Цифра- Научно-практический журнал

Как «устроен» радиосигнал?

Об этом редакция журнала «Цифра» спросила у аспиранта Самарского университета Артема Шипули. Артем занимается научной деятельностью на межвузовской кафедре космических исследований, а также занимает должность ведущего инженера ООО «Создатели». Эта организация является резидентом «Сколково» и специализируется на разработках в сфере БПЛА.

«Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрю пример работы устройства радиосвязи. Пусть у нас есть информация, которую нужно передать на расстояние. Процесс передачи информации с помощью системы радиосвязи можно разделить на несколько этапов.

1. Для начала, информацию нужно закодировать в изменение параметров электрического сигнала. Для лучшего понимания приведу пример. Все видели, как выглядит сигнал на графике в зависимости амплитуды от времени. Схожим образом его можно представить в виде изменяющегося во времени напряжения:

То, что изображено на рисунке, называется информационным сигналом, либо, применительно к нашей системе радиосвязи, модулированный сигнал.

2. Теперь нужно вложить информационный сигнал в несущее колебание, представляющее собой более высокочастотный синусоидальный сигнал. Для этого можно изменять один из параметров несущего колебания пропорционально изменению напряжения информационного сигнала. Например, амплитуду, частоту или фазу. Приведу для лучшего понимания изображение преобразования:

На рисунке в качестве примера изображена амплитудная модуляция. В данном случае модулирующий сигнал, содержащий информацию, накладывается на более высокочастотное несущее колебание, изменяя пропорционально его амплитуду. В результате преобразования будет получен модулированный сигнал. В качестве пояснения приведу пример, каким образом на несущее колебание можно наложить информацию в виде изменения фазы или частоты:

3. Полученный на выходе передающего устройства модулированный сигнал и называется радиосигналом. В конечном итоге для передачи этой информации на расстояние нам необходимо создать электромагнитное поле, в изменении напряженности которого содержится передаваемая информация. Для этого сформированный радиосигнал подается на передающую антенну, с помощью которой и происходит формирование электромагнитной волны.

4. Сформированное электромагнитное поле наводится на приемную антенну, формируя на входе приемника принимаемый радиосигнал, из которого в процессе обработки извлекается заложенная изначально информация».

Подготовила Юлия Зиганшина