ФГБОУВПО «Воронежский государственный технический университет»

Д.В. Журавлёв

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И СВЯЗИ

Утверждено Редакционно-издательским советом

университета в качестве учебного пособия

Воронеж 2011

УДК 681.3

Журавлёв Д.В. Общие вопросы радиоэлектроники и связи: учеб. пособие / Д.В. Журавлёв. Воронеж: ФГБОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2011. 214 c.

Учебное пособие предназначено для изучения второй части курса “Основы радиоэлектроники и связи” студентами заочной формы обучения.

В данном учебном пособии значительное внимание уделено вопросам распространения радиоволн различных диапазонов, а также видам, характеристикам передающих и приемных антенн. Также освещены вопросы телевидения, систем сотовой связи, цифровой обработки сигналов.

Издание соответствует требованиям Государственного общеобразовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 210200 «Проектирование и технология электронных средств», специальности 210201, дисциплине «Основы радиоэлектроники и связи».

Предназначено для студентов заочной формы обучения.

Учебное пособие подготовлено в электронном виде в текстовом редакторе MS WORD XP и содержится в файле «Общие вопросы радиоэлектроники и связи.docx».

Табл. 4. Ил. 71. Библиогр.: 16 назв.

Рецензенты: кафедра радиотехники Воронежского

института МВД России (д-р техн. наук, проф.

А.Н. Голубинский);

канд. техн. наук, доц. М.И. Бочаров

© Журавлёв Д.В., 2011

© Оформление. ФГБОУВПО “Воронежский государственный технический университет”, 2011

Введение

Радиоэлектроника – одна из наиболее быстро развивающихся и широко применяемых областей науки и техники. Она образова­лась в результате синтеза радио, радиотехники, электроники.

Радиотехника – область науки, исследующая генерацию, излу­чение и прием электромагнитных колебаний и волн радиочастот­ного диапазона, а также область техники, занимающаяся разра­боткой, изготовлением и применением устройств и систем, гене­рирующих, излучающих и принимающих электромагнитные ко­лебания и волны радиочастотного диапазона.

У истоков радиотехники лежат научные открытия XIX сто­летия: работы М. Фарадея (Великобритания), выяснившего зако­номерности взаимодействия электрического и магнитного полей, Дж. Максвелла (Великобритания), обобщившего элементарные законы электромагнетизма и создавшего систему уравнений, опи­сывающих электромагнитное поле. Дж. Максвелл теоретически предсказал новый вид электромагнитных явлений — электромаг­нитные волны, распространяющиеся в пространстве со скоростью света. Теорию Дж. Максвелла подтвердил немецкий ученый Г. Герц, в 1886 ­- 1888 гг. экспериментально доказавший суще­ствование электромагнитных волн и их аналогию со светом.

Основываясь на упомянутых результатах, А. С. Попов в 1895 г. изобрел, сконструировал и успешно испытал первый в мире радиоприемник. На год позже радиосвязь осуществил итальянец Г. Маркони.

В начальном периоде развития радиотехники (1895 – 1920) осуществлялась только телеграфная связь на длинных волнах. В радиопередающих устройствах применялись искровые, электро­машинные и электродуговые генераторы. Радиосигналы прини­мались малочувствительными детекторными приемниками.

В процессе развития электроники произошла ее специализация по диапазону используемых волн и другим свойствам. Так по­явились новые области науки и техники: радиоэлектроника, оптоэлектроника, акустоэлектроника.

Радиоволнами условно называют электромагнитные волны в диапазоне частот от 0,001 до . В переводе на длины волн нижняя граница соответствует длине волны в свободном пространстве , а верхняя — . Последнее значение приходится уже на область инфракрасного излучения. В связи с научным прогрессом в области радиоэлектроники электромагнитные волны оптических частот можно излучать не только при помощи тепловых источников и газоразрядных приборов, но и посредством оптических квантовых генераторов (лазеров). По своим свойствам (монохроматичности и когерентности) электромагнитные волны создаваемые квантовыми приборами, вполне тождественны радиоволнам, излучаемым антеннами на более низких частотах.

Именно по этой причине в курсе распространения радиоволн рассматриваются не только радиоволны в указанных выше частотных пределах, но и электромагнитные волны оптических частот, верхняя граница которых имеет порядок .

Следует заметить, что указанные границы спектра радиоволн значительно шире тех, которые принимались до последнего времени. Со стороны низких частот до сих пор радиоволны ограничивались обычно звуковой частотой . Это наиболее низкая частота, применяемая в настоящее время для радиосвязи. В природе встречаются явления, в которых участвуют радиоволны весьма низких частот, измеряемых тысячными долями герца. Такие волны, в частности, создаются при флуктуациях испускаемого Солнцем электронно-протонного потока при проникновении его в атмосферу Земли.