|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ Haberleşme sistemlerinde milimetrik dalgalar. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Sivil radyo iletişimi Günümüzde, iletişim sistemleri ve araçlarının hızlı bir şekilde geliştirilmesi, milimetre dalgaları (MMW) dahil olmak üzere ultra yüksek frekanslar da dahil olmak üzere geleneksel ve geleneksel olmayan radyo dalgası aralıklarının geliştirilmesi söz konusudur. Ve bu aralık, uzun süredir hakim olunan diğerlerine kıyasla nispeten genç olmasına rağmen, bugün IMV'nin işgal ettiği frekans bandının, şimdiye kadar insanlığın elinde olanlardan çok daha yüksek olduğu genel olarak kabul edilmektedir. Mikrodalga salınımlarını üretme, alma ve kanalize etme konusunda teknik olarak gelişmiş bir araç bulunmadığından, gerekli element tabanı bulunmadığından ve homojen olmayan dünya atmosferinde MMW yayılım yasaları uygulanmadığından, uzun bir süre boyunca MMW'lerin pratik kullanım için uygun olmadığı düşünüldü. iyi çalışılmış. Ayrıca, çok sayıda yerli ve yabancı yayına yansıyan milimetre dalga iletişim sistemlerinin çeşitli amaçlarla geliştirilmesi ve uygulanmasındaki eğilimlerin dikkate alınması şüphesiz ilgi çekicidir. Milimetre dalga aralığında iletişim sistemlerinin oluşturulması, bu dalgaların yayılma özelliklerine ilişkin bilimsel araştırmalara ve 30 GHz'in üzerindeki frekanslarda mikrodalga sinyallerinin üretilmesi ve alınmasına yönelik ilke ve araçların geliştirilmesine dayanmaktadır. Rusya dahil dünyanın birçok ülkesinden önde gelen bilim insanları ve uzmanlar, IMV yayılımı alanındaki teorik ve deneysel araştırmalara önemli katkılarda bulundu. Bugün bile teori ve pratik, özellikle iletişim sistemlerinde MMV kullanmanın avantajlarını giderek daha fazla ortaya çıkarıyor. Bunlar, her şeyden önce, bilgi aktarımının hacminde ve hızında bir artış, bu dalgaların olumsuz çevre koşullarında yayılması, küçük bir açıklıkla yüksek anten kazancı ve artan gürültü bağışıklığını içerir. Ancak IWM'nin yayılmasıyla atmosferik gazlarda ve hidrometeorlarda sinyal zayıflamasının yanı sıra radyasyonun depolarizasyonu, genlik ve faz değişiklikleri meydana gelir. Ayrıca atmosferdeki sinyal zayıflaması, frekans arttıkça artma eğilimindedir ve hava koşullarına bağlıdır. Ayrıca oksijen ve su buharının varlığından dolayı atmosferde radyo dalgalarının sürekli yoğun emilim bantları vardır. Bu olaylar 22,2 GHz (H2O), 60 GHz (O2), 118,8 GHz (O2) ve 180 GHz (H2O) frekanslarında gözlenmektedir. Orta düzeyde atmosferik nem koşulları altında (Dünya yüzeyinde ~7,5 g/m3), tek dikey yayılma sırasında radyo dalgalarının spektrumun belirli kısımlarında (hatta 200 dB'yi aşan) tamamen zayıflaması gözlemlenebilir. İletişim açısından pratik açıdan ilgi çekici olan, bilim tarafından yaklaşık 35, 94, 140 ve 220 GHz frekanslarında tanımlanan ve IMF'nin komşu bölümleriyle karşılaştırıldığında minimum zayıflamanın gözlemlendiği "şeffaf pencereler"dir. Dünya yüzeyinde orta dereceli nem ve sıcaklığın (20° C) olduğu orta enlemlerde "saydam pencerelerde" toplam zayıflama küçüktür ve atmosfer boyunca örneğin 94 GHz frekanslarda tek bir dikey yayılma için 1,3'tür. dB. Moleküler absorpsiyonla ilgili deneysel çalışmalarda yakın zamana kadar çeşitli absorpsiyon seviyelerine ilişkin istatistik bulunmadığını unutmayın. Bu istatistiklerin toplanması, nem değerlerinin güçlü değişkenliği ve iklim koşullarına bağlı olması nedeniyle oldukça emek yoğun bir iştir. Atmosferdeki nispeten büyük emilim nedeniyle IMF'ler kısa menzilli dalgalar olarak sınıflandırılır. Şu anda, IMF yayılımı sorunu büyük ölçüde incelenmiştir; atmosferik hidrometeorlarda moleküler absorpsiyona ilişkin araştırma ve teorik hesaplamaların sonuçları oldukça tatmin edici bir şekilde örtüşmektedir. Uygulanan çeşitli sorunları çözmek için MMV serisini kullanma yönünde ortaya çıkan trend artık sürdürülebilir hale geldi. Uydu iletişim sistemlerinde, radyo röle hatlarında, mikro hücresel iletişimlerde, yerleşik iletişim hatlarında ve otomatik kontrol sistemlerinde ve ayrıca ölçüm ekipmanlarında kullanılma olasılığı açıldı. Bu, MMV eleman tabanının geliştirilmesindeki başarılar ve buna dayalı teknik olarak gelişmiş cihazların oluşturulması ve bu aralıktaki radyo dalgalarının avantajlarının özellikle belirgin olduğu büyük hacimli bilgilerin iletilmesi ihtiyacı ile açıklanmaktadır. Uydu iletişiminde MMV. Uydu haberleşme sistemleri çok hızlı bir şekilde gelişmektedir. Örneğin, 1982'de ABD uydu iletişiminde her biri 150 MHz bant genişliğine sahip yaklaşık 36 tekrarlayıcı hat vardı ve 90'ların başında uydu fırlatma hızı o kadar artmıştı ki 6/4 ve 14/12 frekans aralıkları tahsis edildi iletişim için GHz'in neredeyse tamamen dolu olduğu ortaya çıktı. Bu nedenle uydu iletişimi için MW aralığında uzmanlaşma görevi çok acildir. Bu, son on yılda yalnızca Amerika Birleşik Devletleri'nin, 15...3 GHz frekans aralığında çalışan ekipmanlara sahip 16 IS40'ü piyasaya sürdüğünü açıklıyor. Yerleşik tekrarlayıcıları, uydu iletişimi için MMV kullanmanın tüm avantajlarını büyük ölçüde doğruladı. MMV antenlerinin dar radyasyon modelleri, iletişimin gizliliğine ve parazit girişiminin zayıflamasına katkıda bulundu ve yüksek kazanç, verici gücünde bir azalmaya yol açtı ve uydu ekipmanının ağırlık ve boyut özelliklerinin azalmasına neden oldu. Ama hepsi bu değil. Yüksek düzeyde yönlü çok ışınlı yerleşik antenlerin kullanılması, kapsama alanlarını genişletmek için ışınların değiştirilmesini mümkün kıldı ve aynı zamanda, alım çeşitliliği nedeniyle kötü hava koşullarında iletişimin güvenilirliğini artırdı. Tekrarlayıcıları 3'lerin sonu ve 80'ların başında 90 GHz'in üzerindeki frekanslarda çalışacak şekilde yurt dışında geliştirilen en yüksek öncelikli IS20 arasında şunlar yer almaktadır. L-SAT/OL YMPUS uydusu (Batı Avrupa), 14/11 ve 30/20 GHz bantlarında yaklaşık 6,8 GHz'lik toplam çalışma frekansı bant genişliğine sahiptir. Ana hat bant genişliği 240 MHz olup, 360 telefon kanalını düzenlemeye yetecek 5500 Mbit/s hızında bilgi iletimi sağlar. 44/20 GHz frekans aralığında geniş bant tekrarlayıcıya sahip MILSTART uydusu (ABD). Gürültü benzeri sinyallerin, 2 GHz bandında sözde rastgele frekans atlamanın ve yerleşik sinyal değiştirmenin kullanımı için hazırlık yapılmıştır. MILSTART sistemindeki uydular arası iletişim, atmosferdeki yüksek zayıflamanın, yerleşik ekipmanın çalışması için Dünya'dan aktif kasıtlı radyo paraziti oluşturmayı neredeyse imkansız hale getirdiği 60 GHz frekans aralığında gerçekleştirilir. Uydular ECS-2 ve ACTS-E (Japonya). Ekipman, 30/20 ve 50/40 GHz frekans aralıklarında, 250 MHz ana bant genişliğiyle ve en az 400 Mbit/s veri aktarım hızıyla çalışır. Bu tür uydular için NTT, ultra yüksek verime (IS7920 başına en az 3 Gbit/s) sahip sistemler geliştirmiştir. Gelecek vaat eden sisteme 15 büyük iletişim IC3'ün dahil edilmesinin, 119 Gbit/s'ye kadar uydu iletişim sistemlerinin toplam verimini elde etmeyi mümkün kılacağına inanılıyor. Japon uzmanlara göre, deneyler sırasında biriken deneyim, MW aralığında çalışan uydular arası iletişim hatları oluşturmaya başlamamıza olanak sağlıyor. Bu tür uydular arası bağlantıların olası uygulama alanlarından biri uluslararası iletişimdir. Ayrıca, iki IS3 arasında doğrudan iletişimin varlığı, ara yer istasyonlarının kullanılması ihtiyacını ortadan kaldırır. Uydular arası bağlantıları kullanarak, uzayın herhangi bir bölgesinde birbirinden birkaç on kilometre uzakta bulunan birkaç IS3 arasında iletişim kurmak da mümkündür. Yabancı sistemlere benzer şekilde sabit, eliptik ve alçak dairesel yörüngelerde uzay araçlarına sahip çok sayıda yerli uydu iletişim sistemi bulunmaktadır. Şimdiye kadar 0,3...0,4 GHz aralığındaki radyo frekansları düşük yörüngeli sistemler için tahsis edilmişti. Ancak burada çeşitli radyo-elektronik hizmetleri birincil temelde çalıştığından, gelecekte yeni uydu iletişim ağları için bantlar elde etmek pek mümkün değildir. Bu nedenle, düşük yörüngeli IC3 tekrarlayıcılarda, diğer vericilerden gelen paraziti önlemek ve dolayısıyla bunların çalışmasına müdahale etmemek için geniş bantlı sözde rastgele sinyallerin kullanılması önerilmektedir. Bu iletim yöntemiyle kısmi kanaldaki hız 4,8 kbit/s olabilir ve gürültüye dayanıklı kodlama dikkate alındığında 2,4 kbit/s olabilir. Bu tür sistemlerde MMV aralığının kullanımı dikkate alınmaktadır. Dolayısıyla iletişim sistemlerinin kapasitesinin ve genel verimliliğinin artırılması ihtiyacı, 30 GHz'in üzerindeki frekans aralığının geliştirilmesinin nedenlerinden biriydi. Belirtilen frekans aralığındaki sistemlerin potansiyel yeteneklerinin, her kanalda minimum bilgi aktarım hızının en az 10 Mbit/s olduğu 2 bin iletişim kanalı olduğu tahmin edilmektedir. 2000 yılında yalnızca Intelsat uydu iletişim ağının, sistemin 750...15 ve 6...4 GHz bantlarındaki kapasitesinden 14 kat daha fazla olan yaklaşık 12 bin telefon kanalı sağlaması bekleniyor. MW bandını uydu iletişiminde kullanmanın teknik sorunları arasında, 1 Gbit / s hızında dijital bilgi iletirken yer istasyonlarında çeşitlilik alımını organize etme yöntemlerinin incelenmesi, yerleşik tekrarlayıcılar için güvenilir ferrit anahtarların ve anahtarlama matrislerinin geliştirilmesi, eleman tasarımlarının üretiminde artan hassasiyetle geliştirilmiş çok ışınlı antenlerin oluşturulması. Bu sorunların çözülmesi, 50...40 GHz aralığında çalışırken ve 60 GHz'e kadar frekans aralığında uydular arası iletişim düzenlenirken uydu sistemlerinde yüksek verimlilik elde edilmesini mümkün kılacaktır. Gelecekte spektrumun daha yüksek frekanslı kısımlarını kullanmak mümkün. Milimetre aralığında çalışacak şekilde tasarlanmış yerleşik radyo iletişim ve bilgi iletim hatları önemli ilgi çekicidir. Gelecekte, 3...5 Gbit/s'lik bir verim ve yüksek operasyonel güvenilirlik (yaklaşık 0,99998) sağlayacaklar. Böylece, 3 Gbit/s kapasiteli, 20 km menzilli, uçaktaki parabolik antenlerin boyutları 0,2...0,5 m ve Dünya üzerindeki alım noktasında 1 m olan eğimli bir radyo bağlantısı için, Yer alıcısının gürültü değeri ~15 dB, düşük ağırlık ve yerleşik ekipman hacmi ile yerleşik verici cihazın gücü 0,1...100 W aralığında olacaktır. Böyle bir radyo bağlantısının ekipmanı için enerji göstergeleri ve gereksinimleri, MMV teknolojisinin mevcut durumu göz önüne alındığında oldukça uygundur. MMV'nin hücresel iletişim ağlarında uygulanması. Son yıllarda dünyanın gelişmiş ülkeleri, kentsel ve kırsal alanlarda mobil iletişim sistemlerinin oluşturulması ve uygulanması konusunda önemli ilerlemeler kaydetmiştir. Çeşitli bilgilerin aktarım hacminde, hızında ve kalitesinde benzeri görülmemiş bir artış, yalnızca tek bir ülke ölçeğinde değil, aynı zamanda farklı kıtalarda bulunan ülkelerde de sağlandı. Bu, katı hal elektroniği, mikroelektronik, fotonik, akustik elektronik ve uydu iletişim sistemlerinin geliştirilmesi sayesinde mümkün oldu. Bununla birlikte, kentsel iletişim sistemlerinde desimetre ve hatta metre radyo dalgalarının yaygın kullanımı, alıcı-verici ve anten-dalga kılavuzu sistemlerinin tasarımında bir takım zorluklar yaratmakta, karşılıklı elektromanyetik girişim seviyesini arttırmakta ve iletilen frekans bandını sınırlamaktadır. Bilgi aktarımında bozulmaların artmasına neden olur. Milimetrik dalgalar kullanılmadan şehirlerde hücresel iletişim ağlarının konuşlandırılmasının daha da genişletilmesi kesinlikle imkansızdır. Hücresel sistemlerde MW'ye geçişin fizibilitesi, Rusya Bilimler Akademisi Radyo Mühendisliği ve Elektronik Enstitüsü laboratuvarlarında yürütülen çalışmaların sonuçlarıyla doğrulanmaktadır. Araştırma sonuçlarının sistemleştirilmesi ve analizi, zorlu kentsel koşullarda, radyasyon kaynağından birkaç yüz metre ila onlarca kilometre arasındaki mesafelerde elektromanyetik alanın en önemli özelliklerini tahmin etmenin mümkün olduğu yönünde iyimser bir sonuca yol açmaktadır. Böyle bir tahmin, binaların yoğunlukları, yükseklikleri ve yatay boyutları, duvarların yapıldığı yapı malzemeleri ve kentsel yerleşim planını dikkate alarak şehrin topografik haritasını kullanan istatistiksel yöntemlerle gerçekleştirilebilir. alanlar, arazi ve anten sistemlerinin konumu. Bilgisayar veritabanlarını kullanarak kentsel koşullarda iletişim hatlarını tasarlarken alan özelliklerini hesaplamaya yönelik yöntemler de geliştirilmiştir. Enerji özelliklerini, polarizasyon alanı parametrelerinin dağılımlarını hesaplamayı ve kentsel mobil iletişim kanallarındaki radyo parazitinin istatistiksel özelliklerini sınıflandırmayı mümkün kılar. Özellikle verici gücünün (Rizl) 5...10 mW, alıcı duyarlılığının 10 MHz bandında ~1 W olduğu, anten kazancının 15 mm dalgada yaklaşık 5 dB olduğu ve sinyalin alındığı varsayıldığında- gürültü oranı ~10, su ve oksijen buharındaki rezonans soğurma merkezlerini dikkate alarak bağın manyetik alan üzerindeki etkisinin minimum aralığını tahmin edebiliriz (Şekil 1). En kötü yayılma koşullarında bile böyle bir hattın uzunluğu her zaman 0,5 km'nin üzerindedir ve bu da bu tür iletişim sistemlerinin gereksinimlerini karşılar.
Yarı iletken teknolojisinin mevcut gelişme düzeyi ve mikroelektronik devrelerin gelişme durumu göz önüne alındığında, kentsel ortamlarda kısa mesafeli bilgi iletim hatları için çeşitli ev tipi alıcı-vericilerin yanı sıra anten-dalga kılavuzu sistemlerini kullanmak için gerçek bir fırsat vardır. Belirli bölgelerdeki baz istasyonları ile hücresel iletişim sistemlerinin güvenilir bileşenleri haline gelebilirler. Seri üretimle, bu tür sistemlerin MW üzerindeki maliyeti, UHF ve metre dalgalarında mevcut olanlarla oldukça karşılaştırılabilir olabilir. Ek olarak, kentsel koşullarda kalabalık hava sorununu tamamen çözecekler ve iletilen mesajların hacmini en azından bir miktar veya daha fazla artırmak için gerçek bir fırsat yaratacaklar. Örneğin, kentsel ve banliyö bölgelerdeki mikro-hücresel ve piko-hücresel sistemler aracılığıyla mesajları iletmek için aynı frekansları kullanmaktan bahsediyoruz. Araştırmalar MMV kullanmanın bir başka önemli avantajını daha ortaya koydu. Desimetre ve metre dalga ekipmanlarının çalıştırılmasında belirtildiği gibi, alıcı-vericilerin kurulduğu odalarda insanlara zararlı etkileri yoktur. İncirde. Şekil 2'de kentsel ve banliyö alanlarda mikro hücresel ve piko hücresel iletişim sistemlerinin kullanımına ilişkin bir örnek sunulmaktadır. Baz istasyonu A, mobil iletişim nesneleriyle bilgi alışverişini sağlayan makro hücresel ağlar B, C, D, D, E aracılığıyla iletişim kurar. Şehirde bulunan mikro hücreler b ve c, sabit nesnelerle iletişim için tasarlanmıştır ve Z endüstriyel binasındaki 1, 2, 3...9 mikro hücreleri, ayrı katlarda çalışır.
Laboratuvar ve endüstriyel alıcı-verici cihazlar ve eleman tabanının durumu, kentsel koşullarda dikkate alınan hücresel sistemlerde MMV'nin pratik kullanım olasılığına güven vermektedir. MMV'deki tek açıklıklı radyo röle hatları. Son zamanlarda, çok kanallı telefon iletiminin yanı sıra bilgisayarlar ve çevre birimleri arasında veri alışverişi için tasarlanmış son derece güvenilir tek açıklıklı iletişim hatlarının düzenlenmesine ihtiyaç duyulmuştur. Bu amaçlar için MMV aralığındaki radyo röle hatları en uygun olanlardır. Yüksek gürültü bağışıklığına, küçük boyutlara ve ağırlığa, yüksek verime ve düşük enerji tüketimine sahiptirler. Bu tür sistemler, 42,5...43,5 GHz aralığında çalışan ve 5 Mbit/s (8,448) bilgi iletim hızıyla 129 km uzunluğa kadar tek açıklıklı dijital radyo röle hatlarını düzenlemek için tasarlanmış çift yönlü bir alıcı-verici istasyonu (TPS) içerir. telefon kanalları). Bilgi aktarımı için modülasyon indeksi bire eşit olan frekans modülasyonu seçilir. Alıcı ve verici kanallar arasındaki frekans aralığı ve ara frekansın değeri 480 MHz'dir; bu, bir yandan kanallar arasında gerekli miktarda izolasyonun sağlanmasına, diğer yandan da organize edilmesine olanak tanır. alıcının stabilize edilmiş yerel osilatörüne göre otomatik frekans ayarı. 170 km uzunluğundaki bir radyo hattında toplam 5 dB'lik bir zayıflama ile, alıcı-verici anteninin kazancı 40 dB'den az değilse, verici gücü 30...50 mW ise ve alıcı gürültü rakamı varsa istasyon normal şekilde çalışacaktır. 13 dB'den fazla değil. Böyle bir öğretim elemanının blok diyagramı Şekil 3'de gösterilmektedir. 1. Aşağıdaki işlevsel birimleri içerir: 300 mm çapında parabolik iki aynalı anten 2; 4 adet alan ve 3 adet mikrodalga filtresi ileten dalga kılavuzu bant geçişi; polarizasyon ayırıcı 5 (yatay E ve dikey H); yerel osilatörün dördüncü harmoniği üzerinde çalışan, Schottky bariyerli diyotlar üzerinde alıcı kanal 6 ve AFC kanalı 7'nın karıştırıcıları; Varacore frekans ayarlı Gunn diyot 8'yi temel alan mikrodalga jeneratörü; silikon bipolar transistörlerde 9 ön IF; bir dielektrik rezonatör tarafından stabilize edilen transistörlü mikrodalga jeneratörü (10); AFC kanalı 11'un frekans dedektörü; verici modülatörü video amplifikatörü 12 ve frekans detektör modülü 13. Bu modül, tek bir fiberglas baskılı devre kartı üzerinde yapılır ve otomatik kazanç kontrolüne sahip bir ana amplifikatörden 14, harmonik devreler üzerinde bir frekans detektöründen 15 ve bir video amplifikatöründen 16 oluşur. İkincil güç besleme 60, +12 V'luk bir DC voltajının, istasyonun işlevsel birimlerine güç sağlamak için gerekli olan +12 V, -5 V ve +XNUMX V stabilize voltajlara dönüştürülmesini sağlar.
Parabolik anten, alıcı-verici cihazlar ve ikincil güç kaynağı yapısal olarak 300 mm çapında ve 250 mm uzunluğunda kapalı silindirik bir kaba yerleştirilmiştir. PPS'nin küçük ağırlık ve boyut özellikleri çoğu durumda özel direk yapılarının yapımından vazgeçmeyi mümkün kılar. MMV'nin iletişim sistemlerinde kullanımına ilişkin yukarıdaki örnekler, bunların pratik kullanım problemlerini kapsamamaktadır. Kuşkusuz, geniş bant iletişim ve uygulamaları, IS3 ile iletişim için yer tabanlı noktalarda, uydular arası ve uçak içi iletişim sistemlerinde ve ayrıca şehir ve kasabalarda geniş bant iletişiminin organize edilmesinde büyük bir geleceğe sahipler. pikosellüler bilgi iletim hatları. Yazarlar: R. Bystrov, Mühendislik Doktoru. Bilimler, Prof., A. Sokolov, Mühendislik Doktoru. Bilimler, prof., Moskova
Dokunma emülasyonu için suni deri
15.04.2024 Petgugu Global kedi kumu
15.04.2024 Bakımlı erkeklerin çekiciliği
14.04.2024
▪ Acı olmayan hindiba yetiştirilmiş ▪ Veba insanları asırlık yaptı ▪ Siyah nitrojen, grafen analogu ▪ Erkekler Doktora Gitmeyi Neden Sevmez?
▪ sitenin bölümü Öğrenciye not. Makale seçimi ▪ Madde Yönetmeliğini zorunlu kılar. Popüler ifade ▪ makale Dekoratör. İş güvenliğine ilişkin standart talimat ▪ makale Yüksek kaliteli transistör UMZCH. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri