Undele Radio

20
UNDELE RADIO UNDELE RADIO si radiodifuziunea si radiodifuziunea Lazar Lazar Bogdan Bogdan a XI-a A a XI-a A

description

undele radio

Transcript of Undele Radio

  • UNDELE RADIOsi radiodifuziuneaLazar Bogdan a XI-a A

  • Unde radioUndele radio snt unde electromagnetice utilizate n special pentru transmisii de radio i televiziune, cu frecvene de la civa kilohertzi pn la civa gigahertzi (1 GHz = 109Hz). n anumite aplicaii speciale ns domeniul de frecvene poate fi mult extins. Astfel, n comunicaiile cu submarinele se folosesc uneori frecvene de doar civa heri, iar n comunicaiile digitale fr fir sau n radioastronomie frecvenele pot fi de ordinul sutelor de gigahertzi. Uniunea Internaional a Telecomunicaiilor, forul care reglementeaz telecomunicaiile prin unde radio, stabilete prin convenie limita superioar a frecvenei undelor radio la 3000 GHz.

  • BenziPentru transmisii radio i TV se definesc benzile:Radio Unde lungi: 153 kHz - 279 kHzUnde medii: 531 kHz - 1620 kHzUnde scurte: 2310 kHz - 25.820 kHzUnde ultrascurte: 88 MHz - 108 MHzTeleviziune Banda I (canalele 2-6): 54 MHz - 88 MHzBanda III (canalele 7-13): 174 MHz - 216 MHzBenzile IV i V (canalele 14-69): 470 MHz - 806 MHz

  • Radiodifuziunea Radiodifuziunea este o form de radiocomunicaie unilateral destinat transmiterii programelor pentru recepia public. Principalele forme de radiodifuziune sunt:radiodifuziunea sonor, destinat transmiterii programelor de radio, iradiodifuziunea vizual (televiziunea radiodifuzat), destinat transmiterii programelor de televiziune.n prezent, n radiodifuziune sunt folosite ca purttoare de sunet, undele kilometrice, hectometrice, decametrice i metrice, iar n televiziune undele metrice i decimetrice, ca purttoare de sunet i imagine. Folosirea lungimilor de und mici prezint avantaje n ceea ce privete reducerea perturbaiilor, creterea numrului de canale de transmisiune fr perturbare reciproc, lrgirea domeniului de frecvene a semnalului transmis, dirijarea emisiei, dar se micoreaz zona de serviciu a emitoarelor.

  • n radiodifuziunea sonor sunt folosite, n funcie de tipul programului transmis, modulaia n amplitudine sau modulaia n frecven. Sunt modulate n amplitudine undele kilometrice, hectometrice i decametrice, iar undele metrice sunt modulate n frecven. n televiziune, semnalul de imagine moduleaz n amplitudine purttoarea de imagine, iar semnalul de sunet moduleaz n amplitudine sau n frecven purttoarea de sunet. Pentru evitarea perturbrii emisiilor cu frecvene purttoare nvecinate, se stabilete prin acorduri internaionale repartizarea frecvenelor i a benzilor de frecvene pe tipuri de radiocomunicaii, regiuni ale lumii, respectiv ri i staii de emisie.

    Prima demonstraie de radiodifuziune sonor a avut loc n 1906, fiind efectuat de ctre Reginald Fessenden. Organizarea emisiunilor regulate de radiodifuziune sonor dateaz din perioada anilor 1919 - 1920 (n special n SUA i URSS). n 1922 s-au realizat emisiuni radiofonice n Anglia i Frana, n 1923 n Germania, iar n 1924 n Italia. n Romnia primele emisiuni radiofonice au avut loc n 1925, iar primul organism oficial, creat n 1928 cu scopul realizrii unor programe radiofonice regulate, a fost Societatea de Difuziune Radiotelefonic. Postul naional de radio din Romnia a fost inaugurat la 1 noiembrie 1928, iar Studioul naional de televiziune la 31 decembrie 1956.

  • Emitorul Emitorul (sau radioemitorul) este un aparat sau o instalaie care produce energie de radiofrecven modulat n vederea asigurrii unei radiocomunicaii

    Emitorul de radiodifuziune sonor

    Acesta produce energie de radiofrecven modulat, reprezentnd un semnal de audiofrecven.

    Se compune, n principal, dintr-un oscilator de radiofrecven, stabilizat cu cuar, un amplificator separator, un modulator, un amplificator de putere i o surs de alimentare.

    Funcioneaz n gamele de unde lungi (UL), medii (UM) i scurte (US), producnd oscilaii electromagnetice modulate n amplitudine, precum i n gama de ultrascurte (UUS), producnd oscilaii electromagnetice modulate n frecven.

    Pentru a asigura un raport semnal/zgomot ct mai mare, frecvenele nalte ale spectrului audio sunt accentuate (dezaccentuarea corespunztoare revenind radioreceptorului).

  • Emitorul cu modulaie n amplitudinen cazul emitorului cu modulaie n amplitudine, modulaia se efectueaz n etajul final al amplificatorului de putere (modulaie la nivel ridicat al semnalului), sau n unul din etajele precedente (modulaie la nivel sczut al semnalului).Emitorul cu modulaie n amplitudine radiaz puteri de pn la 1.000 kW, ntr-o singur unitate, n gama de UL sau UM i 300 - 500 kW n gama US. n gama de UUS, puterile sunt limitate la 20 - 50 kW, raza de aciune a emitorului fiind redus datorit fenomenelor de propagare. Are randament ridicat (pn la 70% n gama UM i 55 - 60% n gama US).

  • Emitorul cu modulaie n frecvenn cazul emitorului cu modulaie n frecven se utilizeaz modulaia la nivel sczut.Emitorul cu modulaie n frecven radiaz puteri variind de la civa wai pn la cca. 50 kW. Acet tip de emitor poate transmite i emisiuni stereofonice, dac au n componena lor uncodor stereofonic.Emitorul de televiziuneAcesta produce energie de radiofrecven modulat, reprezentnd semnalul de televiziune de radiofrecven, mpreun cu semnalul modulat de sunet asociat. Se compune, de fapt, din dou emitoare, unul de imagine i unul de sunet, cuplate la aceeai anten cu ajutorul unui diplexer imagine-sunet. Pentru o recepie optim, raportul puterilor emitorului de imagine i a emitorului de sunet este normat: 10:1 sau 5:1.

  • Emitorul de imagineSe compune dintr-un oscilator de radiofrecven stabilizat cu cuar, un multiplicator de frecven, un modulator, un amplificator de putere, un etaj pentru refacerea componentei de curent continuu, filtre de rejecie, linia de transmitere a energiei de la emitor la anten i sursa de alimentare.Funcioneaz n gamele de unde metrice i decimetrice, respectiv benzile de televiziune I - III (FF - foarte nalt frecven) i IV - V (UF - ultra nalt frecven), producnd oscilaii electromagnetice modulate n amplitudine. Emitorul de imagine radiaz puteri atingnd zeci sau sute de kW. Modulaia n amplitudine se efectueaz n etajul final (la nivel nalt al semnalului) sau ntr-unul din etajele precedente (la nivel sczut al semnalului). n scopul reducerii benzii de frecvene ocupate de semnal (cu aproximativ 30 - 35%), una din benzile laterale se reduce cu ajutorul unui filtru sau prin acordarea circuitelor oscilante ale etajelor amplificatoare de putere n mod convenabil, transmisiunea purtnd numele de transmisiune cu rest de band lateral.Potrivit normelor din Romnia, emitorul de imagine trebuie s permit transmiterea uniform, cu distorsiuni mici, a componentelor laterale ntr-o band de 6,75 MHz.

  • Emitorul de sunetAcesta este un emitor cu modulaie n frecven, n Romnia avnd frecvena purttoare mai mare cu 6,5 MHz dect a emitorului de imagine, conform normelor de televiziune D i K. n principal, are caracteristici asemntoare cu ale emitoarelor modulate n frecven pentru radiodifuziunea sonor.

  • Radioreleul Radioreleul reprezint un sistem de radiocomunicaii dirijate pe unde metrice, decimetrice, sau centimetrice, utilizate la transmiterea semnalelor radio ntre dou puncte prin recepii i retransmisii succesive efectuate n puncte intermediare. n general ntre punctele de emisie i recepie exist vizibilitate direct.

    Comunicaiile prin radiorelee se realizeaz pe urmtorul principiu: o und electromagnetic concentrat ntr-un fascicul ngust, cu ajutorul unei antene de emisie directive, este orientat spre punctul de recepie n care, cu ajutorul unei antene de recepie directive, se culege maximum de energie posibil. Semnalul recepionat este amplificat i retransmis ctre punctul urmtor. Astfel, din aproape n aproape, semnalele pot fi transmise pe disane de ordinul miilor de kilometri. n cazul unnei legturi bilaterale, un al doilea fascicul de unde electromagnetice se propag n sens invers.

    Tehnica radioreleelor folosete pentru transmiterea informaiilor domeniul de frecvene 30 MHz - 40 GHz, n benzi alocate prin Regulamentul Radiocomunicaiilor, cu puteri ale emitoarelor pn la 20 W.

  • Radioreleele fixe sunt folosite pentru stabilirea unor legturi stabile ntre anumite puncte. n general, intr n compunerea liniilor i a reelelor de radiorelee, cu ajutorul crora se asigur legturi de semnal naionale i internaionale. O linie de radiorelee poate cuprinde mai multe ci telefonice (de la 24 la 2.700), fiecare dintre acestea putnd cuprinde, la rndul lor, mai multe canale telegrafice sau de fototelegrafie; canale de radiodifuziune sonor, canale de telecomand, telesemnalizare, telecontrol, transmisii de date; canale de televiziune cu sunetul asociat; canale pentru imagini sau date de radiolocaie.Radioreleele mobile servesc att pentru realizarea legturilor telefonice temporare, ct, mai ales, pentru transmiterea semnalului de televiziune i a sunetului asociat de la carul de reportaj de televiziune la staia de recepie sau la o staie a reelei de radiorelee fixe, pentru a fi transportat la centrul de televiziune.

  • RADAR RADAR (radio detection and ranging, adic detectarea prin radio i determinarea distanei) reprezint o instalaie de radiolocaie care radiaz microunde electromagnetice i folosete reflexia acestora pe diferite obiecte pentru a determina existena i distana lor fa de anten. Se compune, de obicei, dintr-un emitor, un receptor i un sistem de antene (care, de obicei, se poate roti n plan orizontal i/sau vertical) cu directivitate pronunat. Receptorul cuprinde i un indicator al existenei i poziiei obiectului (de obicei un tub catodic cu persisten mrit a imaginii).Dei principiile radarului au fost enunate de ctre Nicolae Tesla la sfritul secolului al XIX-lea, primele implementri fizice au avut loc n Marea Britanie, pe coasta de sud, n 1935 - 1936. Iniial, aparatele erau destinate navigaiei maritime, ns ele s-au dovedit foarte utile n timpul celui de-Al Doilea Rzboi Mondial, pentru detecia din timp a bombardierelor inamice.

  • Principiu de funcionareSistemul de coordonate polare ale radarului, raportat la sistemul cartezianPrincipiul de baz al radarului este reprezentat de reflexia microundelor pe suprafee solide. Receptorul, analiznd diferena de timp dintre emisia i recepia undei reflectate de ctre un corp detectat, poate aprecia distana r a acestuia fa de sursa microundelor. Antena de microunde este reciproc, putnd att emite ct i recepiona undele electromagnetice. Cele dou stri ale antenei funcioneaz secvenial (pe rnd).

  • Pentru obiectele n zbor, poziia este caracterizat de trei coordonate. n practic nu se folosete sistemul tridimensional (cartezian) ci se lucreaz cu coordonate polare (vedeti slide-ul urmator). Azimutul i unghiul de nlre nu pot fi deduse prin procedeul radar. Ele sunt stabilite la sol, cu ajutorul mecanismului de orientare al antenei. Poziia curent a acesteia se compar cu cea de referin: orientarea ctre nord ( = 0) pe o traiectorie paralel cu solul ( = 0).

    n mediile militare, unghiul nu se exprim n grade sau radiani, ci n sutimi. Acestea sunt uniti fixe, corespunztoare principalelor puncte cardinale, n sens antitrigonometric (N = 000 sutimi, E = 100 sutimi, S = 200 sutimi, V = 300 sutimi i iari N = 400 sutimi). Spre exemplu, unghiul corespunztor direciei NNE va avea 25 sutimi, iar cel corespunztor direciei SVV 275 sutimi.

  • Limitri ale radaruluiDistana maxim rmax pn la care un radar poate detecta corpurile zburtoare depinde de puterea de emisie a antenei:n formula de mai sus, reprezint suprafaa de reflexie eficace (ori seciunea transvesrsal), Pe puterea emis de anten, Pr min puterea reflectat minim, nc detectabil, G ctigul antenei (gain), iar lungimea de und a radiaiei emise.

    Distana minim rmin de detecie a radarului este limitat de valoarea minim a intervalului t msurabil. n practic, rmin < 100 m, ceea ce nseamn c obiectele ce zboar la o altitudine mai mic de 100 m nu sunt detectate de ctre radar.Lipsa reflexiei sau mai bine zis lipsa unei unde reflectate care s poat fi captat de ctre radar este un fenomen caracteristic corpurilor fr poriuni rotunjite. Acest fapt a fost exploatat de ctre fabricanii avioanelor cu tehnologie stealth, care pe lng dotarea lor cu un strat absorbant de microunde, le-au creat avnd la baz o arhitectur numai cu unghiuri i suprafee plane. Astfel, posibilitatea ca o und reflectat de ctre suprafeele plane ale avionului s ajung napoi la radar este foarte mic, iar n cazul n care ar avea loc, s-ar ntmpla doar pentru o fraciune de secund (avionul micndu-se, urmtoarea und reflectat va ajunge n alt loc). Lockheed F-117A Nighthawk este primul avion operaional din lume care folosete tehnologia stealth.

  • Radarul de circulatieTermenul de radar este deseori folosit greit pentru dispozitivele de detecie a vitezei corpurilor mobile, folosite i de ctre organele de ordine n monitorizarea circulaiei auto. Aceste dispozitive au la baz un alt fenomen fizic, diferit de cel radar: efectul Doppler. Antena emite, la intervale fixe , pachete de microunde cu frecvena fe. ntre intervalele de emisie, ea recepioneaz frecvena undei reflectate fr. Viteza de micare a corpului este calculat automat dup formula

    n formul, c reprezint viteza de propagare a undei emise, iar este unghiul dintre direcia de emisie a antenei i orizontal. Deoarece n calculul final se face aproximaia cos 1, nseamn c acest unghi trebuie s fie mai mic de 10. n practic, radarul auto este orientat de-a lungul drumului i frecvena emis de acesta are valori de la 3 GHz n sus. La 3 GHz, dispozitivul poate detecta viteze ntre 36 i 144 km/h.