Файл: 1 Классификация и физический механизм работы вч и свч генераторов.docx

М- позиционную ОФМ, или КАМ. При большем числе каналов (до 120) используется временное уплотнение информационных каналов и различные виды импульсной модуляции: амплитудно-импульсная (АИМ), импульсно-кодовая (ИКМ), фазо-импульсная (ФИМ), и т.п. Используется и цифро-аналоговые системы, в которых каждый телефонный канал подвергается вторичному уплотнению цифровыми каналами.

Для систем радиорелейной связи Государственной комиссией по

радиочастотам (ГКРЧ) отведены диапазоны частот представленные в Таблице 12.1 [22]

Таблица 12.1

№	Наименование диапазона частот	Полоса частот (МГц)
	0,06 ГГц	60 – 70
	0,16 ГГц	150,0625 – 150,4875 165,0626 – 165,4875
	0,4 ГГц	394 – 410; 434 -450
	2 ГГц	1427 – 1530; 2300 – 2700
	4 ГГц	3400 – 4200
	5 ГГц	4400 – 5000
	6 ГГц	5670 – 6425; 6700 – 7100
	7 ГГц	6425 – 7110; 7250 – 7550
	8 ГГц	7900 – 8400
	10 ГГц	10380 – 10680
	11 ГГц	10700 – 11700
	13 ГГц	12750 – 13250
	15 ГГц	14500 – 15350
	18 ГГц	17700 – 19700
	23 ГГц	21200 – 23600
	25 ГГц	24250 – 25250
	26 ГГц	24250 – 27500
	28 ГГц	27500 – 29500
	31 ГГц	31000 – 31300
	37 ГГц	36000 – 37000
	38 ГГц	37000 – 39500
	40 ГГц	39500 – 40500
	52 ГГц	51400 – 52600
	57 ГГц	54250 – 59000

---

 

 

Согласно [22], эффективная мощность сигнала одного ствола передатчика не должна превышать 44 дБм (25 Вт). Относительная нестабильность частоты несущей ± 1,5∙10^-5.

При частотной модуляции ГС с числом каналов 12 ÷ 2700 полоса излучаемых частот должна соответствовать таблице 12.2 с допуском +20%.

 

Таблица 12.2

Число телефонных каналов в ГС	Полоса ГС (кГц)	Эффективная девиация на канал (кГц)	Полоса излучаемого сигнала (кГц)
	12 – 60	35 – 100	150 – 425
	12 – 252	35 – 100	205 – 570
	60 – 300	50 – 200	475 – 1350
	12 – 552	50 – 200	685 – 1750
	60 – 1300
	60 – 2540
	312 – 3340
	60 – 4028
	312 – 4636	140 – 200	12120 – 14000
	60 – 5636	140 – 200	13750 – 16260
	312 – 5932
	312 – 8204
	312 – 8524
	312 – 12388

 

Для спутниковой радиосвязи международным Регламентом радиосвязи выделены определенные диапазоны частот, которые в технической литературе обозначаются буквенными символами (литерами), заимствованными из радиолокации (заметим, что распределение диапазонов частот по литерам в разных источниках выдерживается не всегда строго).

В таблице 12.3 [ 23 ] приведены полосы частот в литерных диапазонах, отведённых для спутниковой связи и вещания.

Таблица 12.3

Условные обозначение диапазонов частот
	Наименование диапазона	Полосы частот
L –диапазон	1452-1550 МГц и 1610-1710 МГц
S – диапазон	1930 – 2700 МГц
C – диапазон	3400 -5250 МГц и 5725 – 7075 МГц
X – диапазон	7250 – 8400 МГц
Ku – диапазон	10,70 - 12,75 ГГц и 12,75 - 14,80 ГГц
Ka – диапазон	15,40 - 26,50 ГГц и 27,00 - 30,20 ГГц
K – диапазон	84,0 - 86,0 ГГц

---

 

Большинство действующих геостационарных спутниковых систем работают в диапазонах С (4/6ГГц) и Κu(11/14ГГц). Диапазон Ка(20/30ГГц) в России пока практически не используется, но в Европе и Америке он осваивается достаточно быстро. Дело в том, что эффективность антенн пропорциональна числу длин волн, укладывающихся в ее поперечнике. И, поскольку, с ростом частоты длина волны уменьшается, размеры антенн при одинаковой эффективности уменьшаются с увеличением частоты. Если для приема в диапазоне С требуется антенна 2,4 - 4,5 м, то для диапазона Ku ее размер уменьшится до 0,6 - 1,5 м, для диапазона Ка он может быть уже 30 - 90 см, а для К- диапазона - всего 10 - 15 см. При одинаковых размерах антенн, в более высокочастотных диапазонах возрастает коэффициент усиления и соответственно может быть уменьшена мощность передатчика при одинаковом качестве приёма. Диапазон К относится к перспективным и повидимому будет осваиваться в ближайшем будущем.

 

12.1 Структурные схемы радиостанций РРЛ и КС

 

Согласно таблице 12.2 в аналоговых станциях РРЛ необходимо обеспечить глубокую частотную модуляцию с девиацией до 200 кГц на канал. Поэтому в передатчиках РРЛ используются исключительно прямые методы ЧМ. Чтобы обеспечить при этом высокую стабильность несущей частоты, используют методы автоподстройки ГПД по частоте опорного кварцевого генератора (см. п.п. 5.7.3), или метод интерполяции. Последний заключается в смешении частот двух генераторов с последующим выделением одной из полученных комбинационных частот в качестве несущего колебания. Метод интерполяции иллюстрируется рисунком 12.1



Рисунок 12.1 – Структурная схема интерполяционного метода

формирования сигнала в оконечной станции РРЛ

В генераторе плавного диапазона (ГПД) на промежуточной частоте fПЧ осуществляется частотная модуляция групповым сигналом (ГС). Частота f1 получается путём многократного умножения частоты опороного кварцевого генератора f0, так, чтобы выполнялось условие

f1 >> fПЧ. (12.1)

В этом случае относительная нестабильность выходной частоты, с учётом (12.1), определится следующим выражением

(12.2)

---

Таким образом, при условии (12.1), нестабильность выходной частоты передатчика определяется нестабильностью опорного генератора и практически не зависит от нестабильности ГПД. В зависимости от рабочего диапазона РРЛ, промежуточная частота fПЧ может принимать значения 35, 70 или 140 МГц.

Отметим некоторые особенности построения гетеродина передатчика (опорный генератор

---

+ умножители частоты). При работе РРЛ в сантиметровом диапазоне волн, кратность умножения может составить десятки или даже сотни раз. Как правило, в схемах гетеродинов используются транзисторные умножители с кратностью 2 ÷ 3 на одну ступень. Поскольку в режиме умножения частоты ГВВ требует значительной мощности возбуждения, умножительные ступени чередуются с усилительными каскадами, а в выходных ступенях приходится использовать варакторные умножители (см. рисунок 12.3).



Рисунок 12.3 – Структурная схема гетеродина

Кратности умножения в одной ступени более 3 обычноне используются, из-за появления паразитной амплитудной модуляции. Эту особенность поясняет рисунок 12.4.Амплитудная модуляция (АМ) возникает вследствие того, что за период возбуждения транзисторного умножителя амплитуда коллекторного напряжения успевает затухать, и такое затухание тем значительнее, чем выше кратность умножения.



Рисунок 12.4 – Диаграммы тока и напряжения в коллекторной цепи

умножителя при высокой кратности умножения

 

При малой кратности умножения в одной ступени, глубина паразитной АМ невелика, а спектральные составляющие, ею вызванные, расположены достаточно далеко от основного колебания, и могут быть существенно ослаблены с помощью полосового фильтра.

В тракте гетеродина может включаться фазовый модулятор (ФМ), с помощью которого, при малом индексе модуляции, между станциями РРЛ обеспечивается служебная связь (uc).

В выходных ступенях гетеродина и передатчика, когда длина соединительных проводников становится сравнимой с длиной волны, для защиты активных элементов умножителей и усилителей от перегрузки, приходится включать ферритовые вентили для поглощения отраженных волн, или циркуляторы, которые направляют отраженные волны в балластную нагрузку.

Конструкция одного из вариантов ферритового циркулятора в полосковом исполнении представлена на риснке 12.5 [1]. Слева на этом же рисунке показана топология металлизации, которая наносится методом напыления на изолирующую подложку и ферритовый диск. Ферритовый диск помещается между постоянными магнитами, от расположения полюсов которых зависит направление передачи энергии (по часовой стрелке, или против).

---