21世紀の無線技術

トピックは、あなたにとってどのようなレシーバーから始めるのが価値があると思いますか? これは、常にコイルと周波数制御を備えた多数の部品とのこのような矛盾です。 受信機にデジタルディスプレイがあるか、周波数を選択するためのノブがあるだけか、コンピューターにインストールされてコンピューターから制御されるテレビチューナーであるかは関係ありません。 それらはすべて共通の構築原則を持っています;新しい何かを思い付くのは不可能に思えます。 ここで、特に微妙なことを掘り下げることなく、受信者、受信者、および受信者についての考えを変えます。



画像 ご覧ください:図に示されている受信機(No. 1-プロフェッショナルに接続された受信機、No。2-新しいデジタルモデリングテクノロジーを使用して組み立てられた受信機)は特性が同じです。 さらに、レシーバーNo. 2も多機能測定装置です! (もちろん、新しい受信機が動作するにはコンピューターが必要ですが、それについては後で詳しく説明します。)





プロの受信機を小さなスカーフに交換し、同等の特性を持つようにするにはどうすればよいですか? それは不可能に思えます! これは、無線信号の変調と復調の両方にソフトウェアが使用される無線通信システムであるソフトウェア定義無線(SDR)が登場する前のことです。 SDRは優先順位を変更し、パソコンはアマチュア無線局の中核になります。



新しいテクノロジーの名前から始めましょう:SDR(Software Defined Radio)。 ロシア語に翻訳すると、これは「ソフトウェア定義(依存)ラジオ」を意味します。 なぜこのラジオは「定義可能」で、どのプログラムに「依存」していますか? Unusualは、小さな回路部分とソフトウェアの2つの部分で構成されるレシーバーを構築するというまさにその原理に見えます。 それがソフトウェアであり、主な負担です。

実際、コンピューターはレシーバーのすべてのノードをプログラムでシミュレートします。 そして彼は最高の品質でそれを行います。 図の最初の3つの「正方形」のみが「鉄」の部分に残ります:茶色、青、赤ですが、それらも制限されて単純化されています。 これで、コンピューターのUSBポートから電力を取り出すこともできます。

次の図は、単純なSDR受信機の図を示しています。

画像



そのため、アンテナからの信号は、フィルターを介して(ローパスフィルターを介して可能です)高速キーに供給されます。 多くはこれらのキーに依存しているため、高品質でなければなりません(高速、切断された状態の小さな遷移および高抵抗など)。 2つのオペアンプがキー出力に接続されています。 アンプにも高い需要があります。 ローカルオシレーター(シンセサイザー)について書くことは何もありません。



標準のDDSシンセサイザーチップ(ダイレクトデジタル合成-デジタルシンセサイザーダイレクト合成)と、信号出力が90度シフトされたディバイダーを使用して、必要な範囲をカバーできます。 それは、最もシンプルなバージョンの受信機全体です。

比較のために、最新の受信機のブロック図を以下に示します。





それでは、デジタルSDRレシーバーの考察に戻りましょう。 1.オペアンプの出力から、信号はオーディオカードの左右のチャンネルに送信されます。 プログラムは他のすべてを実行します:信号を処理し、範囲に従ってレシーバーを再構築し(DDSを使用)、必要なフィルターをモデル化し(ハードウェアでは得られないような特性を備えています)、AGC操作をシミュレートします(「実際の」レシーバーよりもはるかに優れています)スペクトログラム(放送中の状況を示す)を表示するパノラマインジケーターは、信号レベルなどを測定します。 つまり、デジタル信号処理を使用して、必要なものを実装できるだけでなく、広範囲にわたってパラメーターを調整できます。



SDRテクノロジーはパノラマビューを提供します。 同時に、オペレーターはコンピューター上でリアルタイムに視覚的にモニターでき、サウンドカードのサンプリング周波数(48、96、または192 kHz)によって決定される周波数帯域の信号を監視し、ソフトウェアを改善することでSDR受信機の機能を向上させることができます。 今では毎回新しいデバイスを購入する必要がなくなったと想像してください。プログラムをダウンロードして更新するだけです。



SDRレシーバーのインターフェイスは次のようになります。この技術に組み込まれている強力な機能を想像できる写真を見てください。 印象的ですね。 特に、これらすべてのボタンの理由を理解している場合;)





SDR制御プログラムは、非常に良好な視認性でのモニタリングに加えて、受信信号の高品質な記録を可能にし、通信員に中継し、周波数帯域でエーテルの状態を記録し、その後再生し、良好なスロープスロープで10 Hzから20 kHzのフィルター帯域幅を選択します。動作モード。

さらに、SDRレシーバーはスペクトラムアナライザーでもあり、オペレーターは受信したラジオ局の信号を包括的に評価できます。 SDRテクニックの特別な視点は、VHFバンドで働く人々に与えられます。 VHFトランスバーターをSDRトランシーバーに接続することにより、かなり広い周波数帯域でのラジオ局の存在と活動を監視することが可能になります。



おわりに



これは、軍が長い間機器で使用してきたため、Software Defined Radioテクノロジーが若いということではありません。 商業的な観点から、この技術は非常に若く、急速に発展していると考えることができます。 デジタル信号処理、アナログからデジタル、およびデジタルからアナログへの変換のコンポーネントは改善されており、毎日安価になっているため、SDRテクノロジーは常に大衆に提供されています。 この記事で示したように、従来の受信機の設計の複雑さはSDRの設計よりもはるかに高く、急速に変化する標準の現代の状況で必要な最初の柔軟性がないことは言うまでもありません。 したがって、SDRアーキテクチャへの完全な移行は避けられません。時間の問題です。



このテキストの記述には、いくつかのソースが使用されています。 テクノロジーの詳細については、こちらをご覧ください。

offline.computerra.ru/2007/685/318163



そして、コンピューターから立ち上がることなく、そのような受信機で制御し、放送を試みたい人のために、私はこのリンクを訪れることをお勧めします

http://websdr.ewi.utwente.nl:8901/ 。 動作させるには、JRE(Java Runtime Environment)と少なくとも512 kbpsのチャネルが必要です。 ロシアとCISからアマチュア無線を受信することができました。 受信機自体はオランダにあり、発信チャネルが許可する数のユーザーにアクセスできます。 すべての信号処理はコンピューターで行われます。



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