Общая теория антенн

Передача сигнала

 

• Принимаемый сигнал отличается от переданного сигнала. Это следствие различных искажений в процессе передачи. При передаче аналогового сигнала искажения приводят к его случайному изменению, что проявляется в ухудшении качества связи. Если же передаются цифровые данные, искажения приводят к появлению двоичных ошибок.

Типы искажений:

 

• затухание или амплитудное искажение сигнала;
• потери в свободном пространстве;
• шум;
• атмосферное поглощение.

Затухание.

 

• При передаче сигнала в любой среде его интенсивность уменьшается с расстоянием. Такое затухание, в общем случае логарифмически зависит от расстояния. Как правило, затухание можно выразить как постоянную потери интенсивности (в децибелах) на единицу длины.

Факторы влияющие  на затухание:

 

• Полученный сигнал должен обладать мощностью, достаточной для его обнаружения и интерпретации приёмником.
• Чтобы при получении отсутствовали ошибки, мощность сигнала должна поддерживаться на уровне, в достаточной мере превышающем шум.
• При повышении частоты сигнала затухание возрастает, что приводит к искажению.

 

 
 
 
Потери в свободном пространстве:

 

• Для любого типа беспроводной связи передаваемый сигнал рассеивается по мере его распространения в пространстве. Следовательно, мощность сигнала, принимаемого антенной, будет уменьшаться по мере удаления от передающей антенны. Для спутниковой связи этот эффект является основной причиной снижения интенсивности сигнала.

Шум:

 

• Полученный сигнал состоит из переданного сигнала, модифицированного различными искажениями, которые вносятся самой системой передачи, а также из дополнительных нежелательных сигналов, взаимодействующих с исходной волной во время ее распространения от точки передачи к точке приема. Эти нежелательные сигналы принято называть шумом. Шум является основным фактором, ограничивающим производительность систем связи.

Категории  шумов:

 

• тепловой шум;
• интермодуляционные шумы;
• перекрестные помехи;
• импульсные помехи.

 

Атмосферное  поглощение:

 

• основной причиной в ослаблении сигнала являются водные пары и кислород. Дождь и туман приводят к рассеиванию радиоволн и, в конечном счете, к ослаблению сигнала. Указанные факторы могут быть основной причиной потерь мощности сигнала. Следовательно, в областях, для которых характерно значительное выпадение осадков, необходимо либо сокращать расстояние между приемником и передатчиком, либо использовать для связи более низкие частоты.

Отношение  сигнал/шум в цифровых системах  связи.

 

• Отношение сигнал/шум – это отношение энергии сигнала на 1 бит к плотности мощности шумов на 1 герц (Eb/N0). Отношение Eb/N0 имеет большое практическое значение, поскольку скорость появления ошибочных битов является (убывающей) функцией данного отношения. Для сохранения требуемого значения Eb/N0 при повышении скорости передачи данных R потребуется увеличивать мощность передаваемого сигнала по отношению к шуму.