Types de modulation pour les communications longue distance sur VHF. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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La communication radio longue distance sur VHF n'est plus une rareté. Désormais, un assez grand nombre de radioamateurs effectuent régulièrement des communications à l'aide de l'Aurora, de la réflexion des traînées de météores, de divers types de répéteurs, etc. Par conséquent, se poser la question du choix du type de modulation le plus efficace pour la communication longue distance sur VHF semble être assez moderne.

Le principal facteur déterminant la possibilité d'établir une connexion est le rapport signal sur bruit à la sortie du récepteur. La communication n'est possible que si ce rapport est suffisant pour une réception intelligible des signaux. De ce point de vue, le plus avantageux est la réception auditive des signaux télégraphiques, qui est déjà possible à des rapports de 0,5-1 (de -6 à 0 dB). De plus, cela permet de réduire la bande passante du récepteur à 0,5-1 kHz, ce qui améliore quelque peu l'intelligibilité. Un rétrécissement supplémentaire n'est pas pratique en raison des propriétés de l'ouïe humaine : dans le contexte d'un bruit à bande étroite, il est plus difficile d'analyser le signal. Par exemple, avec une bande passante de 100 Hz, le rapport signal sur bruit requis monte déjà à 2-3 (6-10 dB).

Pour une réception satisfaisante de la parole, le rapport signal sur bruit doit être plus élevé que lors de la réception de signaux télégraphiques. Sur la fig. La figure 1 montre un graphique de l'intelligibilité R d'un signal vocal (en pourcentage et en points conditionnels de l'échelle RS) en fonction du rapport signal sur bruit à la sortie du récepteur. On voit sur le graphique que pour l'intelligibilité de 50% des signaux (réception satisfaisante), le rapport requis est de trois (10 dB). Par conséquent, si l'on compare le télégraphe et la modulation à bande latérale unique largement utilisée, il s'avère qu'à puissance d'émission égale, la portée de communication par télégraphe sera plus élevée. Et vice versa, avec la même portée de communication, la puissance requise de l'émetteur SSB sera 10 à 40 fois (10 à 16 dB) plus élevée. Cependant, la SSB peut être rapprochée en efficacité du télégraphe si la plage dynamique des signaux vocaux est compressée, ce qui donne un gain jusqu'à 10 fois en puissance.

Ris.1

Les récepteurs télégraphiques et SSB (avec détecteurs de mélange) se distinguent des récepteurs conçus pour d'autres types de modulation par une caractéristique - les rapports signal sur bruit coïncident dans leurs trajets IF et aux sorties, car ce n'est pas réellement la détection qui se produit ici, mais une opération de conversion de fréquence linéaire. Pour tous les autres types de modulation, il existe un rapport signal sur bruit seuil, en dessous duquel le signal est supprimé par du bruit dans le détecteur du récepteur. Ceci peut être vu sur les graphiques de la Fig. 2, qui montrent des dépendances reliant les rapports signal sur bruit à l'entrée et à la sortie du détecteur pour différents types de modulation. L'axe horizontal représente le rapport de la puissance de crête du signal à la puissance de bruit sur une largeur de bande de 3 kHz à l'entrée.

Ris.2

On suppose que pour AM et FM à bande étroite avec un indice m = 1 (écart ± 3 kHz), la largeur de bande IF du trajet du récepteur est de 6 kHz, et pour FM à large bande avec m = 5 (écart ± 15 kHz) - 30 kHz. Le seuil (inflexion sur le graphique) pour AM et FM à bande étroite est observé à un rapport signal sur bruit à l'entrée du détecteur de 5-7 dB, pour FM à large bande - beaucoup plus tôt. Par conséquent, si nous comparons AM, FM à bande étroite et à large bande, nous pouvons conclure que la FM à bande étroite fournit un rapport signal sur bruit nettement meilleur à la sortie du récepteur, et donc une plus grande portée de communication. Lorsque vous travaillez avec un tel FM au-dessus du seuil, même un rapport légèrement meilleur est atteint par rapport à CW et SSB.

Comme ce type de modulation est encore relativement rare chez les radioamateurs, il convient de s'y attarder plus en détail. L'émetteur FM est structurellement plus simple que l'émetteur SSB, il ne nécessite pas de puissances élevées du signal vocal pour la modulation (comme avec AM). Sa puissance de sortie est constante et égale à la crête, il est donc beaucoup plus facile de concevoir et de mettre en place un tel émetteur (surtout à transistor). La diaphonie et le bruit impulsif affectent ici beaucoup moins. qu'avec AM, car le détecteur ne réagit pas aux changements d'amplitude du signal. Les émetteurs FM créent moins d'interférences, en particulier les interférences de télévision.

Si le modulateur de l'émetteur FM fournit une montée uniforme des hautes fréquences (environ 6 dB par octave), et vice versa, atténue les hautes fréquences dans l'amplificateur de basse du récepteur, le gain de correction (lorsqu'il fonctionne au-dessus du seuil) peut atteindre 10 dB. La compression de plage dynamique est tout aussi efficace que les autres types de modulation - elle augmente l'écart de fréquence moyen et empêche la surmodulation.

Il convient de noter, cependant, que tous les avantages énumérés ne se manifestent que lors de l'utilisation d'un détecteur de fréquence spécial (discriminateur limiteur ou détecteur de rapport) dans le récepteur. Si le détecteur répond à la modulation d'amplitude, alors la FM à bande étroite est approximativement équivalente à la AM.

En résumant ce qui précède, nous pouvons conclure que le mode de fonctionnement le plus "longue portée" est le mode de fonctionnement télégraphique avec réception auditive. La SSB occupe la deuxième place en termes de portée de communication réalisable, la FM à bande étroite se rapprochant de ce type de modulation. AM et FM à large bande sont les moins bénéfiques pour les communications longue distance.

Auteur : V. Polyakov (RA3AAE) ; Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru

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