ПОДВИЖНАЯ РАДИОСВЯЗЬ – ЧАСТЬ 2

November 9, 2011 by admin Комментировать »

В середине 60-х гг. было создано второе поколение ДКМВ и MB радиостанций подвижной связи: «Ласточка», «Кактус», «Тюльпан», «Сирень», «Гранит», «Пальма», «Алтай», «Карат», «Гроза» и др., выполненных на полупроводниковых приборах (за исключением ламповых выходных каскадов передатчика) и имевших разнос по частоте между соседними каналами 50 кГц. Дальнейшая модернизация радиостанций второго поколения шла по пути полной их транзисторизации («Гранит-М»; «Вилия», «Пальма-П>\ «Пальма-ПН»); разнос по частоте между соседними каналами был сокращен до 25 кГц.

Успехи электроники, появление новых материалов, развитие полупроводниковой и интегральной технологии позволили в середине 70-х гг. приступить к созданию третьего поколения станции подвижной радиосвязи («Лен», «Колос-Р», «Алтай-ЗМ»). При разработке этой аппаратуры большое внимание было уделено схем- но-конструктивной комплексной унификации, включавшей подетальную, узловую и блочную унификации. Эти станции предназначены для работы в диспетчерских системах, радиотелефонных системах общего пользования с фиксированными и равнодоступными каналами, в симплексном и дуплексном режимах. Для них характерны: полная транзисторизация; применение интегральных микросхем; малые объем и масса; минимальное число отдельных блоков; технологичность конструкции; удобство в эксплуатации; доступ при ремонте к любому элементу радиостанции без нарушения ее функционирования; единство элементной базы; возможность подключения различных дополнительных устройств для выхода

Таблица

Характеристика

«Лен»

«Колос-А»

«Алтай-АС-ЗМ»

Диапазон частот, МГц

33…46;

307,01…

301,13…305,81

 

57…57,5

…307,98

337,13…341,81

 

 

(передача)

 

 

 

343,01…

 

 

 

…341,98

 

 

 

(прием)

 

Число рабочих каналов

1…3

4

8

Разнос частот между соседни

25

25

25

ми каналами, кГц

 

 

 

Тип модуляции

Фазовая

Фазовая

Фазовая

Чувствительность приемника,

1,2

2,4

1,2

мкВ, не хуже

 

 

 

Избирательность приемника,

 

 

 

дБ, не менее:

 

 

80

по соседнему каналу (двух-

80

80

сигнальная)

80

80

80

по побочным каналам

Допустимое отклонение часто

±30-ю-6

3 кГц

3 кГц

ты передатчика и приемника,

 

 

 

не более

 

1

1

Выходная мощность приемни

1

ка, мВт, не менее

 

 

 

Выходная мощность передат

8

10,5±4,5

10,5+4,5

чика, Вт, не менее

 

 

 

Максимальная девиация часто

5

5

5

ты передатчика, кГц, не более

 

25

25

Уровень побочных излучений

10

передатчика, мкВт, не более

 

 

 

Потребление от источника пи

 

 

 

тания, не более, в режиме:

 

 

0,3 А

«деж. прием»

0,15 А

8 Вт

 

 

(возимая)

 

«передача»

3,0 А

50 Вт

4,5 А

«переговоры»

4,5

(возимая)

6,3

Масса радиостанций, кг, не бо

6,0

лее

 

 

 

Наработка на отказ, не менее

2500

1500

2000

на АТС, селективного вызова и др.

Унифицированные радиосредства подвижной связи третьего поколения (см. таблицу) получили широкое распространение в народном хозяйстве страны, что было ярко показано на международных выставках «Связь-81» (Москва) и «Телеком-79» (Женева), а также на выставках советской радиоаппаратуры за рубежом: в Берлине, Праге, Брно, Варшаве, Лейпциге, Улан-Баторе.

Радиостанция «Лен» (рис. 1) и ее модификации предназначены для организации диспетчерской радиотелефонной связи в различных отраслях народного хозяйства и замены радиостанций второго поколения «Гранит-М» и «Вилия». Серийно выпускаются 6 модификаций симплексных и 4 модификации дуплексных станций, что вызвано различными условиями использования (стационарные и подвижные). Радиостанции позволяют обеспечить вызов и беспоисковую бесподстроечную радиотелефонную связь с однотипными стационарными и возимыми радиостанциями. Вызов осуществляется посылкой тональной частоты (1000, 1250 и 1450 Гц); приняв сигнал вызова, радиостанция автоматически переходит в режим громкоговорящего приема, при котором осуществляется вызов абонента голосом. Дуплексные станции могут управляться дистанционно по телефонному кабелю. Имеется возможность выхода на АТС.

Дальность связи в условиях среднепересеченной местности и прямой видимости между антеннами кж для симплексных, так и для дуплексных радиостанций составляет 8… 15 км при работе на штыревую антенну, 15…20 км при связи возимой радиостанции со стационарной и до 30 км при связи двух стационарных радиостанций между собой (когда антенны подняты на высоту 15 м). Для увеличения радиуса действия дуплексных станций до 60 км предусмотрено использование ретранслятора.

Система связи для сельских районов «Колос» является централизованной дуплексной системой, обеспечивающей связь центрального диспетчера и абонентов сельской телефонной сети с подвижными абонентами, а также подвижных абонентов между собой (рис. 2).

Радиооборудование («Колос-Р») работает в диапазонах частот 307…344 МГц и состоит из центральной («Колос-4») и абонентских («Колос-А») стационарных и возимых радиостанций (5 модификаций). Всего в полосе 1 МГц размещается 10 стволов (по 4 канала) системы. Система обеспечивает связь в радиусе 20…30 км при высоте подъема антенны центральной радиостанции 75 м.

Рис. 3. Радиостанция системы «Алтай-ЗМ»

и Таллине. Система «Алтай-ЗМ» в Москве содержит: ЦС, установленную на Останкинской телебашне, пункт управления, 1280 АС на подвижных объектах и 40 ведомственных диспетчерских пунктов. В Таллине ЦС была оборудована на телевизионной башне города и обслуживала 150 АС на подвижных объектах. Один из двух стволов был предназначен специально для подвижных морских объектов системы АСУ.

Подвижную радиосвязь второй половины 80-х гг. предполагается обеспечить посредством радиосредств четвертого поколения. В качестве базовой предполагается использовать систему «Транспорт», разрабатываемую для железнодорожного транспорта. Первые радиостанции системы «Транспорт» (РВ-1, РВ-2, РН-1) демонстрировались на выставке «Связь-81».

Развитие систем и средств подвижной радиосвязи требует решения ряда технических проблем, в частности расширения зон обслуживания, увеличения числа абонентов, обслуживаемых системой связи, улучшения качества и совершенствования форм обеспечения связи. В решении этих задач имеются определенные трудности. Для расширения зон обслуживания, т. е. увеличения дальности связи, применение традиционных методов увеличения мощности передатчиков, применение направленных антенн и повышение чувствительности радиоприемников ограничено.

Увеличение мощности передатчиков лимитируется габаритами и массой, допустимыми при размещении в подвижных объектах, а также энергией источников электропитания. Кроме того, работа на больших мощностях ухудшает условия электромагнитной совместимости в системе в целом из-за увеличения уровня взаимных домех.

При ведении связи в движении постоянно меняется направление «а корреспондента. Поэтому для подвижных объектов необходимы ненаправленные антенны, обладающие небольшими габаритами и высокой механической прочностью. Из-за низкого коэффициента направленности такие антенны малоэффективны.

Достижению высокой реальной чувствительности в радиоприемниках препятствуют помехи, возникающие при движении объектов и обусловленные работой систем зажигания двигателей, искрением пантографов на железнодорожных поездах, и так называемые контактные, возникающие при дуплексной работе радиостанций, когда движущийся объект находится в мощном электромагнитном поле, создаваемом собственным передатчиком. Металлические части объекта, изменяющие взаимное положение и контакты при движении, являются источниками вторичного переизлучения с весьма широким спектром вокруг частоты передатчика. Составляющие этого спектра, попадая на вход приемника, снижают его реальную чувствительность.

Условия приема на подвижных объектах характеризуются также замираниями сигналов, так как при движении в антенну попадают как прямые лучи, так и лучи, многократно отразившиеся от местных предметов, что создает вокруг антенны сложную интерференционную картину.

Рассмотренные ограничения и условия характерны для движущихся объектов (в стационарных радиостанциях они проявляются в меньшей степени). Поэтому они определяют выбор основных путей совершенствования и направления развития систем и комплексов технических средств радиосвязи с подвижными объектами.

Эффективным способом расширения обслуживаемых территорий и улучшения качества связи является увеличение числа зон привязки к телефонной стационарной сети с соответствующим увеличением числа стационарных радиостанций, обеспечивающих привязку. Подобные системы для исключения взаимных помех между зонами и экономии частотных ресурсов строятся, как правило, по «сотовому» принципу. Для управления системой в этом случае необходима автоматизированная система управления, обеспечивающая непрерывность связи при перемещении объекта из одной зоны в другую. Возможность автоматического выхода в телефонные сети позволяет подвижным абонентам радиотелефонных систем общего пользования и служебных систем радиосвязи обеспечить соединения с любыми абонентами в масштабах всей страны. Существенное увеличение дальности связи может быть достигнуто при использовании ретрансляций, особенно через труднодоступные и малонаселенные территории с недостаточно развитой телефонной кабельной сетью. При внедрении ретрансляционных методов внимание должно уделяться созданию автоматических ретрансляторов.

Недостаточный энергетический потенциал в системах связи с подвижными объектами можно увеличить, сужая полосу частот, занимаемую полезными информационными сигналами. Этот путь особенно перспективен, так как позволяет, увеличивая дальность связи, расширить зоны обслуживания и увеличить число обслуживаемых абонентов за счет более экономичного расходования выделенных частотных диапазонов.

Техническая реализация этого направления состоит в переходе на цифровую систему связи с применением вокодерных устройств со сжатием спектра. Полоса частот, необходимая для телефонной передачи с хорошей разборчивостью речи и удовлетворительной узнаваемостью абонента, может быть уменьшена до 1…1,5 кГц. Применение вокодерных устройств позволит обеспечить при необходимости засекречивание переговоров между абонентами.

Для увеличения числа обслуживаемых абонентов намечается освоение новых более высокочастотных диапазонов: 900 МГц и выше. При этом, однако, из-за снижения энергетического потенциала и уменьшения дальности связи возникает необходимость увеличения числа зон, обслуживаемых стационарными станциями, для привязки к телефонной сети.

Особое значение для обеспечения высокого качества и надежности связи имеет борьба с помехами. Для снижения уровня индустриальных и контактных помех принимается ряд мер: установка фильтров в системе зажигания и электрооборудования подвижных объектов, применение устройств искрогашения в токосъемах, надежное закрепление механических частей й деталей, стабилизация контактов между деталями и частями объекта путем установки токопроводящих металлических перемычек и др.

Для защиты от помех, создаваемых собственным передатчиком и другими радиостанциями, принимаются меры по повышению эффективной избирательности радиоприемных устройств. В приемники вводятся устройства подавления импульсных помех и шумов. С переходом на цифровые каналы широкое применение найдут различные методы помехоустойчивого кодирования.

Важное значение для борьбы с замираниями сигналов могло бы иметь применение различных способов разнесенного приема: по пространству, поляризации и частоте. Однако здесь имеются трудности. Для реализации методов пространственного разнесения, которые на подвижных объектах могут быть осуществлены в диапазоне метровых волн, требуется установка дополнительного оборудования: антенн, радиоприемников. Для реализации методов частотного разнесения дополнительного оборудования не требуется, но необходимо выделить для каждой связи дополнительные частотные ресурсы. Наиболее эффективные системы широкополосной многочастотной связи реализуются с использованием значительного числа частотных каналов для одной связи, что, как правило, неприемлемо.

В этом отношении более перспективными являются частотно- адаптивные системы, в которых группе абонентов выделяется набор равнодоступных частот. При установлении связи ведется предварительный анализ выделенных частот и связь устанавливается на свободных или наименее загруженных частотах. Реализация частотно-адаптивных систем возможна при автоматизации всех процессов установления и ведения связи.

Базой совершенствования систем связи с подвижными объектами является развитие и совершенствование комплекса технических средств, входящих в систему, и в первую очередь радиостанций.

Важнейшим направлением совершенствования радиостанций является разработка и широкое применение в них синтезаторов частоты, обеспечивающих существенное увеличение числа стабильных частот для организации связи. Особенностями синтезаторов подвижных и носимых радиостанций являются малое энергопотребление при весьма больших спектральной чистоте и скорости переключения частоты, а также малых габаритах и массе. Успехи современной технологии и микроэлектроники позволяют создать однокристальный синтезатор с требуемыми характеристиками.

Разработка перспективных синтезаторов должна сочетаться с созданием радиоприемников и передатчиков с электронной автоматической перестройкой по частоте. Именно при таком сочега- нии эффективным становится использование частотно-адаптивных систем, систем с программированием частот и поиском свободных каналов путем сканирования. В качестве элементов для электронной перестройки контуров и коммутации фильтрующих элементов приемников и передатчиков широкое применение найдут варикапы, коммутационные диоды, в том числе р—i—я-диоды, ферроварио- метры, высоконадежные реле на базе герконов. При разработке фильтрующих устройств большое внимание уделяется созданию электронно управляемых антенно-разделительных фильтров для симплексной и особенно дуплексной работы, так как эти фильтры, используемые для развязки выхода -передатчика и входа приемника, должны одновременно иметь высокую линейность при больших уровнях мощности и вносить малые потери и шумы.

Наряду с совершенствованием радиостанций, важнейшее влияние на развитие систем связи оказывает автоматизация коммутационного, контрольного и управляющего оборудования, функции которого непрерывно усложняются. Основой для этого является широкое применение вычислительной техники, микропроцессоров и микропроцессорных систем.

Разработка автоматизированного и алгоритмически гибкого коммутационного и контрольно-управляющего оборудования — необходимое условие создания автоматических координированных систем управления центральными станциями или диспетчерскими пунктами, реализации сложных алгоритмов функционирования адаптивных систем и систем с программным управлением и сканированием.

Особое значение имеет автоматизация процессов выхода на стационарные АТС. Использование микропроцессорных систем позволит не только автоматизировать передачу, прием и обработку избирательных вызовов, но и внедрить перспективные методы запоминания номеров абонентов и автонабора, при которых путем набора одной-двух цифр производится набор полного номера абонента (который содержит 18…19 цифр при междугородних переговорах) и его автоматическое повторение при занятости канала. Это позволит сократить время установления соединений, упростить пользование системой и тем самым улучшить качество обслуживания абонентов.

Повышение удобств обслуживания связано с разработкой выносных панелей управления и обеспечением дистанционного управления всем оборудованием, включая радиостанции, что позволит размещать панели управления, номеронабиратели, дисплеи или табло отображения в удобных местах, а собственно аппаратуру в необслуживаемых местах.

Дальнейшим направлением повышения качества обслуживания в системе связи с подвижными абонентами является разработка различных сервисных приставок. К их числу следует отнести модемы для передачи цифровой информации, устройства для кодирования и подготовки сообщений для последующей быстрой передачи, что особенно важно для радиосистем передачи данных, устройства для документирования принятой телефонной или цифровой информации.

Совершенствование комплекса технических средств для систем радиосвязи с подвижными объектами требует уменьшения габаритов и массы аппаратуры. В ближайшие годы благодаря успехам микроэлектроники эти показатели могут быть существенно улучшены, главным образом, благодаря применению больших интегральных микросхем, выполненных по гибридной или полупроводниковой технологии. Так как экономические затраты на подготовку производства и серийный выпуск такой аппаратуры достаточно большие, следует более широко внедрять поблочную и узловую унификацию аппаратуры радиосвязи, используемой в радиотелефонных системах общего пользования, служебных системах радиосвязи, системах персонального вызова и аварийных служб.

Перспективы развития связи с подвижными объектами чрезвычайно широки, производство аппаратуры будет непрерывно возрастать. В будущем каждое транспортное средство будет оснащаться оборудованием для обеспечения радиосвязи, а создаваемая в стране общегосударственная система подвижной радиосвязи, которая явится новой составной частью Единой автоматизированной сети связи страны, обеспечит связь любого подвижного абонента, где бы он ни находился, с любым абонентом в стране.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты