Презентация разработана Студенткой Ямщиковой Оксаной Группа 272

Антенна это проводник, используемый для излучения или улавливания электромагнитной энергии из пространства. Для передачи сигнала радиочастотные электрические импульсы передатчика с помощью антенны преобразуются в электромагнитную энергию, которая излучается в окружающее пространство. При получении сигнала энергия электромагнитных волн, поступающих на антенну, преобразуется в радиочастотные электрические импульсы, после чего подаётся на приёмник.

Характеристики антенны: Диаграмма направленности; Поляризация; Коэффициент усиления (коэффициент направленного действия).

Диаграмма направленности - это зависимость излучающих свойств антенны от пространственных координат. Диаграммы направленности антенн представляются как двухмерное поперечное сечение трехмерной диаграммы.

Поляризация антенны В системах радиодоступа используют антенны с вертикальной, горизонтальной и круговой поляризациями. В плоской электромагнитной волне векторы вертикального электрического E и магнитного H полей в каждый момент времени ориентированы в пространстве определённым образом. Поляризация электромагнитной волны определяется видом траектории, описываемой концом вектора электрического поля в фиксированной точке пространства. При круговой или циклической поляризации электромагнитное поле вращается вокруг оси Х с определенным циклом, или шагом, так, что в разных точках пространства принимает или вертикальную или горизонтальную поляризацию.

Коэффициент усиления: -это мера направленности антенны и определяется как отношение мощности сигнала, излученного в определённом направлении, к мощности сигнала, излучаемого идеальной ненаправленной антенной в любом направлении. Увеличение мощности сигнала в одном направлении влечёт за собой уменьшение мощности в других направлениях.

Распространение сигнала При огибании поверхности Земли путь распространения сигнала в той или иной степени повторяет контур планеты. Передача может производиться на значительные расстояния. Данный эффект имеет место для частот до 2 МГц. Рассеяние электромагнитных волн указанного диапазона в атмосфере происходит таким образом, что в верхние атмосферные слои эти волны не попадают. Если частота радиосигнала превышает 30 МГц, то сгибание им земной поверхности и отражение от верхних слоев атмосферы становятся невозможными. При связи через спутник сигнал с частотой свыше 30 МГц не будет отражаться ионосферой. Такой сигнал может передаваться от наземной станции к спутнику и обратно при условии, что спутник не находится за пределами горизонта. При наземной связи передающая и принимающая антенны должны находиться в пределах эффективной линии прямой видимости.

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 (E b /N 0 ). Отношение E b /N 0 имеет большое практическое значение, поскольку скорость появления ошибочных битов является (убывающей) функцией данного отношения. Для сохранения требуемого значения E b /N 0 при повышении скорости передачи данных R потребуется увеличивать мощность передаваемого сигнала по отношению к шуму.