Курсовая работа (т): Организация радиосвязи между наземными и спутниковыми станциями системы звукового радиовещания

Организация радиосвязи между наземными и спутниковыми станциями системы звукового радиовещания

Введение

звуковой связь антенна

Радиовеща́ние («эфирное радиовещание», кратк. «эфир»), от «радио» + «вещать» (сообщать) - технология передачи звуковой информации в радиоэфире, также в проводных сетях (проводное радиовещание) или в сетях с пакетной коммутацией (в компьютерных сетях - интернет-радио ). Изначально термин произошел от физического понятия «эфир», так как в начале XX века считалось, что распространение радиоволн происходит в таком эфире, и в дальнейшем распространилось на все способы широковещательной трансляции. Характеризуется передачей сигнала по принципу «от одного - ко многим», т. е. более чем одному слушателю, как правило - по заранее известному расписанию. В официальной документации также применяют термин «радиовещание телевидения», подразумевающее передачу аудиовизуальной информации.

Вещание в радиоэфире осуществляется при помощи радиопередатчиков (приём передач, соответственно, - радиоприемников), той или иной мощности, передающими информацию на той или иной частоте электромагнитного излучения. Радиопередатчик с сопутствующим оборудованием (студии, каналы связи и питания, антенна на мачте или вышке) называется радиостанцией.

Частота является главной характеристикой радиовещательной станции. В первые десятилетия развития радиовещания, для обозначения характеристики несущих колебаний использовали длину волны излучения, соответственно - шкалы радиоприёмников были проградуированы в метрах. В настоящее время несущие колебания обозначают частотой и, соответственно, шкалы радиоприёмников градуируют в кГц, МГц и ГГц.

Как правило, звук в эфирном радиовещании модулирует несущую частоту передатчика одним из способов модуляции: амплитудным (АМ) или частотным (ЧМ). ЧМ позволяет осуществлять высококачественное (как правило стереофоническое) вещание в диапазоне частот 66-108 МГц. В других диапазонах с более длинными волнами (ДВ, СВ, КВ) используется АМ и цифровое радиовещание в формате DRM. Попытки использования однополосной модуляции (SSB) в радиовещании особого успеха не имели.

1.Организация звукового вещания

Организационная структура системы звукового вещания представлена на (рис1). Подготовкой, формированием и выпуском программ звукового вещания занимаются Государственный комитет Совета Министров РФ по телевидению и радиовещанию (Гостелерадио РФ) и его органы на местах - Гостелерадиокомитеты- республиканские, краевые, областные и окружные телерадиокомитеты, отвечающие как за содержание программ звукового вещания так и за их техническое качество. Гостелерадио имеет центры формирования программ звукового вещания (радиодома), в которых производится подготовка, формирование и выпуск программ звукового вещания.

Рисунок 1. Структура системы звукового вещания.

Готовят программы редакции, специализированные по типу передачи и объединенные в главные редакции ГР информации, пропаганды литературно-драматического вещания, музыкального вещания для молодежи, детей и юношества и др. Главная редакция осуществляет организацию и планирование программ - от составления дневных и недельных программ до их выпуска. Отдел выпуска ОВ организует передачу программ. Наблюдение за техническим качеством передач возложено на отдел контроля ОК.

Передачи могут вестись в записи или непосредственно (прямые передачи). Прямые передачи составляют 5…10% от общего объема. Это в большинстве актуальные передачи с места событий, трансляции из театров, стадионов, дикторский текст. Применение предварительной записи позволяет автоматизировать процесс выпуска программ и повысить качество вещания.

В зависимости от назначения различают передачи для населения России - внутренние вещание и передачи для населения других стран - иновещание. Внутренние вещание составляют передачи центрального вещания, создаваемые Гостелерадио РФ в Москве, передачи республиканского вещания- по программам, создаваемым Гостелерадиокомитетами краевого, областного, окружного вещания - по программам, составляемым соответствующими гостелерадиокомитетами. Внутренним вещанием охвачена почти вся территория РФ. Центральное общесоюзным вещанием в настоящие время ведется по девяти программам с общим объемом около 180 часов в сутки.

Первая программа - это основная общесоюзная, информационная - политическая, познавательная и художественная. Среднесуточный объем вещания 20 часов. Около 50% этого времени отводится информационным, общественно-политическим передачам, а также вещанию для детей и молодежи. Остальное время занимают театральные, литературные, музыкальные, спортивные и другие передачи. Так как территория РФ включает в себя 11 часовых поясов, первая программа имеет 4 дубля , называемые «Радио-Орбита». Программа «Радио-орбита-1» предназначена для жителей Камчатской, Магаданской, Сахалинской областей, Чукотского национального округа ( часовые пояса +10 +9 +8 по отношению к Москве ). Программа «Радио-орбита-2» принимается населением Якутской республики, Приморского и Хабаровского краев, Амурской и Читинской областей (часовые пояса +7, +6). Программа «Радио-орбита-3» адресована жителям Бурятской и Тувинской республик, Алтайского и Красноярского краев, Иркутской, Кемеровской, Новосибирской, Томской областей (часовые пояса +5 +4). Программа «Радио-орбита-4» предназначена для областей РФ в часовых поясах +3, +2.

Вторая программа «Маяк» общероссийская круглосуточная. Информационно-музыкальная - транслируется одновременно для районов страны. Каждые полчаса в коротких выпусках новостей сообщается о событиях внутренней и международной жизни. В остальное время «Маяк» передает произведения русской и зарубежной музыки.

Третья программа - литературно-музыкальная и образовательно-познавательная - предназначена в основном для населения Европейской части России и Урала. Транслируется радиоспектакли, пропагандируется музыкальная классика, современная симфоническая и оперная музыка. Среднесуточный объем вещания по этой программе 17 часов.

Четвертая программа - музыкальная передается на гектометровых и метровых волнах. Объем вещания 9 часов. Из них 7 стереофоническое на метровых волнах.

Пятая программа -общественно-политическая и художественная - ретранслирует основные выпуски «Последних новостей» первой программы, а также информационные и музыкальные передачи «Маяка»; предназначена для российских граждан, находящихся за рубежом, и иностранных слушателей, владеющих русским языком, ведется круглосуточно.

2.Структурная схема электрического канала звукового вещания с использованием спутниковой системы связи

Формирование и доведение программ до слушателей осуществляется с помощью специального комплекса технических средств, образующих электрический канал звукового вещания (ЭКЗВ). По ЭКЗВ сигналы звукового вещания передаются с выхода микрофона до антенны передатчика или абонентской розетки тракта проводного вещания. Электрический канал звукового вещания состоит из трех различных последовательно соединенных трактов: формирование программ (ТФП), первичного распределения программ (ТПРП) и вторичного распределения программ (ТВРП) (рис 2). Совокупность технических средств ТПРП и ТВРП составляет вещательную сеть.

Рисунок 2. Электрический канал звукового вещания.

Тракт формирования программ представляет собой часть ЭКЗВ, которая начинается на выходе микрофона и заканчивается на выходе центральной аппаратной радиодома (радиотелецентра). Радиодом является головным звеном систем звукового вещания, и поэтому средства, составляющие ТФП, имеют наиболее высокие параметры качества. Радиодом, расположенный в Москве, называют Государственным домом радиовещания и звукозаписи (ГДРЗ).

Типовой ТФП состоит из аппаратно-студийных комплексов АСК, вещательной аппаратной ВА, центральной аппаратной ЦА, трансляционной аппаратной ТА и аппаратных звукозаписи АЗ. Входы типового ТФП рассчитаны на подключение источников сигнала, имеющих низкий (-30…-70 дБ) либо высокий уровень (-12…+12дБ). Низкие уровни сигнала свойственны микрофонным трактам, сигналы с высоким уровнем поступают с выходом магнитофона, трансляционных пунктов, междугородных каналов звукового вещания.

Программы создаются в аппаратно-студийном комплексе радиодома, состоящем из нескольких студий С и студийных аппаратных. Однако, как правило, в АСК не производится полное формирование программ, а создаются только их фрагменты, которые записываются на магнитную ленту. В каждом радиодоме имеется фонотека, из которой можно взять записи требуемые для данной программы. Отдельные фрагменты программ можно получить извне от трансляционных пунктов, оборудованных в концертных залах, театрах, на стадионах данного города и по международным каналам звукового вещания МКЗВ из других радиодомов. Для приема этих фрагментов программы в радиодоме предусмотрена трансляционная аппаратная. Формируется из отдельных фрагментов вещательная программа в вещательной (программной) аппаратной. Программы, сфокусированные в ВА, поступают в центральную аппаратную для коммутации потребителям. Из служб радиодома сигналы ЦА подаются в аппаратные звукозаписи и отдел технического контроля ОТК. Технических контроль программ производится непрерывно.

На выходе ЦА радиодома начинается тракт первичного распределения программ ТПРП. По соединительной линии СЛ сигналы из ЦА поступают в коммутационно-распределительную аппаратную КРА. Московская КРА называется центральной (ЦКРА) и связанна с сетью радиовещательных станций РВС, с городскими радиотрансляционным узлом ГРТУ и через центральную междугородную вещательную аппаратную ЦМВА с междугородным каналом звукового вещания МКЗВ, образуемым в кабельных, радиорелейных и спутниковых системах передачи.

Сеть МКЗВ организуется на базе магистральной и внутризоновой первичной сети ЕАСС. Она является основной общегосударственной системы распределения программ вещания, которая обеспечивает подачу центральных программ ко всем краевым и областным центрам, распределение центральных и областных (краевых) программ по территории областей (краев), обмен программами между центрами формирования программ.

Программы центрального вещания поступают на входы КРА всех крупных городов (краевые и областные центры). Местные КРА обеспечивают подачу программ звукового вещания на местные РВС и ГРТУ.

Радиотрансляционные узлы проводного вещания РТУ районных центров получают программы по проводным каналам звукового вещания или по РВС.

Тракт вторичного распределения программ представляет собой часть ЭКЗВ, предназначенную для передачи программ непосредственно слушателям. Этот тракт начинается с конца СЛ от местного КРА (ЦА или МКЗВ), по которой сигнал вещательной программы подается на вход передатчика РВС или ГРТУ и заканчивается входом антенны передатчика или абонентской розеткой сети проводного вещания. Таким образом, доведение программ непосредственно до слушателя осуществляется двумя способами: с помощью радиовещательных станций или системы проводного вещания. Чаще всего оба способа используют одновременно, так как каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

Достоинством радиовещания являются многопрограммность и большая дальность действия. Система проводного вещания в городах и ряде районных центров обеспечивает передачу трех программ (обычно первую и вторую центральные и одну областную (краевую) при большей по сравнению с радиовещанием надежности в работе, а абонентское устройство проводного вещания дешевле радиоприемника.

3.Типы антенн, используемые для организации радиосвязи между наземными и спутниковыми станциями системы звукового радиовещания

.1 Зеркальные параболические антенны

Зеркальная осесимметричная параболическая антенна состоит из отражающей поверхности, выполненной в виде параболоида вращения, и небольшой слабонаправленной антенны-облучателя, установленный в фокусе параболоида и облучающей внутреннюю поверхность последнего. На базе такой классической зеркальной антенны разработаны различные модификации, многообразие которых приводит к целесообразности сгруппировать их т.е, провести классификацию по основным отличительным признакам. Так, по числу отражающих зеркал различают одно- и многозеркальные антенны. Последние, как правило, содержат два зеркала. Часто эту группу называют двухзеркальными антеннами.

По взаимной ориентации зеркал и облучателей антенны могут быть симметричными и осенесимметричными. В симметричных антеннах отражающее зеркало обладает осевой симметрией, и в поле отраженное от вершины такого зеркала, попадает в облучатель. Если не принять специальных мер, то согласование антенны будет невысоким. В осенесимметриных схемах антенн волны, отраженные от зеркала, проходит мимо облучателя. Такие схемы называют еще антеннами с вынесенным облучателем (АВО). Их отличает высокое согласование с трактом питания, но в то же время они обладают повышенным уровнем кроссполяризации, что при одновременной работе на ортогональных поляризациях является источником дополнительных помех.

По числу основных лучей, создаваемых зеркальной антенной, различают одно- и многолучевые антенны. Число лучей определяется числом облучателей. Многолучевые антенны могут создаваться как симметричном, так и в осенеметричном вариантом.

По типу кривизны основного зеркала используются параболические и сферические отражающие зеркала, зеркала с классическим и модифицированными профилями, обеспечивающими высокий результирующий КПД в условиях компромисса между апертурными КИП и потерями за счет «перелива» энергии за края зеркал. Это так называемые оптимизированные антенны.

При фиксированном положении отражающего зеркала направление максимального излучения (приема) может быть либо фиксированные, либо антенна может работать в режиме сканирования. Особое место занимают зеркальные антенны с пониженным УБЛ.

.2 Геометрические свойства и принцип действия параболической антенны

В прямоугольной системе координат (начало в вершине параболоида) параболическая поверхность (рис. 3) описывается уравнением

Рисунок 3. Параболическая поверхность.

х^г + у' = 4fz,

где f- фокусное расстояние.

В сферической системе координат (начало в фокусе) эта поверхность описывается уравнением

r' = 2fl(1 + сову),

где r' - расстояние от фокуса до любой точки на внутренней поверхности параболоида; у - угол между направлением на данную точку и фокальной осью зеркала (полярный угол).

В случае параболоида вращения плоскость раскрыва (плоскость, проходящая через крайние точки поверхности зеркала и перпендикулярная его фокальной оси) имеет круглую форму; радиус этой плоскости называется радиусом раскрыва зеркала_. Радиус раскрыва и угол раскрыва зеркала (угол у между фокальной осью и прямой, проведенной из фокуса к кромке параболоида) связаны соотношением

R_o = 2/(у₀12).

Форма зеркала характеризуется отношением R_o/f или углом раскрыва Зеркало называется длинно фокусным (мелким), если R_o/f < 2 либо _2'iт или коротко фокусным (глубоким), если R_olf > 2 либо 2у₀ > л. Если фокус находится на пересечении плоскости раскрыва зеркала с фокальной осью, то R_o/f = 2 и 2у₀ = i.