Розповсюдження радіохвиль
Для передачі телевізійних сигналів використовується діапазон частот 40…1000 Мгц. Нижня межа частот визначається відеосигналом, який необхідно передати. Частота несучих передавача повинна бути, як мінімум, у кілька разів більша частоти відеосигналу, інакше втрачається сама можливість модуляції. З метою використання загальної антенно-фідерної системи в передавальному пристрої і загальних підсилювачів відеосигналів та сигналів звукового супроводу прийнято передавати звуковий супровід на частотах, близьких до несучої частоти зображення.
Радіохвилі, які випромінює передаюча антена, це електричні і магнітні поля, які змінюються у часі. Ці поля характеризуються в кожний точці простору величиною і напрямком і можуть бути представлені у вигляді двох взаємно перпендикулярних векторів – електричного Е і магнітного Н, розташованих в площині перпендикулярний напрямку розповсюдження радіохвиль. Швидкість розповсюдження радіохвиль у вакуумі дорівнює швидкості світла. Довжина хвилі λ (у метрах) дорівнює:
λ = 300/ƒ, (1.9)
де ƒ частота хвилі (у МГц).
Радіохвилі поділяють на метрові (30 – 300 Мгц), дециметрові (300-3000 МГц), сантиметрові (3 – 30 ГГц), міліметрові (30 – 300 ГГц), дециміліметрові (300 – 3000 ГГц).
Поля, створювані передавачем, діляться на чотири зони: ближню, дифракційну, тропосферну й іоносферну. За ними слідує зона глибокої тіні, напруженість електромагнітного поля в якій дуже мала.
Ближня зона, яка характеризується різкими змінами напруженості електромагнітного поля внаслідок інтерференції (накладення) прямого і відбитого від Землі променів, починається безпосередньо від радіостанції і тягнеться на кілька кілометрів. За ближньою зоною слідує дифракційна, яка характеризується рівномірним зменшенням напруженості електромагнітного поля в міру віддалення від радіостанції. Вона простирається до радіогоризонту, тобто в межах прямої видимості між передавальною і приймальною антенами.
В тропосферній зоні ультракороткі хвилі поширюються в результаті дифузійного відбивання від нижніх шарів іоносфери (12…15 км від Землі), що виникає через зміни в цих шарах температури, вологості та тиску. В цій зоні рівень сигналу непостійний, він залежить від часу доби та пори року, а також від метеорологічних умов.
В іоносферній зоні ультракороткі хвилі поширюються внаслідок розсіювання і відображення радіохвиль від шарів з різною діелектричною проникністю в іоносфері на висоті 80…90 км від Землі.
Розрахунок радіуса дії телевізійного радіопередавача необхідно проводити для дифракційної зони, у якій напруженість поля завжди постійна (впевнений прийом) і не залежить від побічних факторів (часу доби, пори року і т.п.). Цей радіус визначається з врахуванням впливу атмосферної рефракції по наступній формулі:
, (1.10)
де r0 – радіус зони дії УКХ радіостанції, км;
h1 – висота підйому передавальної антени, м;
h2 – висота підйому приймальної антени, м.
Відповідно, для збільшення зони дії телевізійного передавача необхідно нарощувати висоту передавальної і приймальної антен.
Радіус зони впевненого прийому телевізійного сигналу визначається мінімальним значенням напруженості електромагнітного поля, одержуваним в точці прийому (на висоті приймальної антени), при якому відношення сигналу на виході приймача до внутрішніх флуктуаційних перешкод має задане значення (наприклад, більше 20 дБ).
Особливості прийому сигналів у діапазоні дециметрових хвиль (ДМХ). Телевізійне мовлення на ДМХ вимагає рішення ряду проблем, зв’язаних з особливостями поширення цих хвиль. Так, при прийомі телевізійних сигналів в діапазоні ДМХ необхідна більша напруженість електромагнітного поля, ніж при їхньому прийомі в діапазоні метрових хвиль (MХ); вхідні пристрої приймачів для прийому сигналу на цих частотах відрізняються як по конструкції, так і за схемою від відомих селекторів каналів; підвищені вимоги пред’являються також до телевізорів та їх резонансних систем.
Зона впевненого прийому в діапазоні ДМХ менша, ніж у MХ.
При роботі в діапазоні ДМХ основним фактором, що визначає можливість і якість прийому, є рівень власних шумів вхідних пристроїв. Рівень промислових перешкод в цьому діапазоні, на відміну від метрового, дуже незначний, і вони істотно не впливають на якість телевізійного зображення. Придушення несучої зображення зменшує відношення сигнал/шум на вході приймача в два рази. Це також вимагає підвищення напруженості електромагнітного поля в місці прийому: вона повинна бути не нижча 300 мкВ/м.
При роботі приймальних пристроїв у діапазоні ДМХ необхідно застосовувати в селекторі каналів або конвертерах ДМХ особливі коливальні системи з розподіленими параметрами. На відміну від електричних ланцюгів із зосередженими параметрами, індуктивність яких обумовлена котушкою індуктивності, а ємність – конденсатором, ланцюги з розподіленими параметрами на будь-якому відрізку лінії мають ємність, індуктивність і активний опір. Таким чином, елементи ланцюга (параметри) розподілені рівномірно по всій довжині дроту.
Лінії з розподіленими параметрами мають геометричну довжину, порівняну з довжиною хвилі. Якщо в ланцюгах із зосередженими параметрами час поширення струму і напруги по ланцюгу набагато менший, ніж період власних коливань, то в лініях з розподіленими параметрами вони одного порядку. Відрізок лінії в 1/4 чи 1/2 довжини хвилі може використовуватися як звичайний коливальний контур. Для цього в першому випадку він повинний бути замкнутий на кінці, а в другому – розімкнутий.
Геометричну довжину лінії можна зменшити, приєднавши конденсатор до її розімкнутих кінців. Включення конденсатора змінної ємності дозволяє настроїти коливальний контур з розподіленими параметрами на необхідну довжину хвилі.
Діапазони передачі і прийому. Телевізійні канали
Частоти радіоканалів, які використовуються для телевізійного мовлення, розбиті на п’ять діапазонів:
I – 48,5…66,0 Мгц (1-й і 2-й радіоканали MХ);
II – 76,0…100,0 Мгц (3…5-й радіоканали MХ);
III – 174,0…230,0 Мгц (6…12-й радіоканали MХ);
IV і V – 470,0… 790,0 Мгц (21…60-й радіоканали ДМХ).
Телевізійне мовлення здійснюється на 12 каналах метрових діапазонів. Ширина кожного каналу 8 Мгц, рознос між несучими частотами зображення і звуку 6,5 Мгц. Далі йдуть хвилі, що розташовані в області 470…790 Мгц. У зв’язку з тим, що довжина хвилі даних каналів менша метру, їх прийнято називати телевізійними каналами дециметрового діапазону. Вони починаються з 21-го каналу, несуча частота зображення якого дорівнює 471,25 МГц, а звукового супроводу – 477,75 МГц.
Частоти несучих (в мегагерцах) зображення fзоб. та звукового супроводу fзв з 22-го по 60-й канал можуть бути знайдені за номером каналу:
де Nкан номер телевізійного каналу.
Середня частота, на яку розраховуються вібратори телевізійних антен, визначаються як напівсума крайніх частот відповідного каналу.
Супер, то что нада) добавлю в закладки