ЛИНИЯ РАДИОСВЯЗИ ДЛЯ СИГНАЛОВ С ПСЕВДОСЛУЧАЙНОЙ ПЕРЕСТРОЙКОЙ РАБОЧЕЙ ЧАСТОТЫ Российский патент 2009 года по МПК H04J13/06 

Предлагаемое изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано в радиотехнических системах, предназначенных для организации линии радиосвязи в режиме широкополосных сигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ).

Передача сигналов в режиме ППРЧ подробно описана в литературе, в частности в книге [1].

Известны системы связи, работающие в режиме скачков (прыжков) по частоте, описанные в [2] и [3]. Недостатком в работе указанных систем связи с ППРЧ является создание помех радиоприему из-за значительных внеполосных излучений передатчиков.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является линия радиосвязи, представленная на рис.1.7а, 1.7б стр.24 в книге [1], принятая за прототип.

Функциональная схема устройства-прототипа приведена на фиг.1а, 1б.

На фиг.1а обозначено:

1 - передатчик;

2 - источник информации;

3.1 - модулятор;

3.2 - генератор частоты;

4.1 - смеситель передатчика;

4.2 - синтезатор частот передатчика;

5 - генератор псевдослучайной последовательности (ПСП) передатчика.

На фиг.1б обозначено:

6 - приемник;

7 - широкополосный фильтр;

8.1 - смеситель приемника;

8.2 - полосовой фильтр;

8.3 - синтезатор частот приемника;

9 - демодулятор сигналов;

10 - генератор ПСП приемника.

Целесообразно укрупнить функциональную схему устройства-прототипа следующим образом:

На передающем конце - модулятор 3.1 и генератор частоты передатчика 3.2 можно представить как один блок - источник модулированного сигнала (ИМС) 3₁, смеситель передатчика 4.1 и синтезатор частот передатчика 4.2 можно совместить в одном блоке - перестраиваемом генераторе вынужденных колебаний (ПГВК) 4₁.

На приемном конце - смеситель приемника 8.1, полосовой фильтр 8.2 и синтезатор частот приемника 8.3 можно совместить в одном блоке - перестраиваемом полосовом фильтре (ПФ) 8.

Кроме того, сигналы ПСП в генераторе ПСП передатчика 5 и генераторе ПСП приемника 10 могут быть сформированы не в параллельном коде, как на фиг.1а 1б, а в последовательном коде. И в этом случае связи блоков 5 и 10 с соответствующими им блоками 4.2 и 8.3 могут быть проведены одиночными проводами.

Укрупненная схема устройства-прототипа представлена на фиг.2а, 2б.

На фиг.2а обозначено:

1 - передатчик;

2 - источник информации;

3₁ - источник модулированного сигнала (ИМС);

4₁ - перестраиваемый генератор вынужденных колебаний (ПГВК);

5 - генератор ПСП передатчика.

На фиг.2б обозначено:

6 - приемник;

7 - широкополосный фильтр;

8 - перестраиваемый полосовой фильтр (ПФ);

9 - демодулятор сигналов;

10 - генератор ПСП приемника.

Линия радиосвязи - прототип содержит передающую и приемную части.

Передающая часть (см. фиг.2а) представляет собой передатчик 1, содержащий последовательно соединенные источник информации 2, источник модулированного сигнала (ИМС) 3₁ и перестраиваемый генератор вынужденных колебаний (ПГВК) 4₁, к управляющему входу которого подключен выход генератора ПСП передатчика 5. При этом источник информации 2 является входным каскадом передатчика 1, а выход ПГВК 4₁ - выходом передатчика 1.

Приемная часть (см. фиг.2б) содержит, по крайней мере, один приемник 6, содержащий последовательно соединенные широкополосный фильтр 7, перестраиваемый ПФ 8 и демодулятор сигналов 9, выход которого является выходом приемника 6. Кроме того, содержит генератор ПСП приемника 10, выход которого соединен с управляющим входом перестраиваемого ПФ 8.

Рассмотрим работу прототипа в передающей части.

В передатчике 1 входная информация от блока 2 преобразуется в блоке 3₁ в модулированную радиочастоту. Далее блок 4₁ переносит модулированную радиочастоту на выходную радиочастоту, определяемую сигналом ПСП от блока 5, и излучает ее в течение заданного отрезка времени. В следующем отрезке времени, как и в предыдущем, входная информация от блока 2 поступает на блок 3, где преобразуется в модулированную радиочастоту, а блок 4₁ переносит модулированную радиочастоту на выходную радиочастоту, определяемую сигналом ПСП от блока 5, и излучает ее в течение второго отрезка времени. Вторая выходная радиочастота, как правило, отличается от первой. Аналогично происходит работа передатчика 1 и в последующие отрезки времени.

Рассмотрим работу прототипа в приемной части.

В приемнике 6 принятые радиочастотные сигналы фильтруются на входе блоком 7, а затем подаются на блок 8, в котором селектируется полезный сигнал и подается на демодулятор сигналов 9. Выходной сигнал демодулятора 9 является информацией, которая соответствует информации, подаваемой на входной каскад передатчика 1. Перестройка ПФ 8 происходит по управляющим сигналам от генератора ПСП приемника 10.

Следует отметить, что работа линии радиосвязи рассматривается в режиме синхронизма, т.е. генераторы ПСП передатчика 5 и приемника 10 работают синхронно. Следовательно, по этой причине радиосигналы в соответствующие отрезки времени принимаются приемником (или несколькими приемниками) за счет синхронной перестройки частоты. Синхронизация блоков 5 и 10 осуществляется заранее одним из известных способов. Подробно вопрос синхронизации рассмотрен в главе 6 книги [1].

Для облегчения понимания работы прототипа на фиг.3 приведена условная диаграмма работы в режиме ППРЧ.

Как видно из примера, показанного на фиг.3, сигнал передатчика излучается последовательно на частотах f₃, f₁, f₂, f₃, f₂, причем время излучения на каждой частотной позиции равно Т₀ (постоянство интервала времени не является обязательным).

Другими словами, в начальный момент на выходе ПГВК 4₁ присутствует выходная радиочастота f₃, которая излучается в течение заданного первого отрезка времени T₀. В следующем отрезке времени (2Т₀-Т₀) передача на радиочастоте f₃ прекращается и осуществляется на выходной радиочастоте f₁, отличной по номиналу от предыдущей, как и в первом отрезке времени, во втором отрезке времени радиочастота модулируется в соответствии с передаваемой информацией в передатчике. В третий отрезок времени (3Т₀-2Т₀) процесс повторяется на выходной частоте f₂ и т.д. Смена номинала несущей частоты от одного отрезка времени к другому происходит по псевдослучайному закону последовательно на частотах, определяемых генератором ПСП передатчика 5. Радиосигналы в соответствующие отрезки времени принимаются приемником за счет синхронной перестройки частоты ПФ 8 под воздействием генератора ПСП приемника 10. В частном случае перестраиваемый ПФ 8 может быть выполнен в виде супергетеродина-смесителя, на один вход которого подается сигнал, на другой - напряжение от гетеродина (синтезатора), перестраиваемое по частоте, а на выходе выделяются частоты, равные разности (сумме) частот входного сигнала и напряжения гетеродина, выделение происходит фильтром на промежуточную частоту. Не нарушая последующего изложения, под словом «фильтр» можно, в частности, понимать и согласованный оптимальный фильтр.

Спектр сигнала, излучаемого передатчиком при скачках частоты соответственно описанному выше алгоритму, приведенному на фиг.3, представляет собой спектр прямоугольного радиоимпульса и имеет вид, изображенный на фиг.4 и фиг.5.

На фиг.4 сплошной линией приведен спектр при небольших отстройках (в ближней зоне), а пунктиром проведена аппроксимирующая кривая . На фиг.5 приведен спектр при значительных отстройках (в дальней зоне). В качестве отстройки принято x=f·T₀, где x - частота, нормированная к Т₀. Из графиков видно, что полоса, занимаемая сигналом по уровню минус 60 дБ, превышает полосу, занимаемую сигналом, в 300 раз, а по уровню минус 80 дБ - превышает полосу, занимаемую сигналом, в 3000 раз.

Недостатком линии радиосвязи-прототипа является то, что она создает значительные помехи, обусловленные внеполосными излучениями передатчика, причем полоса, занимаемая этими помехами, в десятки раз превосходит необходимую для передачи информации полосу частот. Это явление ограничивает применение систем связи с ППРЧ, так как они создают значительные помехи другим линиям радиосвязи, в тот числе и линиям радиосвязи с ППРЧ. Следовательно, устройство-прототип имеет значительные внеполосные излучения и неэффективно использует частотный диапазон.

Для устранения указанного недостатка в линию радиосвязи, содержащую передающую и приемную части, причем передающая часть представляет собой передатчик, содержащий последовательно соединенные источник информации и первый источник модулированного сигнала, а также генератор псевдослучайной последовательности (ПСП) передатчика и первый перестраиваемый генератор вынужденных колебаний, причем источник информации является входным каскадом передатчика, а выход первого перестраиваемого генератора вынужденных колебаний - выходом передатчика, в приемной части, имеется, по крайней мере, один приемник, содержащий генератор ПСП приемника и последовательно соединенные широкополосный фильтр, вход которого является входом приемника, перестраиваемый полосовой фильтр и демодулятор сигналов, выход которого является выходом приемника, согласно изобретению, введены в передатчик - (К-1) источников модулированного сигнала, К управляемых широкополосных аттенюаторов, (К-1) перестраиваемых генераторов вынужденных колебаний, блок управления широкополосными аттенюаторами и блок задержки и разделения кода ПСП передатчика на «К» команд, при этом входы (К-1) источников модулированного сигнала соединены с входом первого источника модулированного сигнала, выходы (К-1) перестраиваемых генераторов вынужденных колебаний соединены с выходом первого перестраиваемого генератора вынужденных колебаний, выходы К источников модулированного сигнала соединены с высокочастотными входами К соответствующих управляемых широкополосных аттенюаторов, выходы которых соединены с информационными входами К соответствующих перестраиваемых генераторов вынужденных колебаний, выход генератора ПСП передатчика соединен с входом блока управления широкополосными аттенюаторами, К выходов которого соединены с управляющими входами К управляемых широкополосных аттенюаторов соответственно, кроме того, выход генератора ПСП передатчика соединен с входом блока задержки и разделения кода ПСП передатчика на «К» команд, К выходов которого соединены с управляющими входами К соответствующих перестраиваемых генераторов вынужденных колебаний; введены в приемник - схема задержки, выход которой соединен с управляющим входом перестраиваемого полосового фильтра, а вход - с выходом генератора ПСП приемника.

На фиг.6а и 6б представлена функциональная схема предлагаемой линии радиосвязи для сигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты.

На фиг.6а обозначено:

1 - передатчик;

2 - источник информации;

3₁...3_К - источники модулированного сигнала (ИМС);

4₁...4_К - перестраиваемые генераторы вынужденных колебаний (ПГВК);

5 - генератор ПСП передатчика;

11₁...11_К - управляемые широкополосные аттенюаторы (ША);

12 - блок управления широкополосными аттенюаторами (БУША);

13 - блок задержки и разделения кода ПСП передатчика на «К» команд (БЗРК).

На фиг.6б обозначено:

6 - приемник;

7 - широкополосный фильтр;

8 - перестраиваемый полосовой фильтр (ПФ);

9 - демодулятор сигналов;

10 - генератор ПСП приемника;

14 - схема задержки.

Предлагаемая линия радиосвязи для сигналов с ППРЧ содержит передающую и приемную части.

Передающая часть (см. фиг.6а) представляет собой передатчик 1, содержащий источник информации 2, являющийся входным каскадом передатчика 1, выход которого соединен со входами К источников модулированного сигнала (ИМС) 3₁-3_К, выходы которых соединены с высокочастотными входами соответствующих К управляемых широкополосных аттенюаторов (ША) 11₁-11_К, выходы которых соединены с информационными входами соответствующих К перестраиваемых генераторов вынужденных колебаний (ПГВК) 4₁-4_К, выходы которых объединены в выход передатчика 1. Также передатчик 1 содержит генератор псевдослучайной последовательности (ПСП) передатчика 5, выход которого соединен с входом блока управления широкополосными аттенюаторами (БУША) 12, К выходов которого соединены с управляющими входами К соответствующих управляемых ША 11₁-11_К. Кроме того, выход генератора ПСП передатчика 5 соединен с входом блока задержки и разделения кода ПСП передатчика на «К» команд (БЗРК) 13, К выходов которого соединены с управляющими входами К соответствующих ПГВК 4₁-4_К.

Приемная часть (см. фиг.6б) содержит, по крайней мере, один приемник 6 (может содержать и несколько приемников). Приемник 6 содержит последовательно соединенные широкополосный фильтр 7, вход которого является входом приемника 6, перестраиваемый полосовой фильтр (ПФ) 8 и демодулятор сигналов 9, выход которого является выходом приемника 6; кроме того, содержит генератор ПСП приемника 10, выход которого через схему задержки 14 соединен с управляющим входом перестраиваемого ПФ 8.

Рассмотрим работу предлагаемой линии радиосвязи.

Как было упомянуто выше, синхронизация генератора ПСП передатчика 5 и генератора ПСП приемника 10 осуществляется заранее одним из известных способов. Другими словами, блоки 5 и 10 работают в синхронизме, следовательно, радиосигналы в соответствующие отрезки времени принимаются приемником (или несколькими приемниками) за счет синхронной перестройки частоты под управлением блоков 5 и 10.

Входной сигнал поступает от источника информации 2 на входы ИМС 3₁-3_К, выходная несущая радиочастота которых модулируется по закону входной информации. С выходов блоков 3₁-3_К модулированные сигналы одновременно подаются на высокочастотные входы соответствующих блоков 11₁-11_К, коэффициенты затухания которых регулируются соответствующими управляющими командами блока 12, который, в свою очередь, работает в соответствии с сигналами ПСП, генерируемыми блоком 5. С выходов блоков 11₁-11_К сигналы подаются на информационные входы соответствующих ПГВК 4₁-4_К, выходные сигналы которых излучаются передатчиком 1, причем частота каждого ПГВК устанавливается в соответствии с командами, подаваемыми на их управляющие входы с соответствующих выходов блока 13, который, в свою очередь, работает в соответствии с кодом ПСП, подаваемым на его вход с блока 5. Таким образом, осуществляется передача информации на различных частотах в соответствии с управляющими сигналами, формируемыми генератором ПСП передатчика 5, но начало и окончание генерации сигнала i-го (1<i≤K) блока ПГВК 4_i происходит вне отрезка времени передачи информации на данной частоте Т₀, а начинается ранее на время (К-1)·Т₀/2, монотонно увеличиваясь до максимального значения за время (К-1)·T₀/2. После окончания передачи на максимальном уровне, в течение отрезка времени Т₀ уровень передачи монотонно убывает от максимального значения до минимального (нуля) за время (К-1)·Т₀/2. Таким образом, каждый из ПГВК 4₁...4_К работает без перестройки по частоте в течение времени К·Т₀, но только в отрезок времени Т₀ работает с максимальной мощностью. Блоки 5, 12 и 13 работают таким образом, что в любой момент времени только один из ПГВК 4₁-4_К работает с максимальным уровнем мощности.

Отметим, что смена несущей частоты от одного отрезка времени к другому происходит по псевдослучайному закону последовательно, эти частоты определяются генератором ПСП передатчика 5, причем максимальное напряжение на выходах блоков 11₁-11_К появляется после начала их работы с задержкой на время , по этой причине для обеспечения синхронизации генератор ПСП приемника 10 соединен с управляющим входом перестраиваемого ПФ 8 через схему задержки 14.

Рассмотрим работу на приемном конце. Принятые приемником 6 радиочастотные сигналы фильтруются на входе широкополосным фильтром 7, а затем подаются на перестраиваемый ПФ 8, в котором селектируется полезный сигнал и подается на демодулятор сигналов 9, на выходе которого формируется выходной сигнал приемника 6. Выходной сигнал демодулятора 9 является информацией, которая совпадает с информацией, подаваемой на входной каскад передатчика 1. Перестройка ПФ 8 происходит по командам от генератора ПСП приемника 10, подаваемым через схему задержки 14.

Блок управления широкополосными аттенюаторами (БУША) 12 может быть реализован согласно функциональной схеме, приведенной на фиг.7, где введены следующие обозначения:

12.1 - счетчик на К;

12.2 - демультиплексор;

12.3₁...12.3_К - синхронные одновибраторы;

12.4₁...12.4_К - счетчики на N;

12.5₁...12.5_К - постоянные запоминающие устройства (ПЗУ);

12.6₁...12.6_К - цифроаналоговые преобразователи (ЦАП);

12.7 - тактовый генератор.

Входом БУША 12 является информационный вход демультиплексора 12.2, соединенный со счетным входом счетчика на К 12.1, К выходов которого соединены с соответствующими адресными входами демультиплексора 12.2, К выходов которого соединены с входами запуска К соответствующих синхронных одновибраторов 12.3₁-12.3_К, выходы которых соединены со счетными входами К соответствующих счетчиков на N 12.4₁-12.4_К, группы выходов которых шинами соединены с группами адресных входов К соответствующих ПЗУ 12.5₁-12.5_К, группы выходов которых шинами соединены с группами входов К соответствующих ЦАП 12.6₁-12.6_К, выходы которых являются соответствующими выходами БУША 12. Выход тактового генератора 12.7 соединен с тактовыми входами К синхронных одновибраторов 12.3₁-12.3_К и К счетчиков на N 12.4₁-12.4_К.

Блок 12 работает следующим образом.

Сигнал с выхода генератора ПСП передатчика 5 поступает одновременно на счетный вход счетчика на К 12.1 и на информационный вход демультиплексора 12.2. Выходной код счетчика на К 12.1 поступает на адресные входы демультиплексора 12.2. После каждого нового сигнала, поступившего на вход блока 12, состояние счетчика 12.1 изменяется и соответственно изменяется его выходной код. Блок 12.2 передает информацию, поступающую на его информационный вход, на один из его К выходов, например на i-й (1<i≤K) выход. Сигнал с i-го выхода блока 12.2 в соответствии с кодом, установленным на его адресных входах, подается на вход запуска соответствующего синхронного одновибратора 12.3_i.

Таким образом, каждый i-й выходной сигнал блока 12.2 запускает соответствующий ему одновибратор 12.3_i, который формирует на своем выходе импульс длиной, равной длине интервала К·T₀, подаваемый на счетный вход разрешения счета соответствующего счетчика на N 12.4_i. В течение этого времени счетчик на N 12.4_i считает импульсы, поступающие на его счетный вход, и код на его выходах последовательно изменяется от 0 до (N-1). Далее, с выхода счетчика на N 12.4_i код поступает на адресную шину соответствующего ПЗУ 12.5_i, в котором заранее записаны данные, значение которых обеспечивает монотонное возрастание и монотонное снижение коэффициента передачи, например в соответствии с формулой (1), приведенной ниже. Информация данных с ПЗУ 12.5_i шиной подается на информационный вход соответствующего ЦАП 12.6_i, где преобразуется в непрерывный сигнал, подаваемый на i-й выход блока 12 для управления соответствующим широкополосным аттенюатором.

Примеры реализации счетчика на К и счетчика на N приведены в [4] на странице 354, рис.20.14.

Пример реализации демультиплексора (селектора) 12.2 приведен в [4] на странице 328, рис.19.8.

Пример реализации синхронного одновибратора 12.3 приведен в [4] на странице 361, рис.30.31.

На фиг.8 представлена функциональная схема блока задержки и разделения кода ПСП передатчика на «К» команд (БЗРК) 13, где обозначено:

13.1 - счетчик на К,

13.2 - демультиплексор.

БЗРК 13 содержит счетчик на К 13.1, счетный вход которого, являющийся входом БЗРК 13, подключен к информационному входу демультиплексора 13.2. При этом К выходов счетчика 13.1 соединены с соответствующими адресными входами демультиплексора 13.2, К выходов которого являются соответствующими выходами БЗРК 13.

Работает блок 13 следующим образом.

Сигнал с выхода генератора ПСП передатчика 5 поступает одновременно на счетный вход счетчика на К 13.1 и на информационный вход демультиплексора 13.2. Выходной код счетчика на К 13.1 поступает на адресные входы демультиплексора 13.2. После каждого нового сигнала, поступившего на вход блока 13, состояние счетчика 13.1 изменяется, и соответственно, изменяется его выходной код. Демультиплексор 13.2 передает информацию, поступающую на его информационный вход, на один из его К выходов в соответствии с кодом, установленным на его адресных входах. Таким образом, в блоке 13 осуществляется разделение (распределение) выходного сигнала блока 5 на К выходных сигналов.

Пример реализации счетчика на К 13.1, выполненного на счетчиках с предварительной установкой, приведен в [4] на странице 354, рис.20.14.

Пример реализации демультиплексора (селектора) 13.2 приведен в [4] на странице 328, рис.19.8.

Покажем эффективность работы предлагаемой линии радиосвязи для сигналов с ППРЧ на конкретном примере.

Для количественной оценки рассмотрим самый простой случай К=2. В этом случае выходной сигнал передатчика 1 образуется двумя цепочками, первая из которых состоит из последовательно включенных блоков 3₁, 11₁, и 4₁, а вторая - из последовательно включенных блоков 3₂, 11₂ и 4₂. Пусть происходит передача. Выберем в текущем времени интервал Т₀. Как было обозначено выше, отрезок времени Т₀ - это время передачи на уровне, близком к максимальному. Начало этого интервала на временной оси примем за ноль, пусть коэффициент передачи первого управляемого ША 11₁ в этот интервал времени [0, Т₀] имеет значение, близкое к максимальному (минимальное затухание), что соответствует максимальному значению мощности сигнала на частоте настройки ПГВК 4₁. Указанная частота определяется в отрезок времени [0,Т₀] соответствующей командой с первого выхода БЗРК 13. На том же отрезке времени [0, Т₀] вторая цепочка работает следующим образом: вначале коэффициент передачи второго управляемого ША 11₂ имеет значение, близкое к максимальному (минимальное затухание), и во времени быстро убывает, так что к середине отрезка времени [0, Т₀], то есть к Т₀/2, коэффициент передачи второго управляемого ША 11₂ имеет значение, близкое к нулю, затем коэффициент передачи второго управляемого ША 11₂ увеличивается, приближаясь к максимальному значению, и в момент Т₀ становится равным коэффициенту передачи первого управляемого ША 11₁. Частота настройки второго ПГВК 4₂ определяется в отрезок времени [0, Т₀/2] соответствующей командой со второго выхода БЗРК 13. В начале следующего отрезка времени [Т₀/2, Т₀] частота меняется на другую в соответствии с командой с БЗРК 13 и остается постоянной на время длительностью 2Т₀ или от Т₀/2 до (2Т₀+Т₀/2). Частота настройки первого ПГВК 4₁ до момента времени 3Т₀/2 не меняется, а коэффициент передачи первого управляемого ША 11₁ резко уменьшается и в момент времени 3Т₀/2 становится близким к нулю. Это соответствует изменению мощности сигнала на частоте настройки первого ПГВК 4₁ до минимально возможной. На последующий отрезок времени 2Т₀, а именно [3Т₀/2, 7Т₀/2], частота меняется на другую в соответствии с командой с БЗРК 13 и остается постоянной. Коэффициент передачи первого управляемого ША 11₁ на отрезке времени [3Т₀/2, 7Т₀/2] меняется от величины, близкой к нулю, до величины, близкой к максимальной, - [3Т₀/2, 2Т₀], остается вблизи максимума - [2Т₀, 3Т₀] и убывает до минимально возможного значения - [3Т₀, 7Т₀/2]. Соответственно изменяется и мощность сигнала на частоте настройки первого ПГВК 4₁. Вторая цепочка на интервале времени [5Т₀/2, 9Т₀/2] работает аналогично первой на интервале времени [3Т₀/2, 7Т₀/2] и т.д. Таким образом, излучение на каждой частоте происходит в три этапа: первый - увеличение (нарастание) от минимального значения выходного напряжения до близкого к максимальному, второй - излучение при напряжении на выходе, близком к максимальному, и третий - уменьшение излучения (спад) от близкого к максимальному до минимального. Причем первый и третий этапы имеют длительность Т₀/2, а второй - длительность Т₀. Благодаря предварительной синхронизации и задержке (схема задержки 14) прием осуществляется во второй этап, то есть в интервалы времени, соответствующие излучению максимальной мощности на частотах, соответствующих командам с генератора ПСП передатчика 5 и генератора ПСП приемника 10.

На фиг.9а и 9б приведены графики зависимости выходных напряжений соответственно для первой цепочки U1(τ) и для второй на второй цепочки U2(τ) передатчика 1. В соответствии с блок-схемой фиг.6 выходное напряжение устройства представляет собой сумму U(τ) этих двух напряжений.

Для определения количественного значения выигрыша будем считать, что коэффициент передачи аттенюатора меняется по закону U(τ, d):

где τ - текущее время, нормированное к Т₀;

d - параметр, определяющий крутизну фронтов выходного напряжения U(z,d) или приближение его к прямоугольному импульсу.

В графическом виде U(τ,d) представлено на фиг.10. Для d=10, d=16 и d=20 на фигуре 10 можно выделить три области: область открывания (от минус 1 до минус 0,5), область с максимальным коэффициентом передачи (от минус 0,5 до 0,5) и область закрывания (от 0,5 до 1).

Как было отмечено выше, прототип генерирует на каждой частоте сигнал в виде прямоугольного импульса. На графике (см. фиг.3) показан отрезок по формуле:

Это соответствует работе прототипа.

В предлагаемом устройстве монотонное изменение сигнала на выходе ПГВК 4₁, 4₂ приводит к сужению спектра излучения и существенно улучшает электромагнитную совместимость. Для численной иллюстрации этого факта на фиг.11 и фиг.12 приведены спектры выходных колебаний s(ω,d) для U(τ,d) при d=10, d=16, d=20, а также относящийся к прототипу спектр прямоугольного импульса S(ω) для V(τ), здесь ω - частота.

Рассмотрим результаты фиг.11 - ближняя зона. Первый основной лепесток у всех трех s(ω,d) и у прямоугольного импульса S(ω) одинаков и имеет ширину 4π. Второй лепесток для s(ω,d) имеет величину от 1,5 до 3 раз меньше, чем S(ω), его ширина 2π, половина ширины основного лепестка. Третий лепесток для S(ω) меньше, чем у s(ω,d), более чем на порядок. Следовательно, в зоне основного лепестка излучение во всех четырех случаях одинаково, однако, в ближней зоне, при минимальных отстройках, предложенное устройство имеет значительный выигрыш.

Выигрыш при больших отстройках можно определить по фиг.12. При отстройке на τ=38 (6 раз по половине основного лепестка) для d=20 ослабление S(ω) составляет 1000 раз, для d=16 ослабление S(ω) составляет 3000 раз, для d=10 ослабление S(ω) составляет 20000 раз, в то время как для s(ω) ослабление намного меньше и составляет 30 раз.

Таким образом, по сравнению с прототипом, уровень внеполосных излучений в предлагаемом устройстве значительно снижается. Предлагаемое устройство работает эффективно.

Источники информации

1. Борисов В.И. и др. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов методом псевдослучайной перестройки рабочей частоты. - М.: Радио и связь, 2000. - 384 с.: ил. ISBN-5-256-01392-0.

2. Torrievi D.J. Principles of Military Communication Systes-Dedham, MA: Artech House. Inc. 1981 (3P, 1986, №3 с.13).

3. Тузов Г.И., Сивов В.А., Прытков В.И. и др. Помехозащищенность радиосистем со сложными сигналами. М.: Радио и связь, 1985, - 264 с.

4. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. Справочное руководство. Пер. с нем. - М.: Мир, 1982. - 512 с., ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в радиотехнических системах, предназначенных для организации линии радиосвязи в режиме широкополосных сигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ). Достигаемый технический результат - снижение уровня внеполосных излучений. Устройство содержит передатчик и, по крайней мере, один приемник. Передатчик содержит источник информации, генератор псевдослучайной последовательности (ПСП) передатчика, К источников модулированного сигнала, К перестраиваемых генераторов вынужденных колебаний, К управляемых широкополосных аттенюаторов, блок управления широкополосными аттенюаторами и блок задержки и разделения кода ПСП передатчика на «К» команд. Приемник содержит широкополосный фильтр, перестраиваемый полосовой фильтр, демодулятор сигналов, генератор ПСП приемника и схему задержки. 12 ил.

Линия радиосвязи для сигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты, содержащая передающую и приемную части, причем передающая часть представляет собой передатчик, содержащий последовательно соединенные источник информации и первый источник модулированного сигнала, а также генератор псевдослучайной последовательности (ПСП) передатчика и первый перестраиваемый генератор вынужденных колебаний, причем источник информации является входным каскадом передатчика, а выход первого перестраиваемого генератора вынужденных колебаний - выходом передатчика, в приемной части имеется, по крайней мере, один приемник, содержащий генератор ПСП приемника и последовательно соединенные широкополосный фильтр, вход которого является входом приемника, перестраиваемый полосовой фильтр и демодулятор сигналов, выход которого является выходом приемника, отличающаяся тем, что введены в передатчик - (К-1) источников модулированного сигнала, К управляемых широкополосных аттенюаторов, (К-1) перестраиваемых генераторов вынужденных колебаний, блок управления широкополосными аттенюаторами и блок задержки и разделения кода ПСП передатчика на «К» команд, при этом входы (К-1) источников модулированного сигнала соединены с входом первого источника модулированного сигнала, выходы (К-1) перестраиваемых генераторов вынужденных колебаний соединены с выходом первого перестраиваемого генератора вынужденных колебаний, выходы К источников модулированного сигнала соединены с высокочастотными входами К соответствующих управляемых широкополосных аттенюаторов, выходы которых соединены с информационными входами К соответствующих перестраиваемых генераторов вынужденных колебаний, выход генератора ПСП передатчика соединен с входом блока управления широкополосными аттенюаторами, К выходов которого соединены с управляющими входами К управляемых широкополосных аттенюаторов соответственно, кроме того, выход генератора ПСП передатчика соединен с входом блока задержки и разделения кода ПСП передатчика на «К» команд, К выходов которого соединены с управляющими входами К соответствующих перестраиваемых генераторов вынужденных колебаний; введены в приемник - схема задержки, выход которой соединен с управляющим входом перестраиваемого полосового фильтра, а вход - с выходом генератора ПСП приемника.