27. Что означает и как определяется мощность падающей и отраженной волны?

Оптимальное согласование передатчика с антенной означает передачу номинальной мощности выходного каскада радиопередатчика - ГВВ - в активную составляющую R_А(f).

Выполнение данного условия осложняется тем, что антенна связана с передатчиком фидером. Потери, связанные с передачей мощности от передатчика в антенну обусловлены двумя активными потерями в фидере: B=Lb, где L - длина фидера, м; b - потери на один метр, дБ/м и отражением сигнала от антенны.

Для снижения первой составляющей потерь следует по возможности выбирать фидер с минимальными потерями и уменьшать его длину.

Вторая причина потерь связана с отражением сигнала от антенны. В фидере, соединяющем генератор с нагрузкой, распространяются две волны: падающая с комплексной амплитудой U_пад и отраженная от нагрузки с амплитудой U_пад, Количественно этот процесс оценивается с помощью коэффициента отражения:

, (10.5)

где  - волновое сопротивление фидера.

Амплитуды падающей и отраженной волны измеряются в месте подключения фидера к антенне (рис. 10.7, а).

Рис. 10.7 Измерение амплитуд падающей и отраженной волны

Для мощностей падающей волны, отраженной волны, передаваемой в антенну и излучаемой в пространство имеем:

(10.6)

Из (10.6) следует, что для полной передачи мощности из фидера в антенну необходимо иметь коэффициент отражения нагрузки Г_А=0. Для выполнения условия, близкого к Г_А=0, между антенной и фидером включается согласующее устройство, составленное из реактивных элементов (рис. 10.7,б).

28. Как меняется частота и фаза сигнала при фазовой модуляции (приведите их математические зависимости)? Какой спектр имеет сигнал при фазовой модуляции (приведите математическую и графическую модели спектра)?

Поскольку мгновенная частота (t) с фазой (t) сигнала связана соотношением:

, (21.1)

то частотная и фазовая модуляция взаимозависимы, их объединяют даже общим названием - угловая модуляция. При частотной модуляции (ЧМ) мгновенная частота сигнала изменяется по закону модулирующего сигнала, при фазовой (ФМ) - фаза. Поэтому при модуляции тестовым синусоидальным (тональным) сигналом частотой : u_мод(t)=U_модcost. (21.2) ФМ соответственно получим:

(t)=₀t+_девcost+₀, (21.4)

где _дев=kU_мод - девиация фазы.

Высокочастотное, несущее колебание:

. (21.5)

При ФМ тональным сигналом (21.2) с учетом (21.4) несущее колебание (21.5) принимает вид:

, (21.7)

где m_уΩ - девиация фазы.

При ФМ согласно (21.7) индекс угловой модуляции m_у от частоты модулирующего сигнала  не зависит m_у=const, девиация частоты _дев меняется по закону _дев=m_у, а мгновенная частота сигнала может быть представлена

, (21.8)

следовательно, девиация частоты пропорциональна частоте модулирующего сигнала  и индексу угловой модуляции m_у.

при ФМ спектр высокочастотного сигнала при тональном модулирующем сигнале частотой  имеет бесконечное число спектральных составляющих, расположенных симметрично относительно частоты ₀ через интервалы, равные . Частоты этих спектральных составляющих равны ₀±n, а амплитуды - U₀J_n(m_ч).

Рис. 21.3 Спектр ЧМ и ФМ сигнала при заданном значении

m_у=5 и m_у=2,4