Устройство диагностики приемо-передающего радиотракта

Радиосвязь, по формальному определению, — всего лишь один из видов информационной связи в человеческом обществе, понимаемой в широком смысле как обмен сообщениями. Под информацией понимаются любые сведения, передаваемые устно или письменно, непосредственно или с помощью различных вспомогательных средств. Сообщения представляют собой конкретную информацию, передаваемую в форме, доступной для восприятия теми, кому она предназначена. Носителями информации в процессах связи служат сигналы. Это могут быть как передаваемые в сетях связи разного рода искусственные знаки, так и физические проявления естественных процессов. В последнем случае сигналы могут служить средством познания. С помощью сигналов можно отобразить и передать сколь угодно большие и сложные сообщения.

Радио — общий термин для всех сфер практического применения части спектра электромагнитных волн, называемой радиоволнами, или волнами Герца; волн, распространяющихся через открытое пространство без искусственных направляющих средств, таких, как провода или трубы (волноводы).

В беспроводной электросвязи непосредственное соединение между источниками и получателями сигналов в виде электрических или оптических кабелей отсутствует. Средства радиосвязи, радиовещании и телевидения в качестве среды распространения электромагнитных волн обычно используют атмосферу Земли. Основные параметры системы связи в значительной степени определяются характеристиками распространения электромагнитных волн.

Радиосвязь организуется с помощью радиоканала, состоящего из радиопередатчика, линии радиосвязи и радиоприемника. Для корректной работы радиопередатчиков и радиоприемников необходимо периодически измерять их основные параметры — мощность и чувствительность. Радиоизмерения — наиболее массовый вид измерений. Уже с середины 50-х гг. прошлого столетия, с появлением парка радиоизмерительных приборов, был взят курс на опережающее развитие радиометрологии как наиболее эффективного средства быстрого прогресса радиоприборостроения и радиоэлектроники.

Радиоизмерения зарождались в недрах электрических измерений по мере освоения новых диапазонов частот, техники сигналов сложного спектрального состава (сначала просто модулированных колебаний, принципиально необходимых для радиосвязи), антенно-фидерных устройств, то есть по мере развития радиотехники и электроники.

В настоящее время для измерения параметров радиоаппаратуры применяется обширное семейство приборов, общее название которых — радиотестеры. Характерной особенностью большинства таких устройств являются их портативное исполнение и высокая чувствительность как следствие достижений в области радиоэлектроники.

Однако, как показывает практика, даже радиотестер, обладающий минимальным набором функциональных характеристик, может стоить десятки тысяч рублей, что вряд ли является доступным для рядового радиолюбителя и даже для многих организаций. Поэтому вопрос появления на рынке прибора, позволяющего проводить основные радиоизмерения и более доступного с финансовой стороны вопроса является актуальным в настоящее время.

Целью данной работы является разработка прибора, способного измерять чувствительность радиоприемника и мощность радиопередатчика (то есть выполнять основные функции радиотестеров) и конкурировать с уже существующими моделями. В первой части работы будут рассмотрены теоретические основы измерения указанных величин, во второй — разработаны структурная и принципиальная схемы устройства, далее описана конструкторская часть разработки, оценена ее стоимость и указаны основные требования по достижению безопасности жизнедеятельности при проектировании прибора.

1 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Рассмотрим некоторые существующие модели радиотестеров и оценим перспективность и целесообразность разработки, задача на которую поставлена в данном дипломном проекте.

IFR/Aeroflex COM120A (США) является многофункциональным радиотестером, заменяющим более 20 отдельных приборов [1].

Рисунок 1.1 Радиотестер IFR/Aeroflex COM120A

Уникальная особенность тестера — режим анализатора спектра split screen, позволяющий просматривать два сигнала в разных диапазонах одновременно. Входная мощность ограничена 200Вт, что достаточно для тестирования мощных радиостанций. Прибор прост в управлении, имеет интуитивно понятный интерфейс. Управляется по шине GPIB, имеет возможность установки аккумулятора в специальный батарейный отсек. Прибор работает в диапазоне 250кГц-1ГГц. Стоимость такого прибора составляет около 187 100 рублей.

Семейство сервисных мониторов для радиосвязи Rohde&Schwarz CMS состоит из четырех моделей [2]. Эти радиотестеры позволяют выполнять измерения передатчика, приемника и дуплексного режима в мобильных радиоустройствах, базовых станциях или ВЧ модулях. Мониторы семейства CMS — идеальные тестеры для сервиса, ремонта и служб контроля

CMS заменяет множество отдельных измерительных приборов. Благодаря тщательно продуманной стандартной конфигурации отдельных моделей и дополнительных расширений, приспособленных к специфическим задачам, никаких внешних измерительных приборов в дополнение к CMS не потребуется.

Основные функции:

• Измерения в диапазоне от 0.4 МГц до 1000 МГц

• Виды модуляции: АМ, ЧМ или ФМ и SSB

• Аналоговые и цифровые сигнальные функции

• Следящий генератор

• Работа в стационарных и полевых условиях

• Небольшая масса и размер

• Интерфейсы LAN, GPIB, USB, Video