В. Г. Шевчук транспортные радиосистемы. Распространение


НазваниеВ. Г. Шевчук транспортные радиосистемы. Распространение
страница1/13
Дата публикации30.03.2013
Размер1.47 Mb.
ТипЛекция
referatdb.ru > Журналистика > Лекция
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13


Белорусский государственный университет транспорта

кафедра «Системы передачи информации»

В.Г. Шевчук
ТРАНСПОРТНЫЕ РАДИОСИСТЕМЫ. РАСПРОСТРАНЕНИЕ

Э
НЕРГИИ ЗВУКОВЫХ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН

г. Гомель

1998 г.
УДК 656.254.16: 621.371 (075.8)

Шевчук В.Г. ТРАНСПОРТНЫЕ РАДИОСИСТЕМЫ. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЭНЕРГИИ ЗВУКОВЫХ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН: Конспект лекций. – Гомель: БелГУТ, 1998. – 128 с.

КЛАССИФИКАЦИЯ ТРАНСПОРТНЫХ РАДИОСИСТЕМ, РАДИОВОЛН И РАДИОЧАСТОТ; СТАНДАРТИЗАЦИЯ ДИАПАЗОНОВ РАДИОЧАСТОТ; УСЛОВИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН РАЗЛИЧНЫХ ДИАПАЗОНОВ; ПОМЕХИ РАДИОПРИЕМУ И МЕТОДЫ БОРЬБЫ С НИМИ; ОЗВУЧИВАНИЕ ПОМЕЩЕНИЙ И ОТКРЫТЫХ ПРОСТРАНСТВ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ СТАНЦИЯХ; АНТЕННО-ФИДЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА


Конспект лекций предназначен для студентов электротехнического факультета специализации «Системы передачи информации», изучающих курс «Транспортная радио и спутниковая связь», а также для слушателей Института повышения квалификации и переподготовки руководителей и специалистов транспортного комплекса.

Материалы лекций могут быть полезны для студентов факультета «Управление процессами перевозок», изучающих курс «Транспортная связь»; студентов электротехнического факультета, изучающих курс «Алгоритмические основы построения сетей связи»; инженерно-технических работников.

Таблиц 16. Иллюстраций 61.

Рецензент – кандидат технических наук, доцент

В.С. Кострома (БелГУТ)

 В.Г. Шевчук, 1998

Тема 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАДИОСИСТЕМАХ И ИХ ПРИМЕНЕНИИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ
Лекция (2 ч.) Классификация транспортных радиосистем и радиодиапазонов

План лекции
1.1 Классификация транспортных радиосистем.

1.2 Понятие о радиоканале.

1.3 Классификация радиоволн и радиочастот.

1.4 Области применения различных диапазонов радиоволн и

радиочастот в транспортных радиосистемах.

1.5 Стандарты частотных диапазонов транспортных радиосистем.

^ 1.1 Классификация транспортных радиосистем
В информационно-управляющем комплексе, обеспечивающем транспортные технологические процессы, важное место занимают различные радиосистемы, которые позволяют передавать необходимую информацию без дорогостоящих строительства и обслуживания проводных каналов, а также обеспечивают передачу и прием информации в условиях наличия мобильных объектов и абонентов.

На рисунке 1.1 приведена классификация транспортных радиосистем по их назначению с учетом различных технических решений.

Радиосистемы могут быть также проклассифицированы по их местоположению на:

  • магистральные, организуемые в рамках содружества железных дорог стран СНГ;

  • дорожные, организуемые между Управлением и отделениями дороги;

  • участковые, организуемые в рамках диспетчерского участка управления движением поездов;

  • зоновые, сотовые и т.п.

По типу линии передачи сообщений радиосистемы подразделяются на: радио, радиопроводные, радиорелейные, спутниковые.


Транспортные радиосистемы

Радиосвязи

Специального назначения

Радиолокационные

Индуктивные

Громкоговорящие

Персональной технологической

(праттер, пейджинг, перфакс)

Дорожной КВ

Ремонтно-оперативной

Радиотелефонной пассажиров в поездах

Военизированной охраны

Транспортной милиции

Станционной (в т.ч. маневровой и горочной)

Поездной

Радиоохранные

Управления движением поездов

АСК-ПС

Автоматизированные в пригородных поездах

Радиоуправления стрелками и сигналами

Вещания

Замкнутые прикладные (в т.ч. считывание номеров вагонов)

Обзорно-охранные

Телевизионные

Управления движением поездов

Измерения скорости отцепов на горках

Вещания

Вокзальные оповестительные

С местом производства работ

Парковые оповещения

Контейнерных площадок

Телеуправления горочными локомотивами

САУТ

С местом производства работ

АЛСН

Поисковые

Охранные
Рисунок 1.1 - Классификация транспортных радиосистем по их назначению


Кроме того радиосистемы можно подразделить на системы с закрепленными радиоканалами и системы с коммутацией радиоканалов (транкинговые, от англ. trunk - канал).

^ 1.2 Понятие о радиоканале
Характерной особенностью радиосистем является использование энергии электромагнитного поля (радиоволн) для передачи сообщений по радиоканалу.

Структурная схема радиоканала показана на рисунке 1.2. Как видно из рисунка, он представляет собой сложный комплекс устройств преобразования сообщения от источника в сигнал, передачи сигнала и обратного его преобразования в сообщение, воспринимаемое потребителем.

Преобразование сообщения в сигнал осуществляется радиопередающим устройством, которое решает задачи генерации токов радиочастот, управления ими и излучения электромагнитной энергии посредством передающей антенны.

Прием электромагнитной энергии, усиление ослабленных сигналов и их преобразование в сообщение для потребителя осуществляется приемной антенной и радио приемным устройством.

Основными показателями качества радиоканала являются эффективность и надежность. Надежность радиоканала оценивается вероятностными характеристиками отказов за исследуемый промежуток времени, а эффективность - объемом Vи передаваемой информации в единицу времени.



где t - продолжительность передачи информации, с; f - ширина полосы передаваемых частот, Гц; PС - мощность полезного сигнала, Вт; Pn - мощность помех, Вт.

Поскольку большинство транспортных радиосистем связаны с передачей оперативной информации, . Следовательно, увеличение объема передаваемой информации может быть достигнуто путем увеличения ширины полосы передаваемых частот (что связано с ростом энергетических затрат и снижением КПД систем) и улучшением помехоустойчивости радиосистем (увеличением соотношения сигнал/помеха в пункте приема).

Источник питания

Источник питания

Электромагнитное поле



















помехи


сообщение

сообщение








Радиопередающее устройство

Радиоприемное устройство




Задающий генератор радиоколе-баний

Модуляци-онный каскад

^ Выходной усилитель мощности

Преобразо-ватель сообщения в сигнал

Входное устройство

Усилитель радио-частоты

Детектор

Усилитель низкой частоты

Преобразова-тель сигнала в сообщение
Рисунок 1.2 - Структурная схема радиоканала

^ 1.3 Классификация радиоволн и радиочастот
Скорость распространения энергии электромагнитного поля



где f - величина радиочастоты; - длина радиоволны, т.е. расстояние, на которое распространяется энергия электромагнитного поля за время одного колебания.

Откуда





На рисунке 1.3 показана шкала электромагнитных волн.




^

Рисунок 1.3 - Шкала электромагнитных волн


Таблица 1.1



Частота

Длина волны

По регламенту

^ Наименование диапазона

диапазона

f



радиосвязи

по длине волны

по частоте










(1959 г.)

основное

дополнительное




1

2

3

4

5

6

7

1

3..30 Гц

100000..10000 км

1 -й

декамегаметровые (ДМмв)

сверхдлинные (СДВ)

крайне низкие (КНЧ)

2

30..300 Гц

10000..1000 км

2 -й

мегаметровые (Ммв)

сверхдлинные (СДВ)

сверхнизкие (СНЧ)

3

300..3000 Гц

1000..100 км

3 -й

гектокилометровые (гкмв)

сверхдлинные (СДВ)

инфранизкие (ИНЧ)

4

3..30 кГц

100..10 км

4 -й

декакилометровые

(мириаметровые)

(Дкмв)

сверхдлинные (СДВ)

очень низкие (ОНЧ)

5

30..300 кГц

10..1 км

5 -й

километровые (кмв)

длинные (ДВ)

низкие (НЧ)

6

300..3000 кГц

1000..100 м

6 -й

гектометровые (гмв)

средние (СВ)

средние (СЧ)

7

3..30 МГц

100..10 м

7 -й

декаметровые (Дмв)

короткие (КВ)

высокие (ВЧ)

8

30..300 МГц

10..1 м

8 -й

метровые (мв)

ультракороткие (УКВ)

очень высокие (ОВЧ)

9

300..3000 МГц

10..1 дм

9 -й

дециметровые (дмв)

ультракороткие (УКВ)

ультравысокие (УВЧ)

10

3..30 ГГц

10..1 см

10 -й

сантиметровые (смв)

ультракороткие (УКВ)

сверхвысокие (СВЧ)

11

30..300 ГГц

10..1 мм

11 -й

миллиметровые (ммв)

ультракороткие (УКВ)

крайне высокие (КВЧ)

12

300..3000 ГГц

1..0.1 мм

12 -й

децимиллиметровые

(субмиллиметровые)

(дммв)

ультракороткие (УКВ)

гипервысокие (ГВЧ)


Как видно из рисунка, радиоволны - электромагнитные волны с длиной волны > 500 мкм (f < 6ТГц).

Десятичная классификация радиоволн и радиочастот в соответствии с рекомендациями Регламента радиосвязи и принятой практикой обозначения диапазонов приведена в таблице 1.1. Учитывая, что условия окружающей среды постоянно меняются и величина с не является постоянной, в основу классификации радиоволн и радиочастот положена величина скорости распространения энергии электромагнитных волн в вакууме - с = 3000000 км/с.

^ 1.4 Области применения различных диапазонов

радиоволн и радиочастот в транспортных

радиосистемах
В первых опытах передачи радиосигналов, осуществленных А.С. Поповым* в 1895-99 г.г. использовались радиоволны с длиной волны от 200 до 500 м (частоты 1.5...0.6 МГц).
* Попов Александр Степанович (1859- 1906), русский физик и электротехник, Почетный член Русского технического общества, преподаватель физики и электротехники Минного офицерского класса и Технического училища Морского ведомства в Кронштадте, позднее профессор, директор Петербургского электротехнического института, изобретатель электрической связи без проводов (радио).
Области применения диапазонов радиоволн и радиочастот в современных транспортных радиосистемах приведены в таблице 1.2.


Таблица 1.2



п/п



диапазонов

Полоса

частот

Применение в транспортных радиосистемах

1

2

3

4

1

1 - 4

300...3400 Гц

10...18000 Гц

Системы

вещания.









^
Продолжение таблицы 1.2

1

2

3

4

2

4 - 5

20...150 кГц

Индуктивные системы.

3

5 - 6

150...416,

520...1600 кГц

Радиофикация пассажирских

поездов.

4

6

2.143 МГц

(2.090...2.170) МГц

Поездная радиосвязь, аппаратура типа ЖР, ЖР-М, ЖР-2, ЖР-3М (устаревшая).

5

7

3.2...4.6 МГц

27(26.06...26.96) МГц

Системы промтелевидения.

Персональная радиосвязь.

6

8

42.5...46.0 МГц

150...156 МГц

100...108 МГц

48.5...66.0 МГц
76...100 МГц
174...230 МГц
140...210 МГц

150...156 МГц

Поездная радиосвязь, аппаратура ЖРУ (устаревшая), «Транспорт», РКУ, «РОСА». Станционная радиосвязь, аппаратура ЖР-5М, ЖРУ (устаревшая), «Транспорт», РКУ, «РОСА».

Пейджинг.

1-2 каналы телевизионного вещания.

3-5 каналы телевизионного вещания.

6-12 каналы телевизионного вещания.

Радиоохранные системы.

Системы спецназначения:

  • автоматизированная система контроля технического состояния подвижного состава АСК-ПС;

  • радиоуправление и централизация стрелок и сигналов;

  • радиоуправление переездной сигнализацией.

7

9

320...330 МГц



Поездная и станционная радиосвязь, аппаратура «Транспорт», РКУ, «РОСА».







460(457.40...458.45;

467.40...468.45) МГц
320...470 МГц

1500...2000 МГц

900(870...874;

915...919) МГц

Поездная и станционная радиосвязь, аппаратура «Транспорт», РКУ, «РОСА».

Радиорелейные системы типа ДМ, РТА.

Поездная радиосвязь, стандарт GSM-R.

8

9 - 10

3400...3900 МГц

Радиорелейные системы типа Р-600










Окончание таблицы 1.2

1

2

3

4

9

10

1.5...29 ГГц

1.7...4.2 ГГц
2...8 ГГц
2.4...2.5 ГГц

10.7...11.7 ГГц

Спутниковые радиосистемы связи.

Сотовая и персональная радиосвязь, праттер.

Радиорелейные системы типа «КУРС».

Радиолокационные системы автоматического определения транспортных средств.

Цифровые радиорелейные системы типа «РАДАН-М».

10

10 - 11

9.4...37.5 ГГц

Радиоскоростемеры


^ 1.5 Стандарты частотных диапазонов

транспортных радиосистем
В рамках интеграции страны в европейское и мировое сообщества одной из важных задач является соответствие применяемых транспортных радиосистем международным стандартам.

Начиная с 1 марта 1993 г. прекратили существование Международный консультативный комитет по телефонии и телеграфии (МККТТ), Международный консультативный комитет по радиосвязи (МККР) и Международный комитет по радиочастотам (МКРЧ).

Создана новая структура Международного союза электросвязи - МСЭ (International Telecommunication Union - ITU), включающая в себя:

  1. Сектор стандартизации электросвязи (ССЭ).

  2. Сектор радиосвязи (СР).

  3. Сектор развития электросвязи (СРЭ).

В соответствии с требованиями МККР и МКРЧ Европейская конфедерация почт и телеграфов (Confederation of European Post & Telegraph - CEPT) в июне 1991 г. утвердила Рекомендацией T/R 25-09 для железных дорог Европы следующие диапазоны работы транспортных радиосистем 870...874 МГц и 915...919 МГц.

Международным союзом железных дорог МСЖД на основе этого приняты рекомендации по организации радиосвязи UIC-751-3, а также по обеспечению связи внутри поезда и оповещению пассажиров в поезде UIC-568.

Для организации дуплексных систем поездной радиосвязи ПРС-Д и станционной радиосвязи в узлах СРС-У разработаны европейский стандарт ETR-900 (Euro-Train-Radio) и международный стандарт GSM-R (Global System for Mobil Communication-Railway). В настоящее время они внедряются фирмами AEG, «Siemens», KAPCH, KOLLEDA и др. в рамках программы «Dibmof» (Dienste Integrierender Banh Mobil Funk).

В Российской Федерации разработана и одобрена решением Государственного комитета по экономическому и социальному развитию от 23.02.94 г. «Концепция развития до 2010 г. сетей сухопутной подвижной радиосвязи общего пользования». В этом документе отмечается, что оборудование общеевропейского цифрового стандарта GSM, который принят многими странами мира, отвечает самым современным требованиям. Однако, в связи с тем, что в настоящее время состояние сетей и имеющиеся ограничения по использованию частотного ресурса, сдерживает создание федеральной сети GSM, предполагается продолжить строительство аналоговой федеральной сети на базе стандартов NMT-460 и NMT-450.

Стандарт NMT-460 (National Mobil Telecommunication) предусматривает работу радиосистем в диапазонах 457.40...457.45 МГц и 467.40...468.45 МГц для транспорта, а стандарт NMT-450 работу радиосистем общего пользования в диапазонах 453.0...457.6 МГц и 463.0...467.5 МГц.

Следует отметить, что в Беларуси в настоящее время разработаны и выпускаются радиосистемы стандарта NMT-460: радиостанции РКУ (радиозавод г. Молодечно) и радиосистемы «РОСА» (радиозавод г. Барань). Опытное применение их на белорусской железной дороги дало хорошие результаты.

Для пейджинговой связи (от англ. page - страница, эпизод, но и паж, мальчик слуга) стандартом RDS (Radio Digital Systems) предусмотрен диапазон 100...108 МГц.

Для сотовой или билайновой (от англ. BEE-LINE - пчелиная сота) и персональной связи существуют стандарты ^ AMPS-800 (American Mobil Personal Systems) и его модификация D-AMPS (Digital - цифровой), а также стандарты МДКР/CDMA (МДКР - многостационарный доступ с кодовым разделением каналов, CDMA - Code Division Multiple Access).

Для радиостанций личного пользования (руководителей подразделений) разработан стандарт PSM-27 (Personal Mobil Systems) предусматривающий диапазон частот 26.06...26.96 МГц.


ВЫВОДЫ


  1. На железнодорожном транспорте нашло применение большое число различных радиосистем, работающих в разных частотных диапазонах.

  2. Интеграция Республики Беларусь и других стран СНГ в европейское и мировое сообщества ставит задачу внедрения современных радиосистем, работающих в диапазонах, соответствующих международным стандартам.



^ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ




  1. Какие виды радиосистем применяются на железнодорожном транспорте ?

  2. Как классифицируются транспортные радиосистемы по местоположению и по типу линий передачи сообщений ?

  3. Что такое транкинговые сети ?

  4. Какие функции выполняют радиопередающие устройства ?

  5. Какие функции выполняют радиоприемные устройства ?

  6. Чем характеризуется эффективность радиоканала ?

  7. Что такое радиочастоты ? Какова шкала электромагнитных волн ?

  8. Что представляет собой десятичная классификация радиоволн и радиочастот ?

  9. Каковы области применения различных диапазонов радиоволн и радиочастот в транспортных радиосистемах ?

  10. Какие стандарты частотных диапазонов существуют для транспортных радиосистем?

^ СРЕДСТВА ТСО (краткая аннотация)
Учебный фильм «Введение в специальность радиоинженера» (черно-белый, 16 мм,2 ч.).

На примерах экспонатов Политехнического музея показана история создания и развития радио и других систем связи с 1895 года до наших дней. дается схема организации радиосвязи и излагается принцип ее работы.
БИБЛИОГРАФИЯ




  1. Артюшенко В.М. Применение радиотехнических средств на сортировочных горках, АТС, 1992, № 2, с. 6-8.

  2. Березовой А. Ф. О перспективах развития аппаратуры контроля буксовых узлов, АТС, 1995, № 6, с. 18-20.

  3. Блиндер И. Д. Разработки НИИЖА в области связи, АТС, 1994, № 2, с. 34-38.

  4. Ваванов Ю. В. Развитие средств связи и радиосвязи на сети железных дорог, АТС, 1994, № 2, с. 30-34.

  5. Ваванов Ю. В. На пороге второго столетия, АТС, 1995, № 5, с. 31-32.

  6. Генин Л. Я., Тажиров М. Х. Автоматический речевой информатор в системе оповещения ремонтных бригад о приближении поезда, АТС, 1990, № 11, с. 8-9.

  7. Дагаева Н. Х., Клеванский Ю. И. Радиосвязь на железнодорожном транспорте, М.: Транспорт , 1991, 312 с.

  8. Лебедев М.М. Основные направления создания эффективных систем железнодорожной автоматики и систем управления технологическими процессами, АТС, 1994, №2, с. 2-4.

  9. Леднев А.В. Транкинговые сети: новые возможности технологической радиосвязи, АТС, №7, с. 2-4.

  10. Николаева Г.Н. Радиопейдж - максимум услуг, Вестник связи, 1995, №9, с. 33-35.

  11. Однолозов Ю.А., Молдавский М.М. Проектирование систем радиоуправления стрелками, АТС, 1991, №4, с. 5-6.

  12. Пичугин Б.Н. Аппаратура радиоуправления стрелочным переводом из кабины локомотива (АРУСП-К), АТС, 1990, №10, с. 20-24.

  13. Радиоохранная система «РОСА-СПРВ», Вестник связи, 1995, №6, с.22.

  14. Радиосвязь на железнодорожном транспорте /Под ред. проф. П.Н. Рамлау, М.: Транспорт, 1992, 398 с.

  15. Справочник по спутниковой связи /Под ред. Л.Я. Кантора, М.: Радио и связь, 1983, 288с.

  16. Страхов А.Ф., Соколовский С.П., Страхов О.А. Автоматические информационные системы «Сигнал-1» и «Сигнал-2», АТС, 1993, №6, с. 17-21.

  17. Черенкова Я.Л., Чернышов О.В. Распространение радиоволн, М.: Сов. радио, 1972, 463с.


Тема 2 РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН


^ Лекция (2 ч.) Механизм распространения энергии радиоволн и влияние атмосферы

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

Похожие рефераты:

Тема урока: «Строение и распространение плодов»
«Распространение плодов водой», «Распространение семян ветром»; мультимедийный проектор
Класс 12 транспортные средства и подъемные устройства
Содержит все транспортные средства: наземные, морские, воздушные, космические и прочие
Применение технологии ormed professional в комплексном восстановительном...
Врач-консультант информационно консультативного центра новейших реабилитационных технологий Шевчук Н. В
Правила составления Декларации по земельному налогу, налогу на транспортные...
Налоговый кодекс) и определяют порядок составления Декларации по земельному налогу, налогу на транспортные средства и налогу на имущество...
Информация об ответственности за распространение наркотических веществ
Ужесточена уголовная ответственность за хранение и распространение наркотических средств в местах массового отдыха, учреждениях образования...
Титульный лист программы обучения по дисциплине (Syllabus) Форма
Радиосистемы передачи информации для студентов заочной формы специальности 05071 Радиотехника, электроника и телекоммуникации
Титульный лист программы обучения по дисциплине (Syllabus) Форма
Радиосистемы передачи информации для студентов очной формы специальности 05071 Радиотехника, электроника и телекоммуникации
Вопросы к экзамену по дисциплине «Детали машин и подъемно-транспортные механизмы»
Цели и задачи дисциплины «Детали машин и подъемно-транспортные механизмы» в системе инженерной подготовки специалистов технического...
Перечень вопросов к экзамену по дисциплине «Детали машин и подъемно-транспортные механизмы»
Цели и задачи дисциплины «Детали машин и подъемно-транспортные механизмы» в системе инженерной подготовки специалистов технического...
Курс конструкции из дерева и пластмасс п 315 Жук В. В. Шевчук В. Л


Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
referatdb.ru
referatdb.ru
Рефераты ДатаБаза