Överföringssystem
Ett överföringssystem (i korthet sändare; engelsk sändare) finns i telekommunikationsorganen för att generera och utstråla elektromagnetiska vågor , med information modulerad är. Numera består den vanligtvis av en oscillator följt av en förstärkare och en sändarantenn . Dessutom är en anordning för att modulera vibrationen alltid nödvändig så att meddelanden kan överföras.
Allmän
I en smalare mening kallas en enhet som en mobiltelefon som innehåller dessa nödvändiga komponenter en sändare. Information som ska moduleras är till exempel språk eller musik .
Högfrekvent generator
berättelse
I radioteknikens första tid byggdes överföringssystem där vibrationerna genererades med gnistor eller bågar eller maskiner (t.ex. långvågssändare Grimeton ). Men redan på 1920 -talet rådde elektronik med vakuumrör i detta område, och från 1960 med halvledarkomponenter .
Struktur och komponenter
I princip kan en oscillatoroscillation skickas direkt till antennen . Men eftersom oscillatorn generellt genererar för lite effekt finns det vanligtvis flera förstärkarsteg mellan oscillatorn och antennen för att öka sändningseffekten. Ofta är det inte frekvensen som genereras av oscillatorn som används som överföringsfrekvens, utan snarare en övertoner vars frekvens är en multipel av oscillatorfrekvensen, särskilt vid mycket höga överföringsfrekvenser som VHF . Detta filtreras bort från oscillationen bakom en distorsionskrets i form av en överdriven förstärkare med LC -element och förstärks sedan. I system för frekvensmodulering eller flera frekvenser används spänningsstyrda oscillatorer (VCO) eller oscillatorer baserade på syntetiseringsprincipen. Med normala frekvenssändare som DCF77 genereras sändarens bärfrekvens av en atomklocka och bringas till önskat värde genom frekvensdelning eller multiplikation. Eftersom denna process är mycket komplex, är det inte används för de flesta system - mestadels kristalloscillatorer har tillräcklig stabilitet frekvens.
Informationen som ska överföras, till exempel musik eller tal, imponeras av att modulera bärfrekvensen.
Elektronrör används också som förstärkarelement, särskilt i högeffektsteg. Speciella halvledar komponenter eller tids -of- overs rören - såsom klystroner eller magnetroner - används för mikrovågsugn överföringssystem .
Beror på generering och förstärkning övertoner . Dessa ska inte avges via antennen och måste undertryckas med lågpassfilter. Induktionssändare används ibland för små avstånd på upp till 20 m (fjärrkontroll).
kyl-
Kondensatorer och spolar av en äldre typ av mellanvågssändare
Kokad anod på ett stort sändarrör
Kylfläns på ett litet luftkyldt sändarrör
Utgångsstegen för överföringssystem med mycket låg effekt kräver inga speciella kylanordningar. Rörförstärkare är ofta bara strålningskylda upp till medelutgångar (några 100 watt). Konvektionskylning (halvledarsändare) eller forcerad luftkylning används för medelöverföringseffekt. För höga utgångar har vattenkylning av utgångsstegen (rör eller transistorer) använts sedan 1930, som visas på bilden till höger. Eftersom höga elektriska spänningar krävs i rörets utgångssteg krävs ofta destillerat avjoniserat vatten i kylkretsen. I en värmeväxlare avger detta vatten sin värme till en andra krets där vattnet inte behöver uppfylla några särskilda renhetskrav, eftersom det inte kommer i kontakt med levande komponenter.
Kokande kondenskylning används också idag för högpresterande rör. Med denna teknik är förångningskylning och kondensation rumsligt nära varandra. Kylvätskan strömmar genom kylkanalen, som är utrustad med spår riktade mot insidan av anoden. Ångan som genereras i dessa spår kommer in i huvudkylkanalen, där den virvlas och kondenseras igen. Eftersom denna process äger rum för vatten vid temperaturer över 100 grader Celsius kan endast rör kylas med denna kylmetod. Processen fungerar enligt principen om ett värmerör . Om värmebärare med lägre kokpunkt eller tryck används vid förångningskylning eller värmeledning kan även halvledarsändare kylas på detta sätt. Värmerör möjliggör underhållsfri värmeavledning i ett litet utrymme med höga värmeeffekter. En applikation är därför kylning av sändare ombord på satelliter och flygplan.
Strömförsörjning
Rörsändare kräver höga anodspänningar (i storleksordningen 1 till 20 kilovolt), som genereras med nättransformatorer och likriktare. Det finns ofta generatoruppsättningar för att vara oberoende av elnätet.
Sändningssystem matas ofta från en högre nätverksspänningsnivå för att öka försörjningssäkerheten eller på grund av den höga effekten. De stora franska programföretagen Allouis och Roumoules , liksom Konstantynow i Polen, matas från högspänningsnätet (110 kV i Allouis och Konstantynow, 150 kV i Roumoules), även om en strömförsörjning från medelspänningsnivån (ca. 20 kV) skulle också ha effektbehovet täcka. [1] [2]
antenn
Antennens typ beror på frekvensområdet, effekten och önskad riktningskarakteristik . Avskärmnings antenner används mest för långa vågor, självstrålande sändningsmaster för långa och medelvågor , dipolantenner och gruppantenner som består av dem används för korta och ultrakortvågor (VHF). Paraboliska antenner används ofta för mikrovågorna , som vanligtvis utstrålas på ett riktat sätt.
Antennstöd för VHF och TV -sändare är jordade. Både gängade stålverkstänger och fristående torn av stål och armerad betong används, med sändarantennerna på eller nära toppen. Vissa transmissionstorn för VHF har höga operationsrum och / eller turistfaciliteter som restauranger och utsiktsplattformar som är tillgängliga via en hiss. Sådana torn kallas mestadels tv -torn . Parabolantenner används ofta för mikrovågor. Dessa kan ställas in för radioreläapplikationer på transmissionstorn för VHF på speciella plattformar. Stora parabola antenner med diametrar på 3 till 100 meter krävs för programmatning från tv -satelliter och radiokontakt med rymdfarkoster. Sådana system, som också kan användas som radioteleskop , är ofta utformade för att vara rörliga.
Som sändarantenner för lång- och mellanvågssändare används mestadels självstrålande master som antingen är isolerade mot marken och matas vid basen eller är utformade som jordade konstruktioner över backstages matas med associerade hjälplinor. Fällantenner och långtrådsantenner på jordade torn och master används också. Ibland används också T, L och triangulära plana antenner. Sändande antenner för långa och medelstora vågor är vanligtvis utformade som mastered master. Liknande antenner med mindre dimensioner används också för kortvågssändare när de sänder i rundstrålande läge.
För mer information, se sändningsantenn .
Skyddskretsar
Eftersom stora strömmar vid höga spänningar (upp till 20 kV) kan flöda i överföringssystem med högre utgångar och överföringssystem utsätts för en ökad risk för överspänning på grund av antennhållaren, som vanligtvis utsätts för åskväder , måste omfattande skyddskretsar tillhandahållas för att säkra systemets funktion och skydda systemkomponenter från förstörelse så mycket som möjligt.
Sändaren måste alltid drivas med belastningen (antennen) ansluten. Om detta inte är fallet på grund av ett fel måste det stängas av, annars kan utgångssteget förstöras. Detta inkluderar också övervakning av det stående vågförhållandet , förhållandet mellan U max / U min längs högfrekvenslinjen. Det måste vara så nära 1 som möjligt för att hålla kabelförlusterna låga. Orsaken till ett avvikande stående vågförhållande kan vara defekter i kontakter, på antennen eller dess matchande nätverk .
För rörutrustade sändare måste värmespänningen först appliceras på rören, anodspänningen kopplas först efter uppvärmning. Annars utsätts rören för ökat slitage.
Skydd mot blixtnedslag är särskilt viktigt vid isolerade självstrålande överföringsmaster eller överföringsantenner. Ett gnistgap är anslutet mellan antennen och jorden som ettgrovt skydd , som antänds vid blixtnedslag. Ytterligare gasfyllda överspänningsavledare ger fint skydd. En övervakningsanordning för den stående vågkvoten stänger av sändaren en kort stund om den stående vågkvoten inte längre är korrekt efter ett blixtnedslag på grund av en tänd avledare. Om det stående vågförhållandet förblir utanför normen även efter flera inkopplingsförsök förblir sändaren avstängd. I vissa sändarsystem finns det också ultravioletta detektorer vid kritiska punkter, som reagerar på förladdningar eller bågar och stänger av sändaren så att ljusbågen släcks.
För vattenkylda effektförstärkare måste vattnets elektriska konduktivitet övervakas och hållas låg. Om den överskrider ett visst värde måste sändaren stängas av och vattnet bytas ut.
Graden av modulering, driftspänning, överföringsfrekvens och andra driftsparametrar övervakas också. Utvärderingen sker antingen på plats eller från en fjärrkontrollcentral, till vilken dessa värden överförs (trådbundna eller baserade på överföringssignalen).
byggnad
För stora stationära system krävs en lämplig byggnad, sändarbyggnaden , för att rymma den tekniska utrustningen. Denna struktur, som mestadels är utformad som en rent funktionell byggnad, ligger direkt bredvid antennhållaren i överföringssystem för VHF och TV, och ofta 30 till 600 meter från överföringsantennen i överföringssystem för lång-, medellång och kortvåg av strålningsskäl. Sändningseffekten överförs sedan med hjälp av en fällinje eller en koaxialkabel .
Bland annat finns det i tv -torn rum för mottagning av sändarna. Sådana strukturer används för riktningsradio- och VHF -sändare.
Under eller nära självstrålande överföringsmaster finns ofta en byggnad för att rymma impedansmatchningen (det matchande nätverket) för antennerna, tuninghuset .
Juridiska frågor
Eftersom radiovågor sprider sig över gränserna är internationell samordning, till exempel i Genève Wave Plan, nödvändig för överföringssystem i frekvensområden där stora intervall är möjliga.
I Tyskland kontrollerar Federal Network Agency for Electricity, Gas, Telecommunications, Post and Railways detta område. Överföringsfrekvenserna tilldelas av den på grundval av en frekvensplan . Ett olagligt överföringssystem är också känt som en svart sändare.
Sändare som drivs lagligt utan tillstånd fungerar i ISM -banden och måste ha typgodkännande. Som radioamatör får du bygga din egen sändare och antennsystem eller modifiera köpta sändare. Amatörradiotjänsten är den enda radiotjänsten som får göra det. I föreskrifterna för radiotjänster är det internationellt stadgat att radioamatörer, i enlighet med ITU: s rekommendation ITU-R M.1544, måste ha en teoretisk lägsta kunskap om teknik, juridisk kunskap, hantering av radiokommunikation (så kallad driftsteknik ) samt elektromagnetisk miljökompatibilitet ( EMVU ) och elektromagnetisk måste ha kompatibilitet ( EMC ). En blivande radioamatör måste bevisa denna kunskap under en undersökning på sin nationella telekommunikationsförvaltning.
CB -radio , å andra sidan, kan användas privat i begränsad omfattning upp till vissa maximala krafter; ändringar av enheten, som i amatörradio, är inte tillåtna.
Sedan februari 2006 har drift av sändare (så kallade FM-sändare) i VHF-bandet (Band II) med en kort räckvidd på några meter med upp till 50 nW ERP för privata ändamål tillåtits i Tyskland [3] , e . B. för att överföra signalerna från en MP3 -spelare till bilradion.
planera
Att planera ett sändarsystem börjar med valet av plats. Av skäl för elektromagnetisk miljökompatibilitet måste ett minimiavstånd till bostadshus upprätthållas, vilket beror på överföringsfrekvensen och överföringsantennens utformning.
Lång- och mellanvågssändare installeras på en plats med hög elektrisk konduktivitet i marken för att säkerställa god jordning. Platser vid havet eller på flodslätten är idealiska för detta. Det är bäst att bygga sändarsystem för VHF förhöjda, eftersom dessa vågor sprider sig kvasi-optiskt. Det innebär att större ytor kan levereras därifrån.
En sändare måste ofta manövreras med ett begränsat riktningsdiagram för att inte störa andra användare. Exempel är mikrovågslänkar eller järnvägens kommunikationskanaler.
Platsinformation
Det är vanligt att ange de geografiska koordinaterna för placeringen av överföringssystem. Sändantennens placering (används vid vanlig drift) är specificerad. Detta är särskilt viktigt med radiofyrar. När du anger ett ortnamn nämns platsen där sändaren finns. Av förklädningsskäl gjordes detta mestadels inte i före detta Sovjetunionen och staterna i det tidigare östblocket - den näst största platsen namngavs. När det gäller sändarsystem på bergstoppar anges vanligtvis toppen av toppen, men ibland anges också området där denna topp ligger. Av denna anledning finns det ofta flera platsnamn för många sändarsystem.
Kulturell betydelse
Vissa städer, som Mühlacker, Ismaning , Langenberg, Rothsürben , Kalundborg, Hörby och Allouis, blev allmänt kända som platser för högpresterande sändare. Vissa överföringstorn, till exempel TV -tornet i Berlin eller TV -tornet i Stuttgart, har blivit landmärken i städer. Många överföringssystem har mycket höga antennstöd, vars genomförande ofta var en strukturell prestation. Det är därför de också är listade i avsnittet om höga byggnader .
Uppgifter
- Högsta växellåda
- 1974–1991, Radio Warszawas radiomast i Konstantynów för 2000 kilowatt långvågssändare , 648,38 meter
- 1963–1974 och sedan 1991, KVLY Tower 628,8 meter
- Högsta överföringseffekt
- Långvåg , sändare Taldom 2500 kilowatt
- Mellanvåg , sändareBolshakovo 2500 kilowatt
- Högsta sändarplatser
- VHF Pic du Aigu nära Chamonix
- MW Pic Blanc i Andorra
Radiostation
Förutom stationen och programmet (se radio ) hänvisar termen "radiosändare" också till ett speciellt överföringssystem som modulerar musik, tal eller data till en överföringsfrekvens med hjälp av en modulator , förstärker den och matar den till en antenn ( se radiosändare ). Detta gör att signaler kan överföras över stora avstånd och tas emot med en radiomottagare .
I Tyskland kräver driften (inte konstruktionen) av ett överföringssystem i syfte att sända en licens från den ansvariga statliga mediamyndigheten .
FM-sändare är mycket svaga sändare som är frekvensmodulerade som FM-sändare. De används för att överföra musik och tal över korta avstånd och kan tas emot med FM -mottagare. Sådana radiostationer används för. B. i drive- in bio eller i din egen bil för att mata in en MP3-spelare i din egen bilradio .
Se även
webb-länkar
- Information och foton om tyska sändare
- DCF77 webbplats
- Bildsamling UHF / VHF och VHF -sändare - sändarteknik, antenner, bearbetning och nödströmförsörjning
Individuella bevis
- ↑ http://perso.orange.fr/monte-carlo-radiodiffusion/anglais/olan.htm
- ↑ http://perso.orange.fr/tvignaud/am/allouis/allouis4.htm
- ↑ Beställning 07/2006: Allmän fördelning av frekvenser i frekvensområdena 87,5-108 MHz, 863-865 MHz och 1795-1800 MHz för trådlösa ljudradioapplikationer. (PDF; 19 kB) (Inte längre tillgänglig online.) Federal Network Agency, 8 februari 2006, arkiverat från originalet den 27 september 2007 ; Hämtad 14 februari 2009 .
