Radiokomunikacije i Navigacija Practice Flashcards

Practise flashcards covering electromagnetic waves, modulation, receivers, satellite orbits, antennas, and navigation systems based on lecture notes.

Što su elektromagnetski valovi (radiovalovi)? Definirajte spektar EM valova i osnovnu podjelu?

Promjenjivo magnetsko polje proizvodi električno, a promjenjivo električno polje stvara magnetsko. Proces uzajamnog proizvođenja električnog i magnetskog polja širi se po prostoru konačnom brzinom (brzinom svjetlosti). Širenje toga procesa naziva se elektromagnetski val u najširem smislu. Spektrom opisujemo raspon od 0 do beskonacnosti Hz. Osnovna podjela je ionizirajuce i neionizirajuce zracenje.

Od kojih dijelova se sastoji radiokomunikacijski sustav?

Odašiljač, slobodni prostor, prijemnik

Nacrtajte blok-shemu odašiljača i objasnite dijelove.

Oscilator stvara titraje jednake frekvencije i konstantne amplitude. Odašiljački (prijenosni) signal ne sadrži korisnu informaciju sve dok se ona ne utisne u signal postupkom modulacije u modulatoru.

Prijenosni signal + Modulacijski signal -> Modulirani signal

Navedite osnovne analogne i digitalne modulacijske postupke? Koja su osnovna svojstva analognih, a koja digitalnih modulacijskih postupaka s obzirom na kvalitetu prijenosa?

Analogni:

·        AM - modulacija amplitude 

·        FM - modulacija frekvencije 

·        PM - modulacija faze

Digitalni:

·        ASK - (Amplitude Shift Keying)

·        FSK - (Frequency Shift Keying)

·        PSK - (Phase Shift Keying)

·        QAM - (Quadrature Amplitude Modulation)

Digitalizacija signala poruke povećava otpornost na smetnje, omogućava uporabu manjeg frekventnog opsega i vremenski multipleks (TDMA), ali u odnosu na analogni signal unosi se svjestan gubitak vjerodostojnosti tijekom prijenosa, zbog raspona nivoa digitalizacije

Objasnite modulaciju amplitude.

Postupak utiskivanja korisne informacije u odašiljački (prijenosni) signal u modulatoru.

Kako izgleda frekvencijski pojas moduliranog signala i kako ga označavamo?

Frekvencijski pojas (B) koji zauzima modulirani signal ima dvostruku širinu od maksimalne frekvencije koju želimo prenijeti. Moguć je i prijenos u jednom bočnom pojasu (SSB – Single Side Band)

Nacrtajte shemu izravnog prijemnika i navedite svojstva signala u pojedinom dijelu

Prvo se primljeni signal pojačava, zatim se u demodulatoru iz moduliranog signala izdvaja informacijski signal koji se pojačava u pojačalu.

Nacrtajte blok-shemu superheterodinskog prijemnika i navedite razlog njegove uporabe

Koristi se za uklanjanje problema sa promjenom pojačanja na raznim prijemnim frekvencijama. Lokalni oscilator i miješalo proizvedu izlazni signal jednak fiksnom signalu međufrekvencije pa su uređaji jeftiniji (masovna proizvodnja), a i uklonjeni su problemi s nestabilnošću i smanjena opasnost od samooscilacija.

Što je temperatura šuma? Napišite izraz kojim izračunavamo snagu termičkog šuma

S obzirom da je šum (spontana fluktuacija u radiokomunikacijskom sustavu) uglavnom termičkog porijekla (osim atmosferskog i kozmičkog), temperatura šuma služi kao mjerilo šuma. Definira se pomoću snage šuma, Boltzmannove konstante i širine pojasa u kojem se odvija komunikacija.

𝑵 = 𝒌 ∙ 𝑻 ∙ 𝑩 [W]

𝑵_𝟎 = 𝒌 ∙ 𝑻 [W/Hz]

N - snaga šuma; N₀ - gustoća snage šuma; k - Boltzmannova konstanta = 1,3805×10-23 [J/K] ; B - širina frekvencijskog pojasa ; T - termodinamička temperatura

Navedite Zemljine satelitske orbite i njihove udaljenosti od površine Zemlje.

·        Low Earth orbit (LEO) : udaljenost od površine Zemlje do 2000 km

·        Medium Earth orbit (MEO): udaljenost od površine Zemlje od 2000 km do 35786 km

·        Geostationary orbit (GEO): udaljenost od površine Zemlje od 35786 km

·        High Earth orbit (HEO): udaljenost od površine Zemlje veća od 35786 km

Sustav INMARSAT, satelitska orbita, namjena, frekvencije za uzlaznu i silaznu vezu.

geostacionarna orbita, AOR-W, AOR-E, IOR, POR (Atlantic, Indian, Pacific Ocean region)

Glasovni pozivi, prijenos podataka, SOS pozivi i sigurnosni servisi

Ulazna veza 1,6 GHz; silazna 1,5GHz

Što su VSAT sustavi i za što se koriste?

Sustav dvosmjerne satelitske komunikacije namijenjene privatnim mrežama korištenjem manjih satelitskih terminalnih postaja. Pojam VSAT je akronim i dolazi od Very Small Aperture Terminal (postaje vrlo malih dimenzija antena) u što se ubrajaju terminali sa antenama od 0.6 do 3.7 metara. VSAT-i se koriste najčešće za prijenos podataka (data), ali i za prijenos zvuka (telefon - voice) i fax-a. Svaki terminal sastoji se od vanjske jedinice (ODU – Out Door Unit) i unutarnje jedinice (IDU – In Door Unit). Vanjsku jedinicu predstavlja satelitska primo-predajna antena sa pripadajućom opremom dok unutarnju jedinicu predstavlja satelitski modem. Obje jedinice međusobno su povezane komunikacijskim i napajačkim kabelima. Primjena VSAT-a je vrlo široka jer omogućuje povezivanje udaljenih lokacija gdje najčešće uopće ne postoji zemaljska telekomunikacijska infrastruktura ili ona nije dovoljno pouzdana - npr. naftne platforme smještene usred pustinje ili oceana. Svaka VSAT mreža projektira se po specifičnim potrebama korisnika gdje se definira broj lokacija, brzina prijenosa te način povezivanja sa postojećom  lokalnom mrežom.

Karakteristike sustava IRIDIUM, broj satelita, orbite, vlasnik, namjena

na 781 km visine, Motorola vlasnik, 66 aktivnih satelita s jednim dodatnim u slučaju kvara

6 orbitalnih ravnina pod kutom od 86,4° s po 11 satelita

Koje komponente sačinjavaju ravni EM val? Kakav je njihov međusobni odnos i kojim mjernim jedinicama ih izražavamo?

Električka i magnetska. Međusobno su okomite i okomite su na smjer širenja zračenja. Jakost električnog polja E[V/m]. Jakost magnetskog polja B [T;tesla].

Objasnite Snellov zakon loma, prikažite ga skicom i navedite karakteristike sredstava.

Refleksija se događa na granici dvaju sredstava koja imaju različitu električku permeabilnost (e) i magnetsku permitivnost (m). Upadna zraka, okomica na granicu sredstava i lomljena zraka leže u istoj ravnini.

Što je optički horizont, a što radiohorizont? Skicirajte.

Optički horizont je točka u kojoj linija pogleda tangira zemljinu površinu dok je radio horizont točka u kojoj elektromagnetski valovi iz antene tangiraju zemlju. Ta točka nije ista zbog utjecaja troposfere na radio valove.

Objasnite usmjerenost i dobitak antene

Usmjerenost antene je parametar koji pokazuje koliku količinu EM zračenja antena proizvodi u nekom smjeru u odnosu na zamišljenu antenu koja zrači kuglasti val

Dobitak je veličina koja pokazuje kolika neka antena zaista zrači, odnosno kolika je njena stvarna korisnost

Što je polarizacija? Navedite osnovne polarizacije i njima ortogonalne polarizacije.

Polarizaciju antene definiramo kao smjer titranja vektora električnog polja (E) kojeg antena zrači.

Horizontalna i vertikalna i kružna.

horizontalna ↔ vertikalna,

desna kružna ↔ lijeva kružna polarizacija

Skicirajte dijagram zračenja i navedite osnovne parametre.

Karakteristike štap antene.

·        najjednostavniji tip antene

·        vodič postavljen iznad vodljive površine

·        pojednostavljena verzija dipol antene

·        polarizacija ovisi o fizičkom postavljanju (horizontalna ili vertikalna)

·        dobitak klasične unipol antene je oko 5 dBi, dok je dobitak dipol antene 2,15 dBi

Karakteristike Yagi antene

dobitak: 6 dBi do 20 dBi

Usmjerena antena – zrači i prima signal prvenstveno u jednom smjeru.

Veliko pojačanje – omogućuje prijem i odašiljanje signala na većim udaljenostima.

Uski kut zračenja – smanjuje prijem neželjenih signala i smetnji.

Sastoji se od pogonskog (aktivnog) dipola, reflektora i jednog ili više direktora.

Radi u VHF i UHF frekvencijskim područjima.

Jednostavna je konstrukcija, lagana i relativno jeftina.

Potrebno ju je precizno usmjeriti prema izvoru signala zbog izražene usmjerenosti.

Karakteristike paraboličke (reflektor) antene

·        antene velike usmjerenosti i dobitka, koriste se u radiorelejnim vezama i za satelitske komunikacije

·        dobitak: 14 dBi do 60 dBi

·        frekvencijski pojas: 400 MHz do 30 GHz

·        tipovi s obzirom na fokus: prime-fokus, offset

·        tipovi s dodatnim reflektorom: cassegrain (konveksni), gregorian (konkavni)

Od kojih se elemenata sastoji mikrotrakasta antena?

·        zračeći element

·        dielektrik

·        vodljiva ravnina

Kojim izrazom opisujemo slabljenje EM vala pri propagaciji slobodnim prostorom?

Što je PSTN? Kako se ostvaruje komunikacija između dva korisnika?

Public Switched Telephone Network. Javna telefonska mreža.

Komunikacija se između dva korisnika ostvaruje prijenosom podataka telefonskom mrežom.

Objasnite simpleks i dupleks načine prijenosa.

Simpleks je prijenos samo u jednom smjeru, dok je dupleks prijenos u oba smjera istovremeno.

Kako karakteriziramo kvalitetu prijenosa u analognom, a kako u digitalnom sustavu?

Po stupnju greške (BER za digitalni prijenos, S/N za analogni)

Od koliko slojeva se sastoji OSI - Open Systems Interconnection model i koji su nazivi prvog i zadnjeg sloja?

7 slojeva, prvi je Fizički sloj, zadnji je Aplikacijski sloj. Još su Sloj podatkovne veze, Mrežni sloj, Transportni sloj, Sloj sjednice i Prezentacijski sloj.

Od koliko slojeva se sastoji TCP/IP - Transmission Control Protocol/Internet Protocol model i koji su nazivi prvog i zadnjeg sloja?

4 sloja, prvi je Sloj pristupa mreži, zadnji Aplikacijski. Još postoje i Mrežni sloj (internetski sloj) i Transportni sloj.

Kojim parametrima opisujemo pouzdanost i raspoloživost sustava?

·        pouzdanost (reliability) označavamo pomoću MTBF (Mean Time Between Failures)

·        raspoloživost (availability) označavamo kao MTBF / (MTBF + MTTR)

·        MTTR - Mean Time To Repair pokazuje srednju vrijednost vremena potrebnog za popravak uređaja

·        MTTF - Mean Time To Failure pokazuje srednje vrijeme do zatajenja uređaja

·        FIT - Failure In Time pokazuje vjerojatnost zatajenja uređaja na tisuću operativnih sati

Što je SITA?

Societe Internationale Telecommunications Aeronautique – osnovana kao udrženje zrakoplovnih kompanija 1949. zbog potrebe zračnih prijevoznika za zajedničkim pouzdanim sustavom komuniciranja. Aktivnosti: telekomunikacije i obrada podataka.
— Aktivnost mreže SITA:
— telekomunikacije          — obrada podataka

 osnovu mreže sačinjavala su dva SITA centra:
 — ATLANTA, centar za Sjevernu Ameriku
— LONDON, centar za Europu

Što je mreža AFTN?

The Aeronautical Fixed Telecommunication Network - mreža namijenjena za razmjenu poruka između fiksnih zrakoplovnih stanica (aerodroma). Primarna svrha je sigurno odvijanje zrakoplovne navigacije i efikasna suradnja zrakoplovnih službi.

IDU (In Door Unit)

Unutarnja jedinica VSAT sustava koju predstavlja satelitski modem.

Koji frekvencijski pojas je dodijeljen za komunikaciju u zračnom prometu unutar VHF frekvencijskog pojasa?

118-136 MHz

Što je sustav AMADEUS?

Svjetski (izvorno europski) informacijski sustav za rezervaciju i prodaju putovanja (CRS)
komunikacija se odvija posredno: — terminali agencija (radne stanice) ostvaruju vezu preko dijela sustava (START) koji posreduje u komunikaciji sa sustavom

Kako definiramo Zemlju pomoću elipsoida?

Velika poluos a: 6378,137 km

Mala poluos b: 6356,752 km

f=(a-b)/a= 1/298,257223563

Što je WGS-84, koje su osnovne pretpostavke i u kojem se sustavu koristi?

Referentni sustav koji koristi GPS, ishodište je u centru Zemljine mase, a referentni meridijan je 5,3“ istočno od 0. meridijana

Kako dijelimo kartografske projekcije prema vjernosti prikaza?

·        konformne – očuvana vjernost kuteva

·        ekvivalentne – očuvana vjernost površina

·        ekvidistantne – očuvana vjernost udaljenosti

Što su Heading, Bearing i Tracking?

·        Bearing: kut između pravca sjevera i pravca koji od pozicije promatrača ide kroz neki promatrani objekt

·        Heading: smjer u kojem je okrenuta os a/c

Što su ortodroma i loksodroma?

·        Ortodroma: najkraći put između dvije pozicije (mjesta na zemljinoj površini)

·        Loksodroma: krivulja koja dva mjesta na površini zemlje spaja sijekući meridijane pod istim kutom (ne mijenja se kurs)

Definirajte nautičku milju, stopu i inch u metričkim mjernim jedinicama.

1nm = 1852m

1ft = 0,3048m

1in = 2,54cm

Kako dijelimo navigacijske sustave prema principu određivanja pozicije?

·        azimutski (goniometrijski)

·        hiperbolni

·        kružni (sustavi mjerenja udaljenosti)

O kojim parametrima ovisi promjena indeksa loma u atmosferi?

Atmosferski tlak, tlak vodene pare, apsolutna temperatura

Kako dijelimo EM val prema načinu širenja?

Prostorni, površinski, reflektirani, izravni

Objasnite princip vlastitog lociranja postupkom goniometriranja odašiljača

Što je goniometriranje zrakoplova uporabom VDF-a i koji su nazivi smjerova?

Zemaljski VHF radioprijemnik s antenom kojim se određuje smjer izvora radiosignala (odašiljačke stanice)

QDM → kut pod kojim zrakoplov “vidi” VDF mjereno od smjera magnetskog sjevera

QDR → kut pod kojim VDF “vidi” zrakoplov mjereno od smjera magnetskog sjevera

QTE → kut pod kojim VDF “vidi” zrakoplov mjereno od smjera zemljopisnog sjevera

Što je NDB i kako se naziva uređaj kojim se određuje smjer na osnovi pozicije NDB-a?

Non Directional Beacon – neusmjereni far

Emitira zračenje i nalazi se na poznatoj lokaciji, a pomoću ADF-a (Automatic Direction Finder) se goniometrira (ADF pokazuje smjer u kojem se nalazi NDB ako je ADF podešen na frekvenciju NDB-a)

Što je VOR, što uređaj u zrakoplovu može zaključiti na osnovi signala koji prima od VOR odašiljača?

VHF Omnidirectional Range – svesmjerni far - iz radiosignala VOR-a zrakoplovni prijemnik određuje podatak o pravcu prema VOR stanici (pravac se zove radijal)

Što prikazuje osnovni VOR pokazivač, a što HSI pokazivač?

Osnovni VOR:

·        indikator odstupanja od radijala

·        TO-FROM indikator

·        birač radijala (OBS – omni bearing selector)

HSI (pokazivač horizontalne situacije):

·        prikaz VOR kursa i odstupanaj

·        prikaz magnetskog kursa

·        TO-FROM indikator

·        prikaz kuta poniranja (Glide Slope)

Što je RNAV i za što koristimo RNAV?

Area Navigation, navigacija u prostoru pokrivenom signalom radionavigacijskih sredstava vođena rutom neovisnom o rasporedu navigacijskih sredstava

Na kojem principu rade hiperbolni navigacijski sustavi?

U fokusima hiperbola se nalaze odašiljači kojima su poznate lokacije. Na temelju vremenske razlike u pristizanju signala iz fokusa određuje se lokacija prijemnika na presjecištu  danog para hiperbola

Što označavamo terminom GNSS?

Global Navigation Satellite System – obuhvaća GPS, GLONASS, GALILEO i druge uz sustave poboljšanja poput SBAS, GBAS i drugih.

Objasnite parametre svemirskog segmenta sustava GPS?

31 satelit na visini od oko 20000km koji su raspoređeni u 6 orbitalnih ravnina tako da je u svakom trenutku iznad horizonta barem 5 ili više satelita

Što sačinjava korisnički segment sustava GPS?

Autorizirani (US Army i državne službe, imaju višu razniu točnosti zbog dvofrekvencijskog prijemnika i kodova za dekriptiranje) i neautorizirani korisnici (svi ostali)

Kako se određuje udaljenost primjenom sustava GPS?

Korekcijama pseudoudaljenosti koje se izračunaju kao mjesto presjecanja linija izmjerenih udaljenosti prema više satelita.

Objasnite što je parametar DOP

Dilution of precision – greška u preciznosti izazvana geometrijskim rasporedom satelita

Kako GPS prijemnik pristupa podacima koje emitiraju sateliti?

Preko C/A i P kodova??

Koji kodovi za lociranje se emitiraju u sustavu GPS? (nazivi, frekvencije i svrha)

C/A kod (za pozicioniranje standardnom razinom točnosti) koji se emitira samo na f₁ (1575,42 MHz) te P kod (za pozicioniranje višom razinom točnosti) koji se emitira i na f₁ i f₂ (1227,6MHz)

Objasnite princip mjerenja vremena u sustavu GPS

Identični kod generira se u isto vrijeme na satelitu i u prijemniku -> koreliranje pristiglog satelitskog signala (koda) i identičnog koda u prijemniku daje vremenski pomak (∆t) što odgovara vremenu proleta signala

Što sačinjava svemirski segment sustava GLONASS?

8 satelita jednoliko raspoređenih u 3 orbitalne ravnine koje imaju nagib prema ekvatoru od 64,8° i razmaknute su 120°. Orbitalna visina je 19100 km, a vrijeme ophodnje 8/17 zvjezdanog dana (svakih 8 dana satelit je na istom mjestu gledajući sa Zemlje)

Objasnite razliku u pristupu podacima koje emitiraju sateliti za sustav GLONASS u odnosu na GPS

GLONASS prijemnik odvaja signale vidljivih satelita odabirom specifične frekvencije pridružene svakom satelitu postupkom FDMA - Frequency Division Multiple Access, a kako FDMA ne traži specijalnu kodnu modulaciju za razlikovanje pojedinih satelita, svi GLONASS sateliti emitiraju isti kod

Što je ILS i koje komponente ga sačinjavaju?

Sustav za instrumentalno slijetanje, sastavljen od:

·        odašiljača prilaznog pravca (Localizer)

·        odašiljača putanje poniranja (Glide Slope)

·        radiomarkera (OM, MM, IM)

·        odgovarajućih monitorskih sustava

·        moguće: DME umjesto vanjskog markera; kompas lokator umjesto OM/MM

Objasnite na kojem principu rade sustavi LLZ i GS?

Polje signala 150 Hz prevladava s desne strane i ispod putanje a polje signala 90 Hz s lijeve strane i iznad putanje; duž pravca središnje osi USS-a oba su signala jednako jaka.

Koja unaprjeđenja uvodi sustav MLS?

Mjerenje stražnjeg azimuta (BAZ) u slučaju neuspjelog slijetanja te vođenje zrakoplova u kratkom finalu (FG – dodatni elevacijski uređaj)

Od kojih komponenata se sastoje radarski sustavi za prilaz i slijetanje i gdje se koriste?

GCA – Ground Control Approach

·        zemaljski dio: nadzorni radar (ASR – Airport Surveillance Radar) te precizni prilazni radar (PAR – Precision Approach Radar)

·        u zrakoplovu: radiostanica

Koriste se na aerodromima do pozicije u završnom prilazu kada pilot može sletjeti sam uz optičku vidljivost

Što je radar i koji je princip funkcioniranja primarnog radara?

RADAR – Radio Detection and Ranging - sustav detekcije objekata pomoću radiovalova

Primarni radar mjeri vrijeme do povratka odjeka emitiranog EM vala

O čemu ovise horizontalna razlučivost i razlučivost po udaljenosti kod radara?

Ovise o vremenu trajanja radarskog impulsa (duži impuls, veća razlučivost)

Skicirajte blok-shemu impulsnog radara.

Što je sekundarni radar, koja je kratica takvog sustava?

SSR – Secondary Surveillance Radar koji dobiva od zrakoplova podatke o identitetu i visini preko transpondera na zrakoplovu

Po čemu se razlikuju modovi sekundarnog radara i koje se informacije mogu prenijeti?

• Mode A i B – prenosi identifikacijski kod zrakoplova (squawk).

• Mode C – prenosi identifikacijski kod i barometarsku visinu leta.

• Mode S – omogućuje selektivnu komunikaciju s pojedinim zrakoplovom te, uz identifikaciju i visinu, može prenositi dodatne podatke poput jedinstvene adrese zrakoplova, pozivnog znaka, brzine, položaja i drugih podataka potrebnih za nadzor i upravljanje zračnim prometom.

Koja su unaprjeđenja uvedena modom S kod sekundarnog radara?

Omogućen je dvosmjerni prijenos podataka, veliki broj adresa zrakoplova, selektivna komunikacija, upit svima („All – Call“)