МОБИЛЬНОЕ ПРИЁМНОЕ УСТРОЙСТВО ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ И ДАЛЬНОСТИ ПОЕЗДНОЙ РАДИОТЕЛЕФОННОЙ СВЯЗИ Российский патент 2003 года по МПК H04Q7/20 

Изобретение предназначено для повышения устойчивости и дальности мобильной поездной радиосвязи за счет автоматической циклической подстройки и фиксирования максимума диаграммы направленности локомотивной фазированной антенной решетки (ФАР) в направлении на стационарный радиопередатчик при изменении расположения мобильного объекта.

В качестве известного устройства - прототипа изобретения предлагается устройство радиосвязи "Транспорт", описанное в книге Ю.В. Ваванова, O.K. Васильева, С. И. Тропкина "Станционная и поездная радиосвязь". М.: Транспорт, 1986, с. 1986-2001.

В прототипе - устройстве мобильной радиосвязи "Транспорт" -осуществляется ненаправленная связь с подвижными транспортными объектами.

Однако это не дает устойчивой связи на длинных (до 30 км) железнодорожных перегонах и это устройство не снимает проблемы "мертвых зон".

Описание устройства в статике
В предлагаемом устройстве диаграмма направленности фазированной антенной решетки (ФАР) в горизонтальной плоскости имеет мобильный перемещаемый лепесток. ФАР состоит из двух вертикальных четвертьволновых вибраторов 1 (B₁) и 2 (B₂), расположенных на расстоянии d друг от друга.

Вибраторы к приемному устройству 3 (Пр) подсоединены так, как показано на схеме устройства (см чертеж). Один вибратор через сумматор сигналов 4 (Σ) подключен к антенному входу приемника, а второй вибратор подключен на вход приемника через дискретный полосковый фазовращатель 5 (ФВ) и второй вход сумматора сигналов.

С помощью схемы управления фазовращателем 6 (СУФВ) осуществляется соответствующее переключение дискрет фазовращателя, в результате чего ступенчато изменяется угол фазового сдвига сигнала в фазовращателе и происходит изменение направления максимума диаграммы направленности антенной решетки.

Схема управления СУФВ содержит генератор тактовых импульсов 19 (ГТИ), через схему 14 соединенный со счетчиком 8 (СЧ1) переключения полосковых линий фазовращателя 5 (ФВ) и счетчиком 18 (СЧ2), управляющим работой ППЗУ 17.

ППЗУ имеет три выхода: выход 1 подключен к аналоговому ключу 15 (АК), выход 2 через схему 11 соединен с интегрирующей цепью 16 (RC1) и с помощью аналоговых ключей 9 (АК 1-8) - с интегрирующей цепью [(R1...R8)C2].

Управление аналоговыми ключами 9 (АК 1-8) осуществляется с помощью кольцевого регистра сдвига 7 (КРС), соединенного с 9 (АК 1-8) и схемой 11
Выходы интегрирующих RC цепей 10 и 16 соединены со входами схемы сравнения 13 (СС) и входами схемы обнуления 12(СО). Выход схемы сравнения 13 (СС) соединен с входами схем совпадения 11 и 14.

Описание устройства в работе
Генератор тактовых импульсов 19 (ГТИ) запускает и синхронизирует работу счетчиков 8 (СЧ1) и 18 (СЧ2). При этом счетчиком 8 (СЧ1) последовательно переключаются дискреты фазовращателя 5 (ФВ), ступенчато изменяя направление максимума диаграммы направленности от 0^o до 360^o.

Счетчик 18 (СЧ2) перебирает адреса схемы 17 (ППЗУ), запрограммированной таким образом, что для адресов от 0000 до 1000 на выходе 1 устанавливается логическая "1", открывая аналоговый ключ 15 (АК). Принимаемый приемным устройством сигнал промежуточной частоты (ПЧ) поступает на интегрирующую цепь 16 (RC), где запоминается максимальный уровень, соответствующий направлению максимума диаграммы направленности антенной решетки на стационарный передатчик.

При дальнейшем счете адресов ППЗУ 17 от 1001 до 1111 на выходе 2 ППЗУ 17 появляется последовательность импульсов, управляющая работой кольцевого регистра сдвига 7 (КРС). Каждому позиционному положению кольцевого регистра сдвига соответствует один открытый аналоговый ключ из 9 (АК 1-8). В этом случае сигнал ПЧ через один из открытых аналоговых ключей 9 (АК 1-8) будет заряжать конденсатор С2 интегрирующей цепи 10 (R₁...R₈)C2. При вторичном совпадении направления максимума диаграммы направленности на передающую радиостанцию уровень напряжения на конденсаторе С2 схемы 10 достигнет значения запомненного уровня напряжения на конденсаторе С1 схемы 16.

В этот момент срабатывает схема сравнения 13 (СС), на выходе которой появляется сигнал запрета (логический "0"), воздействующий на входы элементов 11 и 14 и останавливающий работу счетчика 8 (СЧ1) и кольцевого регистра сдвига 7 (КРС). Максимум диаграммы направленности антенной решетки остается зафиксированным в направлении максимального принимаемого сигнала, т.е. на передающую радиостанцию.

Таким образом, осуществляется два цикла поворота максимума диаграммы направленности антенной решетки, на одном из которых запоминается максимальный уровень принимаемого сигнала, а на втором цикле осуществляется сравнение уровня принимаемого сигнала с запомненным сигналом и фиксирование максимума диаграммы направленности на передающую радиостанцию в момент совпадения этих уровней.

При достижении счетчиком 18 (СЧ2) конечного адреса схемы 17 (ППЗУ) на выходе 3 последнего вырабатывается сигнал, воздействующий на схему обнуления 12 (СО) и разряжающий конденсаторы С1 и С2 интегрирующих цепей 16 и 10 соответственно.

Схема устройства приходит в исходное состояние, и цикл повторяется снова.

Изобретение относится к области радиосвязи. Технический результат заключается в повышении устойчивости и дальности связи. Сущность изобретения заключается в том, что с помощью схемы управления фазовращателем периодически осуществляется два цикла поворота максимума диаграммы направленности антенной решетки, на одном из которых запоминается максимальный уровень принимаемого сигнала, соответствующий направлению на стационарный передатчик, а на следующем цикле при совпадении уровня принимаемого сигнала с запомненным осуществляется фиксирование максимума диаграммы направленности антенной решетки в направлении на стационарный передатчик при изменении местонахождения мобильного приемного устройства. 1 ил.

Мобильное приемное устройство поездной радиотелефонной связи, содержащее антенную решетку из двух антенных вибраторов, выход одного из которых подключен ко входу сумматора сигналов, а выход другого подключен через фазовращатель к другому входу сумматора, выход которого подключен ко входу приемника радиосигналов, а управляющий вход фазовращателя подключен к выходу схемы управления фазовращателем, отличающееся тем, что выход усилителя промежуточной частоты приемника радиосигналов соединен со входом схемы управления фазовращателем, содержащей генератор тактовых импульсов, выход которого соединен через первый вход схемы И со входом счетчика переключения полосковых линий фазовращателя и со входом счетчика управления ППЗУ, первый выход которого соединен с управляющим входом аналогового ключа (15), второй вход последнего соединен с выходом усилителя ПЧ приемника радиосигналов; выход аналогового ключа (15) соединен со входом интегрирующей RC1-цепи, выход которой соединен с одним входом схемы сравнения, выход последней соединен со вторым входом первой и второй схем И; второй выход ППЗУ через вторую схему И соединен со входом кольцевого регистра сдвига, выходы которого соединены с управляющими входами аналоговых ключей (9) для заряда конденсатора второй, интегрирующей цепи сигналом ПЧ через один из открытых аналоговых ключей (9), а выходы аналоговых ключей (9) соединены со входом второй интегрирующей (R1...R8)С2-цепи, выход которой соединен с другим входом схемы сравнения, оба выхода интегрирующих RC-цепей соединены со схемой цикличного обнуления, вход которой соединен с третьим выходом ППЗУ.