратно пропорциональна {{\lambda }^{4}} . При этом с увеличением длины волны мощность вторичного излучения резко падает, что приводит к соответствующему уменьшению дальности обнаружения. Отсюда следует, что в радиолокации целесообразно использовать такие волны, которые удовлетворяют соотношению (2.1). Поэтому для обнаружения самолетов, автомашин и т. п. нужно использовать диапазон метровых и более коротких длин волн. С укорочением длины волны возникает также возможность формирования более узкого радиолуча, обеспечивающего сильное разрешение целей по угловым координатам и более экономное расходование энергии передатчика. (Известно, что ширина диаграммы направленности антенны прямо пропорциональна длине волны и обратно пропорциональна линейному размеру апертуры антенны, так что при заданном линейном размере антенны с укорочением длины волны достигается сужение луча). Вместе с тем, при выборе рабочих длин волн следует учитывать и свойства среды распространения — затухание радиоволн сантиметрового и миллиметрового диапазона в атмосфере может оказаться весьма значительным, что ограничивает возможности укорочения \lambda . Очевидно также, что в силу прямолинейного характера распространения метровых радиоволн для загоризонтной радиолокации следует использовать более длинные волны, в частности, диапазон декаметровых волн 10.. .100 м, способных отражаться от верхних слоев атмосферы.

Диапазон волн, используемый в радионавигации, значительно шире, чем в радиолокации. В неавтономной РНС отражающие свойства объекта не используются и выполнение условия (2.1) не является обязательным. В РНС выбор волн обусловлен практически теми же соображениями, что и в системах радиосвязи: условия распространения в реальной среде, выполнение регламента радиосвязи. При определении местоположения объекта на больших расстояниях (8.. .10 тыс. км) в РНС используются декакилометровые волны (порядка 10... 100 км), при расстояниях 1... 3 тыс. км — километровые (1... 10 км) и гектометровые (0,1... 1 км). В ряде случаев (радиовысотомерах, доплеровских измерителях скорости и угла сноса) используют и более короткие волны.