Радиопередатчик

РАДИОПЕРЕДАТЧИК, устройство, генерирующее электромагнитные колебания радиочастоты и модулирующее их колебаниями более низкой частоты, создаваемыми телеграфным кодом, речью, музыкой, сигналами телевидения, радиолокации и др., для передачи их в антенну, излучающую радиоволны.

Советский Энциклопедический Словарь. — Москва, 1980. — С. 1106

РАДИОПЕРЕДАТЧИК, в сочетании с антенной служит для передачи радиосигналов а системах радиосвязи, радиовещания и т. д. Осн. элементы: генератор высокочастотных электрич. колебаний; модулятор для управления параметрами этих колебаний (их модуляции) в соответствии с передаваемым сообщением.

РАДИОПЕРЕДАТЧИК // Большая российская энциклопедия. Электронная версия (2016) // Версия 2023

РАДИОПЕРЕДА́ТЧИК, устройство (комплекс устройств), предназначенное для получения электромагнитных колебаний в диапазоне радиочастот с целью их последующего излучения антенной. Первый Р. с антенной был продемонстрирован Г. Герцем в 1887.

Р. – важнейшая составная часть систем радиосвязи, звукового и телевещания, радиолокации, радионавигации и др. Обычно Р. содержит задающий генератор, модулятор, промежуточные каскады (функциональные узлы), выполняющие разл. функции (напр., предварит. усиление напряжения и мощности сигнала, умножение частоты) и мощный выходной каскад усиления, что обусловлено гл. обр. требованием получения достаточно мощных колебаний с высокой стабильностью несущей частоты. Для генерирования и усиления электрич. колебаний в Р. используют электронные лампы (мощные триоды, тетроды), магнетроны, клистроны и твердотельные электронные приборы (преим. транзисторы). Совр. элементная база позволяет все маломощные каскады Р. конструировать на единой цифровой интегральной схеме, причём методы обработки обеспечивают необходимую фильтрацию (частотную селекцию) сигналов, ранее проводимую отд. резонансными контурами или электрич. фильтрами, содержащими катушки индуктивности и конденсаторы. Охлаждение элементов усилителей мощности (в осн. электронных ламп и транзисторов) производится воздушными, водяными или паровоздушными системами.

Осн. параметры и характеристики Р., определяемые его назначением, характером передаваемых сигналов (импульсные, непрерывные), протяжённостью радиолинии и типом антенны: вид модуляции (амплитудная, фазовая, частотная, импульсно-кодовая и др.); мощность колебаний – от нескольких мкВт (используются для контроля за функционированием органов человека) до сотен МВт (загоризонтные РЛС); диапазоны рабочих длин волн – от мириаметровых (напр., радиосвязь с подводными лодками) до миллиметровых (РЛС, связь между ИСЗ); полоса передаваемых частот – от одного Гц и менее (связь с подводными лодками) до сотен МГц (телевидение, радиолокация); нестабильность несущей частоты – от 10–6–10–9 (связные Р.) до 10–12 (спутниковые системы типа ГЛОНАСС, GPS); уровень собств. шумов не более –40 дБ; допустимый уровень помех, связанных с внеполосными излучениями самого Р. (мешающими радиосвязи на др. частотах), от –30 до –60 дБ; коэф. нелинейных искажений менее 1%; кпд достигает (для мощных Р.) 0,8–0,9.

Лит.: Радиопередающие устройства / Под ред. О. А. Челнокова. М., 1982.

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Радиопереда́тчик (радиопередающее устройство) — электронное устройство для формирования радиочастотного сигнала, подлежащего излучению.

Радиопередатчик обладает способностью самостоятельно генерировать переменный ток радиочастоты, который с помощью фидера подводится к передающей антенне, которая, в свою очередь, излучает радиоволны.

История развития

В 1887 году немецкий физик Генрих Рудольф Герц изобрёл и построил радиопередатчик и радиоприёмник, провёл опыты по передаче и приёму радиоволн, чем доказал существование электромагнитных волн, исследовал основные свойства электромагнитных волн.

Первые радиопередатчики искрового принципа действия на основе катушки Румкорфа были очень просты по конструкции — в их колебательном контуре с помощью искрового разряда возбуждались затухающие колебания, а модулятором являлся телеграфный ключ — он замыкал и размыкал цепь питания катушки Румкорфа. С помощью такого радиопередатчика информация передавалась в кодированной дискретной форме — например азбукой Морзе или иным условным сводом сигналов. Мощность искровых передатчиков доходила до сотен киловатт. Недостатками их был низкий КПД, а также очень широкий спектр излучаемых им радиоволн. В результате одновременная работа нескольких близко расположенных искровых передатчиков была практически невозможной из-за интерференции их сигналов, а приемники «забивались» сигналом близкого передатчика. Строительство искровых передатчиков прекратилось около 1916 года.

С 1912 года применялись передатчики с электрической дугой, включенной в колебательный контур. Дуговой передатчик, в отличие от искрового, генерирует незатухающие колебания, то есть позволяет передавать голосовой сигнал с амплитудной модуляцией. Телеграфный сигнал приходилось передавать методом частотной манипуляции: при нажатом ключе смещалась настройка колебательного контура, и передатчик излучал на другой частоте; именно на эту частоту следовало настраивать приемники. Дуговым был, например, 100-киловаттный передатчик радиостанции на Шаболовке в Москве, пущенный в действие в феврале 1920 года. Из-за свойств дугового разряда дуговые генераторы работали только на длинных волнах, получить с их помощью частоту больше 400 кГц невозможно.

Генератор радиостанции Гриметон. В качестве модулятора применен магнитный усилитель.

Другим направлением было использование в передатчике электромашинного генератора переменного тока (примерно с 1908 года). Такой генератор позволял получить достаточно стабильные колебания определенной частоты, которую можно изменять, регулируя частоту вращения ротора генератора. Мощность могла достигать десятков и сотен киловатт. Сигнал такого генератора можно модулировать по амплитуде, что позволяет передавать по радио звуковой сигнал. Однако электромашинный генератор практически пригоден для генерации частот не выше десятков килогерц, то есть передатчик может работать только в самом длинноволновом диапазоне. До 1950-х годов электромашинные передатчики использовались в радиовещании и радиосвязи. Так, в 1925 г. на Октябрьской радиостанции в Ленинграде были установлены два генератора мощностью 50 и 150 кВт конструкции В. П. Вологдина. Как исторический памятник в Швеции сохраняется в рабочем состоянии радиостанция Гриметон (открыта в 1925 г.) с генератором Александерсена мощностью 200 кВт, спроектированным для работы на частотах до 40 кГц.

Изобретение в 1913 году Мейснером (Германия) электронного генератора и дальнейшее развитие электронных вакуумных ламп позволило усовершенствовать устройство радиопередатчика и устранить недостатки искровых, дуговых и электромашинных систем. В ламповых передатчиках стало возможно осуществить любой вид модуляции, работу на любой частоте во всем радиодиапазоне, получить выходную мощность в диапазоне от тысячных долей ватта до тысяч киловатт. Структурная схема радиопередатчика остается с тех пор в общих чертах неизменной вплоть до настоящего времени. Первый ламповый передатчик в России был построен в Нижегородской радиолаборатории под руководством М. А. Бонч-Бруевича и установлен в 1922 г. в Москве на радиовещательной станции им. Коминтерна. Передатчик имел мощность 12 кВт и работал на волне 3200 м.

Дальнейшие изобретения в области связи и радиотехники — твердотельные аналоги электронных ламп (транзисторы), кварцевые резонаторы, новые виды модуляции и методы стабилизации частоты — сопровождались только количественными изменениями параметров радиопередатчиков: уменьшением размеров и потребляемой мощности, повышением стабильности и КПД, расширением частотного диапазона и т. д.

Структурная схема

Структурная схема радиопередатчика

Современный радиопередатчик состоит из следующих конструктивных частей:

• задающий генератор частоты (фиксированной или перестраиваемой) несущей волны;
• модулирующее устройство, изменяющее параметры излучаемой волны (амплитуду, частоту, фазу или несколько параметров одновременно) в соответствии с сигналом, который требуется передать (часто задающий генератор и модулятор выполняют в одном блоке — возбудитель);
• усилитель мощности, который увеличивает мощность сигнала возбудителя до требуемой за счёт внешнего источника энергии;
• устройство согласования, обеспечивающее максимально эффективную передачу мощности усилителя в антенну;
• антенна, обеспечивающая излучение сигнала.

Применение

Радиопередатчики, помимо их использования в радиовещании, являются необходимой составной частью многих электронных устройств, которые обмениваются информацией друг с другом по радио, например, мобильные телефоны, беспроводные компьютерные сети, Bluetooth-совместимые устройства, рации на самолётах, кораблях и космических радиолокационных установках, а также навигационные маяки.

Самостоятельно радиопередатчики используются в тех областях, где не нужен приём информации в месте её передачи — сигналы точного времени, разнообразные навигационные радиомаяки для определения местоположения объектов, многопозиционная радиолокация, радиовещание, дистанционное управление, телеметрия и т. д.

См. также

• Ретранслятор

Примечания

Условия использования материалов