НА ЗАЛІЗНИЧНОМУ ТРАНСПОРТІ
Вступ. Історія розвитку радіозв'язку.
Основні поняття радіозв'язку
1.1 Основи побудови пристроїв радіозв'язку
Р а д і о с в я з ь ю називається електрична зв'язок, призначена для передачі повідомлень на велику відстань, за допомогою електромагнітного випромінювання, з використанням струму високої частоти (ВЧ).
До а н а л о м радіозв'язку або р а д і о л і н і е й називається сукупність технічних засобів і фізичної середовища, в якій сигнали, що відображають передану інформацію, поширюються від її джерела до її одержувачу, причому середовищем поширення служить відкритий простір . Структурна схема каналу радіозв'язку приведена на малюнку 1.1. Тут ІС - джерело повідомлення, ПМ - перетворювач повідомлення в сигнал і ланцюги зв'язку цього перетворювача з радіоустаткуванням, Пер - радиопередающее пристрій, В - простір поширення радіохвиль, Пр - пристрій, який одночасно ПД - ланцюги зв'язку радіоприймального пристрою з наступними ланцюгами і перетворювач сигналу в повідомлення , ПС - одержувач повідомлення. Як пристрої, що забезпечують узгодження радіопередавача і радіоприймача із середовищем, використовуються антени.
Малюнок 1.1 - Структурна схема каналу радіозв'язку
Розглянемо структурну схему радіоканалу більш докладно. Передане повідомлення перетвориться перетворювачем в електричні сигнали, в якості якого може бути застосований телеграфний ключ або мікрофон в залежності від форми повідомлення. Радиопередающее пристрій складається з генератора, модулятора, підсилювача радіочастоти і передавальної антени. Генерування струму ВЧ на передавальної станції здійснюється генератором високої частоти ГВЧ. Електричні сигнали, вступаючи на генератор ГВЧ, керують струмом ВЧ, годує антену. Зміни струму ВЧ під впливом сигналів, що передаються призводять до відповідних змін випромінюваних хвиль, які відображають в собі електричні сигнали, а отже, і передане повідомлення. Модуляція сигналу необхідна для представлення його в перешкодостійкою формі, а також для збільшення швидкості передачі інформації. Так, змінюється один з параметрів сигналу, струм звукової частоти модулюється в ток ВЧ. До виходу підсилювача підключається передавальна антена, що представляє собою дротом, підвішеним на високих щоглах над землею. Антена випромінює в навколишній простір електромагнітну енергію у вигляді електромагнітних хвиль (радіохвиль). Електромагнітне поле радіохвиль поширюючись і зустрічаючи на своєму шляху приймальню антену, наводить в ній ЕРС, створюючи струм ВЧ, що повторює зміни струму в передавальної антени. Далі приступає до роботи радіоприймач. Приймач містить вхідний пристрій, поєднане з приймальною антеною, підсилювач, детектор або демодулятор і відтворює пристрій. Так як, на приймальну антену падають електромагнітні хвилі від багатьох передавачів, які збуджують в антені цілий ряд електричних сигналів, виникає необхідність виділення коливання певного передавача. Цю функцію виконує коливальний контур вхідного пристрою, який налаштовується на частоту несучого коливання. Вхідний пристрій також дозволяє позбавиться від впливу заважають станцій або істотно послабити його, тим самим різко збільшуючи відношення сигнал / шум. З виходу вхідного пристрою модульоване коливання надходить на демодулятор (або детектор), де здійснюється операція, зворотна модуляції: з модульованого коливання виходить керуючий електричний сигнал. Цей сигнал після посилення в підсилювачі надходить в відтворює пристрій і перетворюється в звуковий сигнал. Підсилювач використовується в тих випадках, коли приймач далеко віддалений від передавача, оскільки інтенсивність електромагнітної хвилі сильно убуває зі збільшенням відстані.
1.2 Діапазони радіохвиль і області їх застосування
Необхідність регулювання електромагнітних завад змусила людство усвідомити, що передавати радіосигнали через атмосферу не дуже важко, насправді складніше зупинити їх. Поверхня Землі служить провідником і відображає радіосигнали. У шарах атмосфери, званих іоносферою, сонячне світло руйнує і іонізує молекули, тобто вони стають провідними. Тому характеристики іоносфери в денний і нічний час розрізняються, а сонячна активність може також впливати на стан іоносфери. Також, бурхливе зростання систем і видів зв'язку, що використовують для передачі інформації електромагнітні хвилі, призводить до проблеми електромагнітної сумісності радіосистем. Рішенням даної проблеми є виділення кожній системі зв'язку певної смуги частот, так званий д і а п а з о н частот.
Радіоспектр розділяється на діапазони, які розрізняються характеристиками поширення:
- діапазон дуже низьких частот (ОНЧ) використовується для зв'язку з підводними човнами, оскільки тільки ОНЧ-сигнали поширюються під водою на глибині в кілька метрів;
- низькочастотний діапазон (НЧ) (300 кГц - 3 МГц) використовується для ближнього зв'язку, тому що радіус дії НЧ-сигналів незначний;
- високочастотний діапазон (ВЧ) (3 -30 МГц), сигнали в цьому діапазоні поширюються на дуже великі відстані за рахунок багаторазового відбиття радіохвиль від іоносфери і поверхні Землі;
- діапазони дуже високих частот (ДВЧ) (30 - 300 МГц), ультрависоких частот (УВЧ) (300 МГц - 1 ГГц) і надвисоких частот (НВЧ) (понад 1 ГГц). Сигнали в цих діапазонах розповсюджуються в межах прямої видимості і відбиваються від будівель і інших об'єктів, що покращує умови прийому в зоні дії передавача.
У таблиці 1.1 наведені використовувані в даний час частоти, діапазони радіохвиль і області їх застосування.
Таблиця 1.1 - Діапазони радіохвиль
Знаючи несучу частоту (в МГц), можна знайти довжину хвиль (в метрах) за формулою = 300.
Види радіозв'язку на залізничному транспорті
Р а д і про в е н я н і е - одностороння передача інформації, що містяться в звукових сигналах, від передавача радіомовної станції через лінію зв'язку - навколоземний простір - за допомогою електромагнітних хвиль до приймачів слухачів. Т е л е в і д е н і е - одностороння передача інформації, що містяться в оптичному зображенні і звукових сигналах від передавача телевізійної станції через навколоземний простір або коаксіальний кабель за допомогою електромагнітних хвиль до телевізійних приймачів слухачів. Р а д і о л о к а ц і я - виявлення, вимір просторових координат і упізнання різних об'єктів за допомогою радіотехнічних засобів. Р а д і о н а в і г а ц і я - визначення за допомогою електромагнітних хвиль напрямки на передавачі - орієнтири (радіомаяки) і встановлення місця розташування літаків і кораблів.
На залізничному транспорті службова радіозв'язок почала впроваджуватися з 1949 року і незабаром міцно увійшла в багато ланки управління технологічними процесами експлуатації залізниць, а також організації та планування вантажних і пасажирських перевезень. Залежно від місця, займаного в організаційній структурі залізничного транспорту, всі сучасні засоби радіозв'язку можна віднести до трьох основних груп:
- низова технологічна радіозв'язок, різновидами якої є поїзна, станційний і ремонтно-оперативна;
- дорожня і Відділкова радіозв'язок, що реалізується на базі радіорелейних ліній;
- магістральна радіозв'язок, здійснювана по короткохвильовим радіолінії.
Крім ліній радіозв'язку, на залізничному транспорті застосовується промислове телебачення для прискорення процесів обробки складів на станціях, радіолокація для вимірювання швидкості руху вагонів на сортувальних гірках, поездное радіомовлення, системи радіотелеуправленія об'єктами. В недалекому майбутньому, на залізничному транспорті буде використовуватися радіозв'язок в якості пейджингових, транкінгових, стільникових і супутникових мереж.