СТАНЦИЯ ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩАЯ Российский патент 2003 года по МПК H04B7/08 H01P1/213 

Изобретение относится к микроволновой технике, например к многоканальным станциям беспроводных сотовых систем.

Известна многоканальная станция передающая и/или приемная, например телевизионная (патент Украины 26888, МПК Н 04 Р 1/23, 1999 г.), в которой имеются передающие и/или приемные каналы, узкополосные канальные фильтры на выходе передающего и на входе приемного каналов, широкополосные фильтры, циркуляторы, каналы связи, антенно-фидерное устройство с поляризационным селектором на входе, приемопередающая антенна. Передающие и/или приемные каналы объединены в стволы с помощью узкополосных канальных фильтров и циркуляторов, а стволы присоединены к каналам связи с помощью широкополосных фильтров и циркуляторов, причем количество плеч циркуляторов от последнего передатчика или приемника в каком-либо стволе ко входу канала связи минимальное.

Эта многоканальная станция является прототипом предложенного технического решения. В станции объединено много передающих (приемных) каналов, т.е. на выход (вход) станции поступают групповые сигналы.

Основной недостаток станции - большая неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), что приводит к большому перепаду уровней мощности между составляющими групповых сигналов. Это в конечном счете затрудняет их прием абонентами и сужает зону уверенного приема сигналов станции.

Причинами большой неравномерности АЧХ являются:
во-первых, наличие поляризационного селектора на входе (выходе) каналов связи. Часть сигналов (первый пакет) передающих каналов излучается антенной в вертикальной поляризации, часть - в горизонтальной (второй пакет). Различие электродинамических характеристик трактов формирования этих сигналов приводит к различию амплитудных характеристик в каждом из сформированных пакетов.

Кроме того, как известно, электромагнитные волны, излучаемые антенной станцией, в вертикальной поляризации распространяются к приемникам абонентов с меньшими потерями и искажениями, чем в горизонтальной, что приводит к дополнительной неравномерности АЧХ передаваемых сигналов.

Амплитуды сигналов, принимаемых станцией, из-за наличия на входе поляризационного селектора будут зависеть от азимутального положения источника сигнала относительно антенны станции. Возможны такие положения, при которых входной сигнал не будет приниматься приемными каналами станции, если приемные стволы включены в плечо поляризационного селектора, расположенного ортогонально вектору поляризации принимаемой волны.

Во-вторых, неодинаковое количество передающих стволов в плечах поляризационного селектора приводит к разному значению уровней мощности группового сигнала в каждой поляризации, что увеличивает неравномерность АЧХ.

Третьим обстоятельством, приводящим к большой неравномерности АЧХ, является то, что узкополосные фильтры передающих (приемных) каналов подключаются непосредственно к плечам циркуляторов.

При этом плоскость короткого замыкания (за счет внеполосного отражения фильтра), которая создается в отрезке линии передачи между фильтром и циркулятором, зависит от настройки фильтра и точности изготовления конструкции циркулятора и волновода, т.е. может находиться в произвольном сечении волновода. Поэтому суммирование каналов происходит по случайному закону, в результате чего амплитуды сигналов на выходе стволов имеют большой разброс, а суммарная АЧХ - большую неравномерность.

Целью изобретения ставится уменьшение неравномерности АЧХ приемопередающей станции.

Цель достигается тем, что в приемопередающей станции, содержащей передающие и приемные каналы, объединенные в передающие и приемные стволы, узкополосные канальные фильтры на выходах передающих и на входах приемных каналов, широкополосные фильтры, циркуляторы, каналы связи, антенно-фидерное устройство и приемопередающую антенну, согласно изобретению, вход антенно-фидерного устройства соединен с выходом сумматора мощности, ко входным плечам которого подключены каналы связи, каждый из которых соединен с одинаковым количеством передающих (приемных) стволов, а между узкополосными канальными фильтрами и циркуляторами, объединяющими передающие (приемные) каналы в стволы, включены фазовые корректоры.

Применение сумматора мощности вместо поляризационного селектора позволяет передавать в эфир сигналы, поступающие из каналов связи, в одной поляризации, обусловленной ориентацией выходного волновода сумматора. Формирование этих сигналов происходит в электродинамических системах одинаковой конструкции, плечи сумматора практически индентичны, следовательно, групповые сигналы, поступающие в антенно-фидерный тракт, будут мало отличаться по амплитуде. Электромагнитные волны, распространяющиеся из антенны станции, на каждом азимутальном направлении будут иметь одинаковую поляризацию, значит, дополнительного искажения групп сигналов не будет.

Одинаковое количество стволов, включенных в каждое плечо сумматора, выравнивает в суммарном сигнале амплитуды двух групп сигналов, поступающих во входные плечи сумматора, следовательно, улучшается общая АЧХ.

Введение фазовых корректоров между узкополосными канальными фильтрами и циркуляторами позволяет обеспечить оптимальный режим отражения сигналов от каждого предыдущего передающего или приемного канала в сторону выхода из ствола, избежать дополнительных потерь при формировании группового сигнала в каждом стволе и, следовательно, уменьшить неравномерность АЧХ.

Сущность изобретения поясняется фиг.1, где представлена схема построения станции приемопередающей, фиг.2, где представлена схема построения передающего ствола, фиг.3 - схема построения приемного ствола, фиг.4 - вариант построения частотной сетки станции.

Станция приемопередающая содержит передающие каналы 1 в составе передатчика ПРД 2, узкополосного канального фильтра передатчика 3, фазового корректора 4 и приемные каналы 5 в составе приемника ПРМ 6, узкополосного канального фильтра приемника 7, фазового корректора 8. Передающие и приемные каналы объдинены в передающие 9 и приемные 10 стволы с помощью циркуляторов. Стволы с помощью широкополосных фильтров 11 и циркуляторов 12 соединены с каналами связи 13. Антенно-фидерное устойство 14 соединено с приемопередающей антенной 15 и выходом сумматора мощности 16, ко входным плечам которого подключены каналы связи 13.

Передающий ствол 9, представленный на фигуре 2, содержит N передающих каналов, объединенных с помощью последовательно включенных циркуляторов 12. Между узкополосными канальными фильтрами передатчиков 3 и циркуляторами 12 включены фазовые корректоры 4.

На фиг. 3 представлена схема приемного ствола 10, который содержит К приемных каналов, объединенных с помощью последовательно включенных циркуляторов 12. Между узкополосными канальными фильтрами приемников 7 и циркуляторами 12 включены фазовые корректоры 8.

На фиг.4 представлен вариант построения частотной сетки станции. В данном варианте для построения многоканальной станции отведено 20 частот (f1... f20). Рабочая полоса каждого канала ограничена АЧХ (17) канального узкополосного фильтра. Приемные и передающие каналы объединены в стволы. Каждый приемный и передающий стволы содержит пять каналов, которые занимают частотные диапазоны в полосах ΔF1, ΔF2, ΔF3, ΔF4 (поз.18, 19, 20, 21). Стволы соединяются с каналами связи с помощью широкополосных фильтров, включенных между выходом ствола и циркулятором канала связи. Полосы пропускания широкополосных фильтров равны: для стволов, включенных в первый канал связи, ΔF1 и ΔF3, а для стволов, включенных во второй канал связи, ΔF2 и ΔF4 соответственно.

Станция приемопередающая работает следующим образом. На вход передатчика ПРД передающего канала поступает информационный сигнал на промежуточной частоте. В передатчике происходит усиление и преобразование сигнала в диапазон выходных частот, после чего сигнал через узкополосные канальные фильтры, фазовые корректоры и циркуляторы поступает на выход ствола, где установлен широкополосный фильтр. Фазовые корректоры регулируются таким образом, чтобы обеспечить оптимальное суммирование сигналов передающих каналов и формирование группового выходного канала с минимальной неравномерностью АЧХ.

Полоса пропускания широкополосного фильтра обеспечивает прохождение сигналов всех каналов, входящих в состав ствола, на вход циркулятора канала связи и далее к приемепередающей антенне. Внеполосное заграждение широкополосного фильтра обеспечивает режим короткого замыкания для сигналов предыдущего передающего ствола, поэтому эти сигналы отражаются по направлению к антенне. Из каждого канала связи групповые сигналы, сформированные в стволах, поступают на входы сумматора мощности, где происходит их объединение в единый групповой сигнал, который поступает на выход антенны. Объединяемые сигналы формируются в симметричных электродинамических системах, поэтому дополнительной неравномерности АЧХ не возникает.

Сигналы, принимаемые из эфира на вход антенны, через сумматор мощности, который для входных сигналов является делителем мощности, через плечо циркулятора канала связи и широкополосный фильтр поступают на вход приемного ствола, далее через циркулятор, фазовый корректор и узкополосный фильтр подаются на вход приемника. После усиления и преобразования сигналы на промежуточной частоте поступают из приемных каналов к аппаратуре последующей обработки. С помощью фазовых корректоров устанавливается оптимальный режим расфильтровки входного группового канала для обеспечения минимальной неравномерности АЧХ и наименьших потерь информационного сигнала.

Таким образом, совокупность предложенных отличительных признаков позволяет получить положительный эффект - снижение неравномерности амплитудно-частотной характеристики приемопередающей станции, что в конечном счете приводит к расширению зоны уверенного приема сигналов, передаваемых станцией.

Изобретение относится к микроволновой технике. В станции приемопередающей, содержащей передающие и приемные каналы, объединенные в передающие и приемные стволы, узкополосные канальные фильтры на выходе передающего и на входе приемного каналов, широкополосные фильтры, циркуляторы, каналы связи, антенно-фидерное устройство и приемопередающую антенну, вход антенно-фидерного устройства соединен с выходом сумматора мощности, ко входным плечам которого подключены каналы связи, каждый из которых соединен с одинаковым количеством передающих (приемных) стволов, а между узкополосными канальными фильтрами и циркуляторами, объединяющими передающие (приемные) каналы в стволы, включены фазовые корректоры. Технический результат состоит в уменьшении неравномерности амплитудно-частотной характеристики приемопередающей станции. 4 ил.

Станция приемопередающая, содержащая передающие и приемные каналы, объединенные в передающие и приемные стволы, узкополосные канальные фильтры на выходах передающих и на входах приемных каналов, широкополосные фильтры, циркуляторы, каналы связи, антенно-фидерное устройство и приемопередающую антенну, отличающаяся тем, что вход антенно-фидерного устройства соединен с выходом сумматора мощности, ко входным плечам которого подключены каналы связи, каждый из которых соединен с одинаковым количеством передающих и приемных стволов с помощью широкополосных фильтров, включенных между выходом ствола и циркулятором канала связи, а между узкополосными канальными фильтрами и циркуляторами, объединяющими передающие и приемные каналы в стволы, включены фазовые корректоры.