Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Р. у. формируют радиосигналы с заданными характеристиками, необходимыми для работы конкретных ра-диотехи, систем, и излучают их в пространство. В любых Р. у. осуществляются следующие осн. физ. процессы: генерация эл.-магн. колебаний в заданном участке радиодиапазоиа; управление параметрами этих колебаний (амплитудой, частотой, фазой, поляризацией и т. д.) по закону передаваемой информации (амплитудная, частотная и др. виды модуляции; см. Модулированные колебания)', излучение радиосигналов в пространство при помощи антенны, связанной с генератором электромагнитных колебаний либо непосредственно, либо через линию связи. Помимо создания радиосигналов, предназначенных специально для передачи информации, Р. у. применяются в системах радионавигации, ди-стаиц. зондирования земной поверхности и др. целей.
Структурные схемы Р. у. различны в зависимости от требований к характеристикам формируемых в них радиосигналов. Типовые Р. у. для радиовещания с амплитудной (AM) или частотной (ЧМ) модуляцией строятся обычно по многокаскадной схеме (рис.
1, а, б).
Генерирование высокостабильиых первичных колебаний осуществляется в спец. устройствах — возбудителях Р. у. Иногда (иапр., при ЧМ) формирование радиосигналов производится сразу путём модуляции первичных колебаний. В качестве простых возбудите-
ЯЬЕНЗ
sm
FHZba-IIHibir
S(I)
Рис. 1. Типовые структурные схемы радиопередающих устройств с амплитудной (а) и частотной (б) модуляцией: і — задающий генератор, стабилизированный кварцем (возбудитель); г — частотно-модулируемый возбудитель; 3 — буферный усилитель; 4, —¦ каскады умножения частоты; 5 — модулируемый каскад; в — предо конечный усилитель; 7 — выходной усилитель мошности; S — модулятор; 9 — система авто* подстройки центральной частоты; ю — антенна.
лей используются автогенераторы иа транзисторах, лавинно-пролётных диодах и т. д. Поскольку частота автоколебаний, близкая к собств. частоте колебательной системы, завпеит от режима работы активного элемента, принимаются жёсткие меры по защите всех элементов автогенератора от влияния дестабилизирующих факторов. Мин. достижимый уровень нестабильности частоты автогенератора ограничен шумами, т. е. естеств. флуктуациями фазы и амплитуды автоколебаний (CM. Стабилизация частоты). В совр. Р. у. с быстрой электронной перестройкой в широком диапазоне рабочих частот в качестве возбудителей колебаний используются синтезаторы частот — устройства, генерирующие множество высокостабольных колебаний на дискретных частотах, синтезируемых из колебаний одного прецизионного кварцевого генератора или квантового стандарта частоты. Схемы синтезаторов строятся с использованием систем автоподстройки частоты и фазовой синхронизации колебаний.
Для ослабления влияния последующих каскадов иа режим работы возбудителей колебаний в схемы Р. у. включаются т. и. буферные усилители, потребляющие мин. мощность сигнала от автогенератора. Часто в тех же целях прибегают к умноженню частоты задающего генератора, что одноврем. повышает устойчивость работы Р. у. в целом. В качестве нелинейных элементов в каскадах умножения частоты используют ВЧ-тран-зисторы, пролётные клистроны и др. активные приборы. В диапазоне СВЧ находят применение долупроводии-ковые диоды (варикапы).
\ Выходные усилители мощности Р. у., связанные с антенной непосредственно или через линию связи, обеспечивают заданную излучаемую мощность. Эти усилители строятся по схеме генератора с виеш. возбуждением, и в качестве активных элементов в них используются мощные транзисторы нли металлокерамич. электронные лампы (часто с принудит, охлаждением электродов). В диапазоне СВЧ применяются пролётные клистроны и усилительные приборы с распределённым взаимодействием — лампы бегущей волны и лампы обратной волны.
Управление параметрами колебаний в соответствии с передаваемой информацией S(t) производится с помощью модуляторов. AM в маломощных вещательных Р. у. осуществляется, надр., изменением по закону S(t) управляющего напряжения иа активном элементе; затем происходит усиление модулиров. колебаний. В радиолокации, радиорелейных лешиях связи н ми. др. системах широко применяют разиовидность AM — импульсную модуляцию (ИМ). При ИМ высокочастотные колебания иа выходе Р. у. вырабатываются лишь в течение коротких интервалов времени (импульсов), разделённых бблыпими илн меньшими паузами. В мощных импульсных модуляторах используется метод накопления электрич. (или магн.) энергии в ёмкостных (или индуктивных) накопителях. Накопление энергии происходит во время паузы с последующим разрядом накопителя на генератор через электронный или газоразрядный коммутатор.
Угл. модуляция (частотная, ЧМ, нли фазовая, ФМ) повышает помехоустойчивость системы связи. Для осуществления ЧМ т. и. прямым методом осуществляется электронная перестройка частоты колебаний задающего автогенератора по закону S(Z) (рис. 1, б). Прн этом, для стабилизации несущей частоты используется система автоподстройки, к-рая корректирует медленные уходы частоты автогенератора, вызванные дестабилизирующими факторами. При косвенном методе ФМ применяются высокостабильные задающие кварцевые автогенераторы н производится фазовая модуляция их колебаний. Прн этом сохраняется высокая стабильность центральной частоты, однако полезная девиация частоты ЧМ колебаний на низких модулирующих частотах мала.
