3. Классификация ртс по характеру сообщений

В различных частях РТС (преобразователь сообщения в электрический сигнал, модулятор, передатчик, усилитель, демодуляторы и т. п.) на стадиях передачи, извлечения, обработки и накопления информации используются различные виды радиосигналов (а также сигналов низкой и звуковой частот). Однако можно выделить основной характер сообщений, циркулирующих в системе и используемых сигналов. По этому признаку РТС можно подразделить на непрерывные, импульсные и дискретные или цифровые.

Непрерывные РТС. В этих системах на основных этапах преобразования информации сигнал имеет характер случайного процесса и отображается в непрерывных случайных изменениях того или иного параметра. Примерами таких систем являются радиовещание, пеленгационные системы непрерывных радиосигналов, навигационные системы определения координат на основе измерения разности фаз между непрерывными радиосигналами и т. п.

Импульсные системы. В этих системах информация состоит из последовательности непрерывных случайных величин и отображается в последовательности импульсных сигналов, у которых изменяется один из параметров: амплитуда, задержка и т. п. Примерами таких систем могут служить импульсные радиолокационные системы, системы передачи информации, в которых используется изменение временного положения импульсов, радионавигационные системы, в которых определение координат основано на измерении фазового сдвига на несущей частоте у импульсных радиосигналов.

Дискретные или цифровые системы. Полезная информация в этих системах представляется последовательностью различимых символов и отображается в последовательности различимых дискретных сигналов. Принципиальное отличие цифровых систем от непрерывных и импульсных, именуемых часто аналоговыми, заключается в том, что в цифровых системах полезная информация содержится не в изменениях параметров радиочастотного сигнала, а в самом факте наличия или отсутствия того или иного из различных сигналов. При цифровом способе значительные искажения (отклонения) параметров радиочастотных сигналов при распространении и в аппаратуре мало сказываются на различении и приеме дискретных сигналов. Благодаря этому цифровые системы обеспечивают значительно более высокие точности передачи, извлечения, обработки и накопления информации, предъявляют меньшие требования к точности изготовления и стабильности элементов аппаратуры, однако в таких системах общее число элементов значительно больше, чем в непрерывных и импульсных. От последних цифровые системы сильно отличаются также механизмом воздействия помех, количественной оценкой ошибок (искажений) сообщения и принципом построения процедуры приема сигналов. Цифровые системы составляют прогрессивное и перспективное направление в развитии РТС.

Классификация РТС по используемым частотам. Радиотехнические системы в принципе могут работать в диапазоне радиочастот, примерно от 2 КГц до 300 ГГц. Известно, что диапазон электромагнитных волн охватывает и более высокие частоты, вплоть до волн видимого спектра. Однако здесь ограничимся указанным диапазоном.

Несущая частота имеет исключительно большое значение для свойств и возможностей РТС. От частоты радиоволн зависят особенности их распространения, отражения и рассеяния. Различные виды радиоволн совершенно по-разному отражаются от различных объектов (целей), для излучения и приема радиоволн приходится использовать разнообразные антенны. Поэтому весь диапазон радиоволн разделен на участки (диапазоны), каждый из которых имеет свои особенности распространения, отражения и излучения.

Обращает на себя внимание то, что ширина полосы частот каждого из приведенных в табл. 3 диапазонов волн различна, чем ниже частоты, чем меньше полоса и тем, следовательно, меньшее количество информации может быть выдано при их использовании.

Таблица 3

Диапазон радиочастот	Диапазон длин волн	Наименование диапазона радиочастот	Старое наимено­вание диапазона радиоволн	Наименование вида радиоволн	Особенности распространения, отражении и излучения	Ширина по­лосы частот
3...30 кГц	10...I00 км	Очень низкие частоты (ОНЧ)	Сверхдлинные волны	Мириа метро­вые волны	Проникают вглубь почвы н воды. Очень мало поглощаются в Земле н огибают ее. Отражаются от ионосфе­ры и днем, и ночью. Огибают, не отражаясь, обычные объекты. Антен­ны очень громоздкие	2,7 кГц
30..300 кГц	1-10 км	Низкие часто­ты (НЧ)	Длинные вол­ны (ДВ)	Километровые волны	Мало поглощаются в Земле и час­тично огибают се. Отражаются от ионосферы ночью. Огибают, не отра­жаясь, обычные объекты. Громозд­кие антенны	27 кГц
0.3...3 МГц	100... 1000 м	Средние часто­ты (СЧ)	Средние волны (СВ)	Гектометровые полны	Поглощаются в Земле. Интенсивно отражаются от ионосферы ночью. Огибают, не отражаясь, обычные объекты. Антенны средних размеров	2,7 МГц
3...30 МГц	10...100 м	Высокие час­тоты (ВЧ)	Короткие вол­ны (KB)	Декаметровые волны	Сильно поглощаются в Земле. Ин­тенсивно, но с малыми потерями и избирательно отражаются от ионо­сферы. Слабо отражаются от обыч­ных объектов. Антенны небольших размеров	27 МГц

Продолжение табл. 3

Днапазон радиочастот	Диапазон длин волн	Наименование диапазона радиочастот	Старое наименование диапазона	Наименование вида радиоволн	Особенности распространения, отражения и излучения	Ширина по­лосы частот
30..300 МГц	I...10 м	Очень высокие частоты (ОВЧ)	Ультракорот­кие волны (УКВ)	Метровые вол­ны	Очень сильно поглощаются в Земле. Не отражаются от ионосферы. Рас­пространяются в пределах прямой видимости. Интенсивно отражаются от обычных объектов. Антенны ком­пактные. Просто достигаются направ­ленность излучения и приема	270 МГц
ЗО0...30О0 МГц (0,3…3 ГГц)	0.1...1 м	Ультравысокие частоты (УВЧ)	То же	Дециметровые волны	Распространяются только в пределах прямой видимости. Не отражаются от ионосферы. Интенсивно отража­ются от обычных объектов. Просто достигается направленность излуче­ния и приема	2.7 ГГц
3...30 ГГц	1…10 см	Сверхвысокие частоты (СВЧ)	— » —	Сантиметро­вые волны	Распространяется только в пределах прямой видимости. Избирательно пог­лощаются в атмосфере- Интенсивно отражаются от объектов. Просто дос­тигается высокая направленность из­лучения и приема	27 ГГц
ЗО...30О ГГц	0,1...1 см	Крайне высо­кие частоты (КВЧ)	— » —	Миллиметро­вые волны	Сильно поглощаются в атмосферных образованиях. Просто достигается очень высокая направленность излу­чения и приема	270 ГГц

Из данных табл. 3 следует, что разные диапазоны радиоволн могут и должны иметь различное применение в РТС, поэтому последние можно классифицировать по виду используемых частот.

В последующем при рассмотрении различных РТС будут даны обоснования применению той или иной радиочастоты. В табл. 3 приведены краткие сведения о радиочастотах, используемых в основных видах РТС.

Как следует из табл. 4, наиболее широкое применение в РТС имеют ОВЧ, УВЧ и СВЧ или метровые, дециметровые и сантиметровые волны.

Классификация РТС по модулируемому параметру радиосигнала. Процесс распространения радиоволн, помехи и аппаратура по-разному влияют на различные информационные параметры сигналов, вызывая случайные их отклонения. Поэтому полезно также классифицировать системы по тому, в каком параметре радиосигнала отображается сообщение и изменением каких параметров обеспечивается различимость радиосигналов.

В системах извлечения информации параметр радиосигнала, несущий информацию, определяется принципом действия системы, например: фазовый сдвиг при измерении дальности, разности дальностей и положения фазового фронта радиоволны; доплеровский сдвиг частоты при определении относительной скорости; изменения амплитуды — при переходе в процессе приема для определения положения фазового фронта (направления прихода радиоволн) от разности фаз к амплитуде сигнала (с помощью направленных антенн); задержка импульсного радиосигнала или разность задержек импульсных радиосигналов при определении дальности или разности дальностей и т. п. В зависимости от информационного параметра эти РТС могут быть амплитудные, фазовые и частотные

В системах передачи информации информационный параметр радиосигналов выбирается при создании системы. Применительно к этим РТС при классификации по информационному параметру радиосигнала в качестве основного признака используется вид модуляции. Это объясняется тем, что информационный параметр радиосигнала, в котором отображается сообщение, изменяется в передающем устройстве модуляцией несущей. Поэтому говорят о системах передачи информации с амплитудной (AM), частотной (ЧМ) и фазовой (ФМ) модуляцией, а для импульсных систем также о системах с временно-импульсной (ВИМ) и широтно-импульсной (ШИМ) модуляцией.

В дискретных системах информация содержится в последовательности различимых (или разделимых) дискретный радиосигналов и в рассматриваемом смысле имеют значение параметры этих радиосигналов, изменением которых достигается различимость. В системах передачи информации для различения дискретных радиосигналов наиболее широко используется передача их методом частотной манипуляции, в простейшем случае, при двух символах 0 и 1, радиосигналы передаются на двух несущих частотах f_S1 и f_S2.

Существует также метод фазовой манипуляции для передачи дискретных радиосигналов (на одной несущей, но с разными фазами) и амплитудной манипуляции.

Для удобства и единства в терминологии системы передачи информации, использующие дискретные различимые сигналы для передачи непрерывных сообщений, также определяют как системы со своим особым методом модуляции. Поскольку при этом в передатчике (его модуляторе-манипуляторе) создается последовательность (код) различимых радиосигналов, отображающих значения сообщения, то цифровые системы передачи информации часто называют системами с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ).

Таким образом, РТС полезно классифицировать по назначению, диапазону частот, характеру сообщения (радиосигнала) и информационному параметру радиосигнала. Например, радионавигационная длинноволновая импульсно-фазовая система, или УКВ система радиосвязи с импульсно-кодовой модуляцией и частотной манипуляцией, или сантиметровая радиолокационная импульсно-доплеровская система (информация о скорости отображается в частоте сигнала) и т. п.

Таблица 4

Д иапазон радиочастот	Система передачи и форматирования	Системы радиолокации	Системы радионавигации	Системы радио­управления
3...30 кГц	Глобальные системы с низкой скоростью передачи	Не используются	Глобальные системы радиона­вигации (фазовые гиперболи­ческие)	Не испольяу-ются
30...300 кГц	Используются чало	— » —	Системы дальней навигации	— » —
0.3...3 МГц	Радиовещание	— » —	Системы средних дальностей действия	—-» —
3...30 МГц	Системы связи на большие расстояния с низкой скоростью передачи, в том числе для под­вижных объектов и в трудно­доступных районах. Радиове­щание	Используются ограниченно	Используются мало
30...300 МГц	Системы связи с подвижными объектами на небольших рас­стояниях. Радиорелейные ли­пни. Спутниковые системы свя­зи. Телевидение	Используются в наземных си­стемах обнаружения целей и измерения параметров их дви­жения	Системы ближней радионави­гации и посадки самолетов	Используются
300...3000 МГц	Радиорелейные липни. Спутни­ковые системы связи	Широко используются в высо­коточных наземных системах	Спутниковые радионавигацион­ные системы	Широко ис­пользуются
3...30 ГГц	Радиорелейные линии. Спутни­ковые системы связи	Широко используются в бор­товых РЛС (самолеты, кораб­ли, ракеты)	Системы управления воздуш­ным движением и посадки. Спутниковые системы. Авто­номные системы	То же
30. .300 ГГц	Используются ограниченно	Бортовые системы	Используются ограниченно	Используются ограниченно