Научно-технический прогресс в различных областях общественной жизни сопровождается резким увеличением потоков передаваемой и принимаемой информации. Основную роль в решении проблемы повышения эффективности передачи информации играют радиотехнические информационные системы (РТИС), к которым относятся системы радиосвязи, телевидения, радиолокации, радионавигации, радиотелеметрии и многие другие. Несмотря на различия, обусловленные целевым назначением, перечисленные системы характеризуются общими чертами, позволяющими изучать их с общих позиций. В связи с этим рассмотрим обобщённую структурную схему РТИС, представленную на рис. 1.1.
Рис. 1.1
В состав РТИС входят:
¾ источник сообщений;
¾ преобразователь сообщений в первичный сигнал;
¾ передающее устройство;
¾ линия связи;
¾ приёмное устройство;
¾ преобразователь первичного сигнала в сообщение;
¾ получатель сообщения.
Помимо этого в структурной схеме РТИС фигурирует источник помех.
Источник сообщений формирует сообщение λ(t), подлежащее передаче. В качестве сообщений могут выступать речевое сообщение, изображение какого-либо объекта, температура или давление в узлах летательного аппарата и т.д. Поскольку сообщения отображаются в процессах различной физической природы (изменение давления, температуры, интенсивности светового потока и др.), эти процессы при передаче по РТИС необходимо преобразовать в электрические сигналы. Эту задачу решает преобразователь сообщения λ(t) в первичный электрический сигнал s(t). Операцию такого преобразования можно описать символическим выражением
s(t)=Wcnc [λ(t)], (1.1)
где Wcnc – оператор (правило) преобразования сообщения в первичный сигнал.
В подавляющем большинстве случаев энергия первичного сигнала сосредоточена в низкочастотной области. При передаче сообщений по РТИС энергия сигнала должна располагаться в области радиодиапазона. Операцию преобразования первичного сигнала s(t) в радиосигнал u(t) осуществляет передающее устройство в соответствии с выражением
u(t)= Wcnc [s(t)], (1.2)
где Wcnc – оператор преобразования первичного сигнала в радиосигнал.
Перенос первичного сигнала в соответствующий радиодиапазон на практике осуществляется при помощи операции модуляции, т.е. изменения одного из параметров высокочастотного колебания соответствующего радиодиапазона в соответствии с изменением s(t). Поэтому сигнал s(t) называют управляющим (модулирующим), а сигнал u(t) - модулированным сигналами.
Радиосигналы u(t) распространяются по линии связи, в качестве которой могут выступать: свободное пространство, кабельные, оптические, волноводные и другие линии. В линии связи действуют помехи ξ(t), искажающие сигнал û(t). Передачу сигнала по линии связи в операторной форме можно записать следующим образом:
û(t)=Wлс[û(t)∙ξ(t)]. (1.3)
Приёмное устройство осуществляет обратную операцию преобразования радиосигнала û(t) в первичный сигнал ŝ(t), который также будет отличаться от исходного сигнала s(t), т.е.
ŝ(t)=Wпрм[û(t)]. (1.4)
где Wпрм – оператор преобразования сигнала приёмным устройством.
И, наконец, преобразователь первичного сигнала û(t) в сообщениe λ(t):
λ(t)= Wпcc[ŝ(t)] (1.5)
осуществляет преобразование ŝ(t) в форму, удобную для восприятия сообщения получателем. Здесь Wпcc – оператор преобразования первичного сигнала в сообщение.
Таким образом, передача сообщений в РТИС характеризуется цепочкой преобразований различных сигналов различными радиотехническими устройствами.
Принципы и методы формирования и преобразования электрических сигналов и электромагнитных волн радиодиапазона и их использование для передачи информации составляют предмет теоретической радиотехники. Исходя из этого, можно выделить две основные задачи, решаемые радиотехникой.
Первой задачей является изучение различных видов сигналов, их свойств и характеристик с целью их использования в радиотехнических системах. Эту задачу решает теория радиотехнических сигналов.
Процесс передачи сообщений в радиотехнической информационной системе, как подчёркивалось выше, состоит в последовательности преобразований сигналов, которые осуществляются посредством соответствующих физических устройств – радиотехнических цепей. Поэтому, второй задачей радиотехники является изучение и практическое использование принципов и методов преобразования сигналов в различных цепях. Эту задачу решает теория радиотехнических цепей.