Основы радиотехники

Термин радио относится к передаче электромагнитных волн длиной миллиметр 'и более через свободное пространство (эфир). Область применения радио очень широка - от автомобильных радиоприемников диапазонов AM и FM до радиостанций мобильных телефонов и наземных цифровых микроволновых радиостанций. Иногда это, как в случае радиоприемников диапазонов AM и FM, - однонаправленные или широковещательные радиоустройства. Передача электромагнитных волн осуществляется только в одном направлении, и часто в конфигурации типа "один-множество". Альтернативный вариант - двунаправленные радиостанции, позволяющие осуществлять прием и передачу каждой из сторон; они могут осуществлять связь в конфигурации "точка-точка", часто применяемой в телекоммуникационных системах, или в конфигурации "точка-группа точек", характерной для WLAN и сетей мобильной связи.

Важным структурным отличием систем двунаправленной радиосвязи является разница между дуплексной связью с частотным разделением (frequency division duplex, FDD) и дуплексной связью с временнь/м разделением (time division duplex, TDD). В технологии FDD для передачи информации в каждом направлении используется своя частота, и эти две частоты должны быть достаточно различными, чтобы не возникало взаимных помех. При достаточном разнесении частот благодаря применению технологии FDD значительно упрощаются конструкция радиостанции и задачи проектировщика системы. Работа осуществляется в полнодуплексном режиме, когда могут одновременно осуществляться и передача, и прием. Однако имеются и проблемы. Выделенный спектр частот приходится делить на две полосы, и он используется неэффективно, потому что полоса частот "простаивает", когда передача в одном из направлений не осуществляется. В альтернативной технологии, TDD, радиосвязь осуществляется через один и тот же канал, но передача и прием осуществляются попеременно. Хотя при этом на физическом уровне возникает ситуация полудуплексной связи и требуется, чтобы радиостанция могла очень быстро переключаться из режима "прием" в режим "передача", выделенный диапазон частот используется более эффективно. Благодаря этому упрощается разделение спектра частот на отдельные каналы, и можно по необходимости изменять полосу частот, выделенную для каждого направления.

Одной из важнейших характеристик радиостанции является мощность ее передатчика. Выходная мощность измеряется в линии передачи, кабеле или антенне и обычно указывается в ваттах (Вт) или милливаттах (мВт). Для сравнения мощностей применяется логарифмическая шкала; отношение мощностей измеряется в децибелах (дБ). Производители радиостанций указывают их мощность в dBm, т.е. в децибелах по отношению к мощности в 1 мВт, или в dBW, т.е. в децибелах по отношению к мощности 1 Вт. В табл. 7.1 приведены соотношения для некоторых значений мощности в абсолютных и относительных единицах.