Читать онлайн Что должен знать и уметь оператор коптера. Пособие. Часть 2. Аппаратура связи и навигации

Составитель Л. В. Спаткай

© Л. В. Спаткай, составитель, 2025

ISBN 978-5-0068-2393-8 (т. 2)

ISBN 978-5-0068-2049-4

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Список сокращений

1. Общие принципы радиосвязи

Связь – процесс обмена информацией между источником и получателем.

Информация – совокупность сведений о событии или состоянии объекта, выраженная в виде приказов, распоряжений, команд, донесений.

Сообщение – информация, предназначенная для передачи и представленная в определенной форме (речь, текст, изображение). Сообщения представляют собой последовательность или процесс во времени и могут быть непрерывными (звуковые колебания перед микрофоном) или дискретными (телеграфный текст). Поэтому для передачи по каналу связи всякое сообщение должно быть преобразовано в сигнал.

Сигнал – изменяющаяся физическая величина (ток, напряжение, электромагнитное поле), отображающая передаваемое сообщение. Первичный электрический сигнал носит низкочастотный характер. Он может быть непосредственно передан по проводным линиям связи и не может эффективно излучаться в среду распространения радиоволн. Это объясняется тем, что для эффективного излучения в пространство геометрические размеры передающих антенн должны быть соизмеримы с длиной волны сигнала. Очевидно, что для низкочастотных сигналов потребовалось бы создать антенны с геометрическими размерами в десятки километров. Следовательно, для передачи по радио первичный сигнал должен быть преобразован в высокочастотный сигнал (ВЧ). Но непрерывные ВЧ гармонические колебания (ВЧГК) с постоянной амплитудой, частотой и начальной фазой не содержат никакого сообщения, кроме указания на то, что работает передатчик. Для передачи сообщения необходимо изменять параметр ВЧГК в соответствии с передаваемым сообщением (модулировать).

В итоге принцип радиосвязи можно сформулировать следующим образом:

– в основе функционирования радиолиний любого назначения лежит свободное распространение электромагнитных волн;

– радиоволны возбуждаются в окружающем пространстве передающими антеннами, к которым от передатчика подводятся токи высокой частоты, несущие благодаря модуляции предназначенную для передачи информацию (схема а);

– распространяясь с конечной скоростью вдоль трассы, радиоволны достигают приемной антенны, в которой под их воздействием наводятся высокочастотные токи, несущие информацию;

– токи от антенны поступают на вход приемника, где после усиления и преобразования выделяется принятая информация;

– чтобы услышать модулированные сигналы, ток необходимо детектировать (демодулировать), т. е. выделить низкочастотные колебания (схема б).

Таким образом, любая радиолиния включает в себя:

– приемопередающую аппаратуру,

– приемные и передающие антенны,

– пространство между ними, называемое средой распространения радиоволн.

Передатчик и приемник – управляемые элементы радиолинии (можно увеличить мощность передатчика, подключить более эффективную антенну и увеличить чувствительность приемника).

Среда – неуправляемый элемент радиолинии.

На распространение сигнала в среде большое влияние оказывают помехи и аномалии, влажность и др.

Помехи – это природные и искусственные барьеры, а также электромагнитные поля и излучения, влияющие на прохождение сигнала от передатчика к приемнику. Любой объект между антенной ПДУ и антенной приемника БЛА является помехой. От материала объекта и его размера зависит уровень воздействия на радиосигнал. Дерево влияет слабо, кирпич сильнее, металл и железобетон – совершенно непроницаемы для радиосигнала. Мачты ЛЭП и сетка Рабица могут также зачастую оказываются непроницаемыми.

Также на сигнал влияет радиообстановка в районе полетов (т.е. интенсивность использования эфира на близко расположенных частотах) и возможные помехи, например, от сервомоторов, управляющих БЛА. Кроме того, огромное влияние оказывают природные или искусственные аномалии, например, отвалы с высоким содержанием металлических примесей.

Большое влияние на распространение сигнала оказывает и влажность воздуха. Чем выше влажность, тем хуже качество связи, соответственно меньше дальность полета БЛА. Например, деревья не создают проблем в сухую погоду, а после дождя становится серьезным препятствием для прохождения радиосигнала.

А лес или парк, по сути, препятствует радиоволнам уже сам по себе. В разных условиях влажности и температуры массив деревьев может как поглощать радиоволны, так и отражать их, причем, многократно. Т.е. условия распространения радиоволн здесь неоднородны, что приводит к потере сигнала и снижение качества видео.

Экспериментально подмечено, что вода (озеро, река), находящаяся между НПУ и БЛА при низкой влажности воздуха, отражает радиоволны, тем самым увеличивая дальность связи с БЛА. Однако при высокой влажности или тумане над водой эффект оказывается обратным и гораздо более сильным.

Мощные электромагнитные помехи, которые могут существенно влиять на стабильность радиосвязи, оказывают линии электропередач (ЛЭП), особенно высоковольтные.

Также мощные электромагнитные помехи могут быть и в крупных населенных пунктах из-за их плотной застройки, наличия различных металлоконструкций и множества источников электромагнитных излучений, что приводит к многолучевому распространению радиоволн в результате чего они достигают приемной антенны по двум или более путям (лучам). Кроме того, здания и сооружения создают физические препятствия для радиоволн, ограничивая их распространение и зону покрытия.

Зная особенности распространения радиоволн, можно использовать помехи в качестве отражателя сигнала, тем самым увеличивая дальность.

Также иногда бывает эффективно позади НПУ разместить лист металла или располагать НПУ на фоне металлического препятствия, используя отраженный от экрана сигнал.

Продолжить чтение