Teorinės radijo inžinerijos katedra – literatūra. Bendra informacija apie elektros ir radijo grandines

Vadovėliai ir vadovėliai

1. I.S. Gonorovskis. Radijo inžinerijos grandinės ir signalai. – M.: Radijas ir ryšiai, 1986 m.
    Parsisiųsti:    DjVu (10,8 mln.)

2. Popovas V.P. Grandinės teorijos pagrindai. – M.: absolventų mokykla, 1985.
    Parsisiųsti:    DjVu (3,9 mln.)

3. Baskakovas S.I. Radijo inžinerijos grandinės ir signalai. – M.: Aukštoji mokykla, 1998 m.
    Parsisiųsti:    DjVu (5,7 mln.)

4. Siebert W.M. Grandinės, signalai, sistemos. Iš dviejų dalių. – M.: Mir, 1988 m.
    Parsisiųsti:    1 tomas. DjVu (2,2 mln.)     2 tomas. DjVu (2,6 mln.)

5. Kuznecovas Yu.V., Troninas Yu.V. Tiesinių radioelektroninių grandinių analizės pagrindai (laiko analizė). Vadovėlis, - M.: MAI, 1992 m.
    Parsisiųsti:    PDF (1,8 M)     DjVu (672 K)

6. Kuznecovas Yu.V., Troninas Yu.V. Tiesinių radioelektroninių grandinių analizės pagrindai (dažnių analizė). Studijų vadovas. – M.: MAI, 1992 m.
    Parsisiųsti:    PDF (1,5 M)     DjVu (680 K)

7. Kuznecovas Yu.V., Troninas Yu.V. Linijinės radijo elektroninės grandinės ir signalai. Pratimai ir užduotys ( mokymo vadovas). – M.: MAI, 1994 m.
    Parsisiųsti:    PDF (3,3 mln.)     DjVu (487 K)

9. Latyševas V.V. Ruchev M.K., Selin V.Ya., Sotskov B.M. Pereinamieji procesai tiesinėse grandinėse. – M.: MAI, 1992 m.

10. Latyševas V.V. Ruchev M.K., Selin V.Ya., Sotskov B.M. Spektrinė analizė signalai (vadovėlis). – M.: MAI, 1988 m.

11. Latyševas V.V. Ruchev M.K., Selin V.Ya., Sotskov B.M. Siaurajuosčių signalų spektrinė analizė (vadovėlis). – M.: MAI, 1989 m.

12. Latyševas V.V. Ruchev M.K., Selin V.Ya., Sotskov B.M., Signalų perdavimo per radijo įrenginius analizės metodai (vadovėlis). – M.: MAI, 1991 m.

13. Latyshevas V.V., Ruchev M.K., Selin V.Ya., Sotskov B.M., Signalų konvertavimas netiesinėse grandinėse (vadovėlis). – M.: MAI, 1994 m.

2 užduotis. Periodinių signalų laiko ir dažnių charakteristikų analizė.
    Parsisiųsti:    PDF (257 K)     DjVu (54 K)

3 užduotis. Impulsinių ir periodinių signalų perėjimo per tiesines grandines analizė.
    Parsisiųsti:    PDF (256 K)     DjVu (56 K)

Metodinė medžiaga

1. Skaitmeninių filtrų sintezė ir analizė naudojant MatLab programinį paketą
    Parsisiųsti:    PDF (457 K)     DjVu (248 K)

1 paskaita . Aktyvios linijinės grandinės. Pagrindinės linijinių, aktyviųjų grandinių ekvivalentinės grandinės. Pagrindiniai tiesinių grandinių analizės metodai.  PDF

2 paskaita . Žemųjų dažnių stiprintuvas. Pagrindinės ULF charakteristikos.  PDF

3 paskaita . Rezonansinis stiprintuvas. Radijo signalų perdavimas. Demoduliacijos efektas.  PDF

4 paskaita . Atsiliepimai tiesinėse grandinėse. Teigiama ir neigiama OS.  PDF

5 paskaita . Netiesinių iškraipymų samprata. Grandinių stabilumas su grįžtamuoju ryšiu.  PDF

6 paskaita . Suderinti ir dažnio selektyvūs filtrai (FSF). CIF sintezės problemos pareiškimas.  PDF

7 paskaita . Čebyševo filtrai. Kitų tipų filtrų sintezė.  PDF

8 paskaita . CHIF diegimas: kopėčios, kaskados, ARC diegimas.  PDF

9 paskaita . 9. Netiesinių grandinių analizės problemos teiginys. Netiesinės srovės-įtampos charakteristikos apytikslė apskaičiavimas: daugianario, tiesiškai sulaužyta.  PDF

10 paskaita . Spektrinė išėjimo srovės analizė išjungimo režimu.  PDF

11 paskaita . Amplitudės moduliatorius ir amplitudės detektorius.  PDF

12 paskaita . Diodų detektorius. Dažnio, fazės detektoriai.  PDF

13 paskaita . Netiesinis rezonansinis stiprinimas. Dažnio dauginimas. Dažnio konvertavimas.  PDF

14 paskaita . Diskretūs signalai ir jų apdorojimas. Kotelnikovo teorema.  PDF

15 paskaita . Matematinis aprašymas atskiri signalai.  PDF

16 paskaita . Diskretinė Furjė transformacija. Tiesioginis Z transformavimas.  PDF

17 paskaita . Atvirkštinė Z transformacija. Skaitmeniniai filtrai.  PDF

18 paskaita . Skaitmeninių filtrų analizė.  PDF

Pamokos planas . 

„Sistemos“ sąvoka per pastaruosius tris ar keturis dešimtmečius tapo viena labiausiai paplitusių radijo inžinerijos srityje. Pagal vibracijų tipus, naudojamus kaip nešikliai fizinė aplinka ir bangų spinduliuotės diapazoną, sistemos skirstomos į seismines, akustines ir elektromagnetines (įskaitant optines). man tai patinka techninę sistemą, kurio veikimas pagrįstas tiesioginiu aukšto dažnio naudojimu elektromagnetinės vibracijos radijo diapazonas, skirtas informacijai rinkti, perduoti, gauti, apdoroti ar saugoti radijo sistema(supaprastinta radijo sistema). Supaprastinta radijo inžinerinės sistemos statybos struktūra gali būti pavaizduota savotiškos piramidės pavidalu (1.1 pav.).

1.1 pav. Supaprastinta radijo inžinerinės sistemos statybos struktūra

Piramidės pagrindas yra elemento pagrindas, kuriame yra rezistorių, induktorių, kondensatorių, transformatorių, diodų, dvipolių ir lauko tranzistorių, analoginių ir skaitmeninių mikroschemų, mikroprocesorių, rezonansinės grandinės, monolitiniai filtrai, mikrobangų technologijos elementai ir kt.. Beje, bet kurios radijo inžinerinės sistemos elementinė bazė lemia radijo įrangos techninį lygį.

Elementai sudaro antrąjį piramidės lygį - grandines (virpesių grandinės, diferencijavimo ir integravimo grandinės, filtrai, lygio ribotuvai, formavimo grandinės ir kt.).

Mazgai struktūriškai ir technologiškai sujungti į gana sudėtingas radijo grandines - kaskados: savaiminiai osciliatoriai, moduliatoriai, demoduliatoriai, dažnio keitikliai, itin aukšto, aukšto, vidutinio ir žemo dažnio stiprintuvai ir kt.

Kitas lygis - blokai, kurį sudaro antenos tiektuvo kelias, mažo triukšmo imtuvo mikrobangų stiprintuvas, aukšto dažnio ir mikrobangų svyravimų galios stiprinimo pakopos, kodekas, modemas, imtuvo linijinis kelias, skaitmeninio imtuvo apdorojimo įrenginys. gautas signalas, valdymo sistema ir kt.

Dauguma sunkus lygis piramidės apima funkciškai užbaigtas prietaisai- imtuvai, siųstuvai ir kita panaši radijo įranga, kuri savarankiškai veikia kaip įvairių radijo sistemų dalis.

Piramidės karūna yra - radijo sistema.

IN pastaraisiais metais Elementų bazėje smarkiai išaugo didelių ir itin didelių integracinių mikroschemų dalis. Todėl radijo inžinerijos įrenginiuose dažnai naudojami tik integriniai grandynai, leidžiantys tris apatinius piramidės lygius (žr. 1.1 pav.) technologiškai sujungti į vieną.

RTS klasifikacija:

1) Pagal informacijos paskirtį radijo inžinerinės sistemos skirstomos į keturias pagrindines klases:

Informacijos perdavimas (radijo ryšys, radijo transliavimas, televizija);

Informacijos gavimas (aptikimas ir matavimas – radaras, radijo navigacija, radioastronomija, radijo matavimai ir kt.);

Radijo nuotolinio valdymo pultas (nepilotuojami orlaiviai) lėktuvas ir kt.);

Informacijos naikinimas (radijo atsakomosios priemonės).

Šiuo metu plačiai naudojami radijo inžineriniai kompleksai, susidedantys iš kelių radijo sistemų, kuriose informacijai apdoroti ir įvairiems objektams valdyti naudojami galingi kompiuteriai. Tai palydovinio ir kosminio ryšio sistemos, pasaulinės ryšių sistemos, stebėjimo ir valdymo sistemos oro eismo, raketų ir kosmoso kompleksai ir tt Tokios sistemos gali būti vadinamos visapusiškas.

2) Pagal naudojamų signalų tipą išskiriamos nuolatinės, impulsinės ir skaitmeninės radijo sistemos. IN nuolatinės sistemos informacija atvaizduojama keičiant nuolatinio, dažniausiai harmoninio signalo parametrus (amplitudę, dažnį, fazę). Impulsinėse sistemose signalas yra radijo impulsų seka, kurioje informacija gali būti perduodama tiek keičiant atskirų impulsų parametrus (amplitudę, dažnį, fazę, trukmę), tiek visą seką (impulsų skaičių sekoje, intervalą tarp). juos). Skaitmeninėse sistemose perduodamas signalas yra iš anksto atrinktas laiku ir kvantuojamas lygiu. Kiekvienas lygis atitinka kodų grupę impulsų, kurie moduliuoja nešlio virpesius. Skaitmeninės sistemos yra lengvai susietos su kompiuteriais, kurie apdoroja ir saugo informaciją, kuri vėliau atkuriama ekrano įrenginiu.

3) Pagal naudojamus dažnius (radijo bangų diapazonus). Įvairios paskirties radijo sistemoms sukurti naudojamas beveik visas radijo bangų diapazonas nuo miriometrinių bangų (λ = 10...100 km) iki milimetrinių bangų (λ = 1...10 mm); Lazerinės sistemos, savo veikimo principu ir paskirtimi glaudžiai susijusios su radijo inžinerija, veikia infraraudonųjų ir matomų elektromagnetinių bangų diapazonuose. Taigi išnaudojamas beveik visas elektromagnetinių virpesių spektras. Pabrėžtina, kad tam tikro radijo dažnių diapazono naudojimas įvairios paskirties sistemoms yra reglamentuojamas Tarptautinė komisija radijo dažnių paskirstymas (RFA), taip pat vieno ar kito tipo sistemai skirto dažnių spektro plotis. Šie apribojimai turi įtakos radijo signalo tipo pasirinkimui ir radijo sistemos konstrukcijai, o galiausiai – taktinėms ir techninėms charakteristikoms.

Pagrindiniai RTS parametrai ir charakteristikos:

Norint apibūdinti RTS savybes ir galimybes, būtina suformuluoti jo parametrus ir charakteristikas. Pagal parametras Suprasime kiekį, kuris kiekybiškai apibūdina vieną ar kitą RTS savybę, pavyzdžiui: energijos sąnaudas, svorį, savikainą ir kt. Charakteristikos RTS ypatybes aprasymu vadinsime tais atvejais, kai ji bus isreiskinta detaliau, tam tikra priklausomybe, grafiku ir pan.

Paprastai atsižvelgiama į šiuos RTS parametrus ir charakteristikas:

Tikslas– pateikiama informacija, daugiafunkciškumas, informacijos charakteristikos, informacijos išvedimo kiekis ir greitis, RTS pralaidumas.

Tikslumas– informacijos iškraipymo laipsnis esant tam tikroms pranešimų charakteristikoms, diapazonams, veikimo sąlygoms ir trukdžių sąlygoms.

Rezoliucija– RTS savybė atskirti ir nepriklausomai suvokti informaciją, kai radijo signalai keičiasi dažniu, vėlavimu ir radijo bangų atvykimo kryptimi.

Diapazonas ir kryptingumas tam tikru tikslumu.

Triukšmo atsparumas– RTS gebėjimas užtikrinti diapazoną ir tikslumą veikiant įvairiems trukdžiams.

Dažnių diapazonas užėmė RTS.

Elektromagnetinis suderinamumas (EMS)– galimybė veikti kartu su kita radijo įranga ir RTS.

Atsparumas išoriniam poveikiui(temperatūra, vibracija ir kt.) ir įrangos patikimumas.

Kaina– sudėtingumas, projektavimo, gamybos ir eksploatavimo išlaidos.

Svoris, matmenys, patogumasįrangos išdėstymas ir dislokavimas, energijos suvartojimas.

Slaptas veiksmas– RTS gebėjimas veikti neaptinkant savęs.

Funkcinis patikimumas– pagrindinių kokybės rodiklių užtikrinimo tikimybė ties duotomis sąlygomis veikimą ir naudojimą.

Perspektyvos– gebėjimas ilgam tenkinti visuomenės poreikius.

Dauguma nurodyti RTS parametrai ir charakteristikos, tuo pačiu yra ir RTS kokybės rodikliai, t.y. parodo galimybes pagal diapazoną, tikslumą, atsparumą triukšmui, informacijos išvesties greitį, skiriamąją gebą ir kt., ir išlaidas, kurios yra susijusios su šių galimybių suteikimu (įrangos kaina, svoris, matmenys, energijos sąnaudos, užimtas dažnių diapazonas, skaičius techninės priežiūros personalo kvalifikacija ir kt.).

Maskva 2007 m

Paskaitų kursas

Pagrindinė teorija

radijo sistemos

32,88 BBK; 32.845.7

UDC 681.7.068

Recenzentai: prof. Maskvos valstybinis universitetas, fizinių ir matematikos mokslų daktaras A.S. Čirkinas

prof. RGTU, technikos mokslų daktaras V.I.Šaninas

B 64 V.Sh. Berikashvilis. Radijo inžinerinių sistemų teorijos pagrindai.: Paskaitų kursas / Valst ugdymo įstaiga aukštesnė profesinį išsilavinimą"Maskva valstybinis institutas radijo inžinerija, elektronika ir automatika ( technikos universitetas)". –M., 2004 – 100 p.

Nagrinėjami pagrindiniai radijo inžinerinių sistemų (RTS) tipai: informacijos perdavimas ir paieška, valdymas, navigacija ir radijo atsakomosios priemonės. Buvo atlikta RTS klasifikacija pagal naudojamus dažnius (bangos ilgius), moduliacijos tipą, paskirtį, informacijos apdorojimo būdus, funkcinės savybės. Paryškinta naujausi pasiekimai palydovinio ryšio ir navigacijos srityje – korinio ir šviesolaidinio ryšio sistemų kūrimas. Pastebėta tendencija, kad RTS persikelia į aukštesnių dažnių ir skaitmeninių didelės spartos informacijos perdavimo sistemų sritį. Išsamiai nagrinėjamas kūrėjų, projektuotojų ir technologų vaidmuo kuriant ir eksploatuojant naujų tipų radijo sistemas.

Paskaitų kursas skirtas bakalauro ir magistrantūros studentams švietimo įstaigų studentai, studijuojantys pagal šias specialybes: „Radijo inžinerija“, „Radiofizika“, „Elektroninės įrangos projektavimas“, „Metrologijos pagrindai, standartizacija ir matavimo įranga“.

Lentelė 5 Ill. 55. Bibliografija: 20 pavadinimų.

Išleistas Universiteto Redakcinės ir leidybos tarybos sprendimu.

ISBN 5-7339-0333-3 ÓH.Sh. Berikashvilis, 2007 m

Radijo sistemos(RTS) yra sąveikaujančių radijo prietaisų rinkinys, skirtas atlikti užduotis, susijusias su informacijos perdavimu ar paieška.

Radijo inžinerinių sistemų ypatybė, priešingai nei elektroniniai kompleksai (kompiuteriai, vaizdo ir garso įrašymo įranga), yra išplėstinė ryšio linija, kuria sklinda signalai.

Ši aplinkybė lemia intensyvų energijos režimą, poreikį atsižvelgti į signalo sklidimo ryšio linijoje sąlygas, jautrumą. išorinių poveikių(trukdymas), informacijos nutekėjimo (atvirumo) galimybė. Kuriant jas tenka susidurti su būtinybe atsižvelgti į daugybę įvairaus pobūdžio veiksnių.

Radijo sistemų panaudojimas ir jų taikymo sritis sparčiai plečiasi. Jų sudėtingumas ir vieneto sąnaudos patalpose auga (60 % kainos lėktuve ir 80 % palydovo). Problemų kyla dėl poreikio derinti technines, taktines ir sąnaudas. Pristatomas radijo inžinerinių sistemų kūrėjo, projektuotojo ir technologo vaidmuo vienodaišių sričių specialistai yra būtini ir nuolat reikalingi.

Dizaineriai ir technologai turėtų žinoti ne tik bendrieji principai RTS darbą, bet ir juos įtakojančius veiksnius kokybės charakteristikas, ekstremalios galimybės ir šiuolaikiniai pasiekimai.

Paskaitos medžiaga suteikia supratimą apie šiuolaikinių RTS konstravimo principus, galimybes, parametrus ir charakteristikas. Norėdami studijuoti šią discipliną, turite studijuoti šiuos kursus: " Bendroji fizika“, „Tikimybių teorija“, „Radioelektronikos pagrindai“, „Ekranų ir mikrobangų prietaisų projektavimas“, „Banginiai procesai“.

Bendra informacija apie radijo sistemas

FEDERALINĖS VALSTYBĖS BIUDŽETO ŠVIETIMO

AUKŠTOJO PROFESINIO MOKYMO INSTITUCIJA

MASKAVOS VALSTYBINIO UNIVERSITETAS

INSTRUMENTŲ INŽINERIJA IR INFORMACIJOS MOKSLAS

__________________________________________________________

V. V. Filinovas

Elektros inžinerija ir grandinių inžinerija.

Radijo grandinių ir signalų pagrindai

PAMOKA

(PASKAITŲ KURSAS)

Pamoka

Paskaitų kursas

Recenzentas:

Technikos mokslų daktaras, profesorius Pokrovskis A.D., MPEI (Nacionalinio tyrimų universiteto) Elektros inžinerijos ir introskopijos katedros profesorius

Filinovas V.V.

Elektros inžinerija ir grandinių inžinerija. Radijo grandinių ir signalų pagrindai.

Vadovėlis (paskaitų kursas). M.: MGUPI, 2014 m.

Vadovėlis skirtas radijo inžinerijos ir informacijos saugos specialybių studentams (bakalaurams ir specialistams), lankantiems paskaitų kursą „Elektronika ir grandinių inžinerija“, naudingas studijuojant paskaitų medžiagą skyriuje „Radijo inžinerijos grandinės ir signalai“, atliekantys praktiniai, skaičiavimo, grafiniai ir laboratoriniai darbai.

Vadovėlis parašytas pagal Rusijos Federacijos švietimo ir mokslo ministerijos valstybinį standartą „Elektronika ir grandynų inžinerija“ informacijos saugos fakultetų studentams ir parengtas naudojant specialius kursus. Naudinga šių fakultetų mokytojams, magistrantams ir magistrantams.

© Maskvos valstybinis instrumentų inžinerijos ir informatikos universitetas, 2014 m

© Filinovas V.V., 2014 m

1 skyrius. Bendra informacija apie elektros ir radijo grandines 5

1.1Pagrindiniai elektros ir radijo inžinerijos uždaviniai 5

1.2 Radijo techninio ryšio kanalas 10

1.3 Signalų klasifikavimas 13

1.4 Klausimai ir užduotys savęs patikrinimui: 14

2 skyrius. Signalai ir pagrindinės jų charakteristikos 16

2.1 Realaus signalo energetinės charakteristikos 16

2.2 Deterministinių signalų koreliacinės charakteristikos 19

2.3 Klausimai ir užduotys savęs patikrinimui: 26

3 skyrius. Signalai ir spektrai 28

3.1 Signalo spektrai 28

3.2 Pirmuonys nepertraukiamos funkcijos 32

3.3Analizės metodai elektros grandinės 36

3.4 Klausimai ir užduotys savęs patikrinimui 40

4 skyrius. Signalų spektrinė analizė 42

4.1 Periodinio veiksmo vaizdavimas Furjė serijomis 42

4.2 Periodinių signalų amplitudių ir fazių spektrai 54

4.3 Spektrinė grandinės analizė 63

4.4 Neperiodinio veiksmo vaizdavimas Furjė integralu 64

4.5 Neperiodinių signalų amplitudių ir fazių spektriniai tankiai 69

4.6 Apibrėžimo pavyzdžiai spektrinis tankis signalai 89

4.7 Signalo aktyviosios trukmės ir aktyvaus jo spektro pločio nustatymas 100

4.8 Klausimai ir užduotys savęs patikrinimui: 102

5 skyrius.Kompleksas perdavimo funkcija ir 104 grandinės dažninės charakteristikos

6 skyrius. Neperiodinių grandinių spektrinė analizė 110

6.1 Klausimai ir užduotys savitikrai Ch. 5, 6: 113

7 skyrius. Neperiodinių signalų vaizdavimas Laplaso integralu 114

7.1 Klausimai ir užduotys savitikrai: 127

8 skyrius. Radijo signalų elektros grandinės 128

8.1 Grandinės su paskirstytais parametrais 128

8.1.1 Ilgos eilės ir telegrafo signalai 128

8.1.2.

Atspindžio koeficientas, stovinčios ir mišrios bangos 134

8.1.3.

Delsos grandinės (Delay line) 138

8.2 Radijo signalų keitimo dažnio principas 145

8.2.1 Moduliuoti signalai ir jų spektrai 145

8.2.2.

Elektriniai filtrai 153

8.2.3.

1. Netiesinis elementas ir vieno signalo įtaka jam. 157

   1. 8.2.4.

Dviejų signalų poveikis netiesiniam elementui. 160

8.3 Klausimai ir užduotys savitikrai: 167

Literatūra 169 Bendra informacija apie elektros ir radijo grandines Pagrindiniai elektrotechnikos ir radiotechnikos uždaviniai

Elektrotechnika ir radijo inžinerija – tai mokslai, tiriantys fizikinius elektromagnetinio lauko procesus ir techninius jo energijos panaudojimo praktiniais tikslais metodus. Elektromagnetinis laukas yra materijos rūšis. Jai būdingi tarpusavyje susiję elektriniai ir magnetiniai reiškiniai, kurie turėtų būti laikomi dviem vieno proceso pusėmis. Radijo inžinerija, kuri atsirado ir iš pradžių vystėsi kaip elektros inžinerijos dalis, turi daug bendro su ja bendrų bruožų, kuris suteikia pagrindą šioje knygoje studijuoti tiek elektros inžinerijoje ir radijo inžinerijoje naudojamas elektros grandines, tiek tas grandines, kurios skirtos specifinėms radijo inžinerijos problemoms spręsti. Tačiau šiuolaikinės radijo įrangos paskirtis ir ja grindžiami fiziniai procesai daugeliu atžvilgių skiriasi nuo elektros prietaisų tikslų ir veikimo principų.

Pagrindinė užduotis elektrotechnika susideda iš elektromagnetinio lauko panaudojimo įvairiems atstumams perduoti informacija, t.y. pranešimai apie tam tikrus procesus, faktus, įvykius ir kt. Panašių tikslų siekiama ir elektros komunikacija, tačiau, skirtingai nei ji, radijo technologija perduoda informaciją beper laidus tarp žinučių siuntėjo ir gavėjo. Tam tikslui radijo inžinerijoje naudojamas laisvai erdvėje sklindantis elektromagnetinis laukas, vadinamas radiacijos laukas.

Išsamiai apsvarstykime pagrindines elektros inžinerijos ir radijo inžinerijos užduotis, o tada sutelkkime dėmesį į jas specifinės savybės, kurie juos išskiria vienas nuo kito.

Iš to, kas išdėstyta pirmiau, darytina išvada, kad tiek elektrotechnikoje, tiek radijo inžinerijoje naudojami elektromagnetinio lauko perdavimo iš vieno erdvės taško į kitą metodai ir metodai, kaip vėliau lauko energiją paversti kitokios rūšies energija (mechanine, akustine, šilumine, ir tt) reikia ištirti).

Paprastai jie kalba apie energijos perdavimą iš vieno taško į kitą. Tačiau šiuos žodžius reikėtų suprasti sąlyginai; realybėje mes kalbame apie tam tikros rūšies materijos, kuri yra energijos nešėja, judėjimą erdvėje. Tiesą sakant, energija kartu su mase yra neatsiejama materijos savybė, jos judėjimo matas. Nėra materijos, kuri neturėtų masės, kaip ir negali būti energijos, kuri nesusijusi su vienu ar kitu materialiu objektu. Elektros inžinerijoje ir radijo inžinerijoje šios rūšies medžiagos, nešančios elektromagnetinę energiją, yra elektromagnetinis laukas.

Taigi elektros inžinerijai ir radijo inžinerijai būdingos trys pagrindinės mokslinės ir techninės problemos.

1. Elektromagnetinio lauko generavimas prietaisais, vadinamais generatoriai, arba perduodamasburnąspiečius.

2. Elektromagnetinio lauko perdavimas iš generatoriaus vartotojui per juos skiriančią terpę, kuri gali būti vadinama perdavimo linija.

3. Siųstuvo siunčiamo elektromagnetinio lauko ir jo nešamos energijos transformavimas ir panaudojimas geografiškai nutolusiame taške tam tikrais praktiniais tikslais naudojant specialų priėmimo įrenginys.

IN elektrotechnika Elektromagnetinis laukas perduodamas iš vieno erdvės taško į kitą palei tuos taškus jungiančius laidus. Dėl laidų buvimo galima pasiekti aukštą elektromagnetinio lauko ir jo nešamos energijos koncentracijos laidus supančio dielektriko erdvėje. Todėl beveik visa energija, patenkanti į generatorių su vartotoją jungiančios linijos įvadą, pasiekia priėmimo tašką. Tik santykinai nedidelė jo dalis iššvaistoma (iššvaistoma) jungiamojoje linijoje. Šios nuostabios elektromagnetinio lauko perdavimo laidais savybės leidžia elektros sistemose efektyviai perduoti galingus elektromagnetinius laukus dideliais atstumais, kurių energija naudojama galingoms mašinoms, instrumentams, šviesos šaltiniams, šilumai ir kt.

Radijo inžinerija leidžia išspręsti elektromagnetinio lauko perdavimo problemą be jungiamųjų laidų pagalbos. Išspinduliuotas elektromagnetinis laukas, sklindantis laisvoje erdvėje, išsklaido nemažą tūrį, ir tik nedidelė lauko energijos dalis pasiekia priėmimo vietą. Todėl belaidžiu būdu perduodama energija negali būti tiesiogiai naudojama galingiems mechanizmams valdyti. Jis skirtas perduoti signalus, nešantis tą ar kitą informaciją. Signalų pobūdis ir forma atitinka perduodamą pranešimą; jų šaltinis yra informacijos siuntėjas. Pavyzdžiui, kalbos signalus sukuria kalbančio žmogaus balso stygos.

Pirminiai signalai, nešantys perduodamą pranešimą, paverčiami elektriniais (antriniais) signalais, tai yra, elektriniais virpesiais, kurie laikui bėgant kinta pagal tą patį dėsnį, kaip ir pirminiai signalai.

Radijo inžinerijoje vienokios ar kitokios paskirties (telegrafo, telefono, televizijos ir kt.) signalai iš siuntėjo gavėjui perduodami belaidžiu būdu. Pagrindinis tikslas čia – kad priimami signalai būtų kuo artimesni siunčiamiems (neiškraipytas perdavimas) ir būtų kuo mažiau neišvengiami išoriniai trukdžiai. Energijos klausimai nustumiami į antrą planą. Net ir nežymiai mažos gaunamo signalo energijos pakanka, kad veiktų itin jautrūs šiuolaikinio radijo imtuvo įrenginiai. Ji atlieka atvirkštinį elektrinių signalų konvertavimą į originalius. Taigi, priimdamas kalbos signalus, telefonas prie imtuvo išvesties elektrinius virpesius paverčia garso vibracijomis, kurias suvokia žmogaus ausis.

Elektrotechnikoje ir radijo inžinerijoje plačiai naudojami procesai, kuriuose pagal sinusoidinį dėsnį laikui bėgant kinta lauko stipris, įtampa, srovė ir kt. Laikotarpis, po kurio kartojasi šių dydžių reikšmės, vadinamas laikotarpį T. Laikotarpio reciprokas

paskambino dažnis ir matuojamas hercais (ciklai per sekundę).

Kai kuriais atvejais patogu naudoti didesnius vienetus:

1 kilohercas (kHz) = 10 3 Hz;

1 megahercas (MHz) = 10 3 kHz ; 1 gigahercas (GHz) = 10 3 MHz .

1 terahercas (THz) = 10 3 GHz , Elektromagnetinis laukas, sklindantis erdvėje tam tikru greičiu paskambinoelektromagnetinė banga Nojus T. Už laikotarpį

elektromagnetinė banga sklinda bangos ilgio atstumu

Vakuumui ir orui, greičiui ir bangos ilgiui Kur f

- hercais. Kur Daugeliu atvejų yra patogu kiekybiškai apibūdinti proceso periodiškumą ne pagal dažnį, o pagal bangos ilgį. Užuot kalbėję apie dažnį

, kalbėti apie jų bangos ilgį, perėjimas iš vieno dydžio į kitą gali būti atliktas naudojant (1.3) formulę. Kaip įrodyta elektromagnetinio lauko teorijoje, efektyvus elektromagnetinių bangų spinduliavimas tolesniam jų sklidimui be laidų yra įmanomas tik tuo atveju, jei spinduliavimo sistemos matmenys, t. antena , yra palyginami su elektrinių virpesių bangos ilgiu. Dėl to, kad praktiškai įmanomus antenų sistemų matmenis riboja projektiniai (matmenų) sumetimai, radijo inžinerijoje daugeliu atvejų jos naudojamos gana trumpai. elektromagnetines bangas , t.y. pakankamaiaukšti dažniai.

Vadinamos elektromagnetinės bangos, naudojamos informacijai perduoti radijo inžinerijos metodais radijo bangos.

Žemiausi dažniai, naudojami radijo inžinerijoje belaidžiam signalų perdavimui, yra 5–10 kHz dažniai. . Jie atitinka 6000–30000 m ilgio bangas .

Radijo bangų spinduliuotės efektyvumo požiūriu pageidautina naudoti kuo daugiau aukšti dažniai. Tačiau renkantis ir vertinant radijo dažnių dydį, būtina atsižvelgti į kai kurias jų specifines ypatybes. Svarbiausios iš jų – radijo bangų sklidimo sąlygos joms judant išilgai (ar viduje) žemėje ir ją supančioje erdvėje bei įvairių dažnių virpesių generavimo ir panaudojimo būdai.

1.1 lentelė

Pastaba. Ilgąsias ir vidutines bangas atitinkantys dažniai kartais vadinami vidutiniškai aukštas, o ultratrumpąsias bangas atitinkantys dažniai yra itin aukštas(mikrobangų krosnelė).

Šiuolaikinė radijo inžinerija nagrinėja itin platų dažnių diapazoną, kurį galima klasifikuoti pagal lentelę. 1.1.

Lentelėje pateikta radijo dažnių ir atitinkamų bangų klasifikacija negali būti laikoma tvirtai nustatyta. Radijo technologijų plėtrai būdinga vis naujų diapazonų plėtra. Visų pirma, infraraudonųjų spindulių ir šviesos diapazonų virpesių įtraukimas į radijo bangų lentelę tapo įmanomas dėl pastaraisiais metais pasiektos pažangos elektronikos ir radijo inžinerijos srityse.

Jei norint efektyviai skleisti radijo bangas reikia labai aukštų dažnių, tai norint išspręsti daugelį kitų radijo inžinerinių problemų, tiek nuolatinės srovės ( Kur= 0), taip pat žemo dažnio srovės. Taigi radijo inžinerijai būdinga tai, kad naudojami įvairūs virpesiai, kurių dažniai svyruoja nuo nulio iki verčių, viršijančių milijardus hercų.

Natūralu, kad elektros inžinerijai, susijusiai su energijos perdavimu laidais, netaikomi aukščiau pateikti reikalavimai dėl virpesių dažnio. Kartu su nuolatinės srovėsčia dažniausiai naudojamos standartinio 50 Hz dažnio virpesiai (JAV – 60 Hz) . Aukščiausi dažniai, su kuriais susiduriame elektrotechnikoje, neviršija kelių šimtų ar tūkstančių hercų.

Toks didelis kiekybinis elektrotechnikoje ir radijo inžinerijoje naudojamų dažnių skirtumas lemia tai, kad elektros sistemose sėkmingai naudojamos techninės technikos pasirodo visiškai netinkamos radijo inžinerijoje. Be to, daugelis fizinių sąvokų, pagrįstų tam tikromis prielaidomis ir patenkinamai apibūdinančių reiškinius žemuose dažniuose, pereinant prie aukštų dažnių tampa negaliojančiais. Kiekybinis pokyčiai sukelia poreikį kokybės daugumos techninių priemonių įgyvendinimo idėjų ir metodų pokyčiai. Šie skirtumai verčia kalbėti apie radijo inžineriją kaip apie didelę nepriklausomą mokslo šaką.

Pastaraisiais metais išryškėjo radijo inžinerijos plėtros tendencijos, dėl kurių gali šiek tiek sumažėti pirmiau minėti skirtumai tarp elektrotechnikos ir radijo inžinerijos. Pažymėtina, kad šiuo metu atliekami eksperimentai dėl labai žemų dažnių panaudojimo požeminiams ir povandeniniams radijo ryšiams, kurie mažai skiriasi nuo naudojamų elektrotechnikoje. Kita vertus, siaurą šviesos spindulį skleidžiančių generatorių (lazerių) sukūrimas atveria naujus būdus belaidžio perdavimo sistemoms kurti ne tik signalams, nešantiems informaciją, bet ir nemažam energijos kiekiui su dideliu efektyvumu.

Elektros ir radijo inžinerijos vaidmuo šiuolaikiniame gyvenime neapsiriboja elektromagnetinės energijos perdavimo per atstumą problemų sprendimu; Elektros inžinerijos ir ypač radijo inžinerijos metodai vis dažniau naudojami šiuolaikinis mokslas, technologija ir pramonė. Radijo inžinerijos pažanga paskatino tokio plataus mokslo atsiradimą kaip radijo elektronika kuri kuria radijo inžinerijos ir elektronikos metodus (elektroninių prietaisų ir jų pritaikymo mokslą), kad išspręstų daugybę įvairiausių problemų, kylančių įvairios pramonės šakos mokslas ir technologija. Galiausiai radijo inžinerija padėjo pagrindą kai kurių naujų mokslų, tarp kurių galima pavadinti, plėtrai radijo astronomija, kuris nepaprastai išplėtė visatos pažinimo ir tyrimo galimybes, radiospektroskopija, kuris vaidina didelį vaidmenį tiriant atomo sandarą šiuolaikinėje fizikoje ir kt.