Ретранслятор Российский патент 2017 года по МПК H04L12/16 H04B7/15 

Описание патента на изобретение RU2619722C1

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к ретрансляторам дискретных сообщений.

Известен ретранслятор, состоящий из приемопередающей антенны, антенного переключателя, приемного тракта, линии задержки, передающего тракта [1].

Из-за организации всего одного канала ретранслятор, не обеспечивает возрастающее количество радиолиний связи.

Известен активный ретранслятор, взятый за прототип, содержащий приемную антенну, усилитель высокой частоты, первый преобразователь частоты, линию задержки на τ [2]. Величина τ удовлетворяет условию τ=1/2f, где f >2ΔF, а ΔF - полоса информационного сигнала. Ретранслятор включает в себя также второй преобразователь частоты, усилитель мощности, передающую антенну, первый гетеродин, выход которого соединен с вторым входом первого преобразователя частоты, генератор управляющего сигнала с частотой f, электронный коммутатор, кварцевые резонаторы. Выход второго гетеродина соединен с вторым входом второго преобразователя частоты, а вход с вторым выходом электронного коммутатора, первый выход которого соединен с входом первого гетеродина. Первый и второй входы электронного коммутатора соединены с первым и вторым кварцевым резонаторами, а управляющий вход его - с выходом генератора управляющего сигнала.

К недостаткам прототипа следует отнести:

организовано всего два канала ретрансляции;

во время передачи из-за мощного другого передаваемого сигнала усилитель высокой частоты может полностью блокироваться и прием сигналов прекратится;

линия задержки на промежуточной частоте, например ультразвуковая линия задержки, представляет собой технологически сложное и дорогое устройство;

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей ретранслятора за счет увеличения числа абонентов и обеспечения многоканального адаптивного режима работы ретранслятора.

Это достигается тем, что в ретранслятор, содержащий последовательно соединенные приемную антенну, усилитель высокой частоты, первый преобразователь частоты, первый усилитель промежуточной частоты, а также последовательно соединенные второй усилитель промежуточной частоты, второй преобразователь частоты, усилитель мощности, передающую антенну, первый гетеродин, выход которого соединен с вторым входом первого преобразователя частоты, а вход - с первым выходом первого электронного коммутатора, первый электронный коммутатор, первый и второй входы которого соединены с кварцевыми резонаторами, второй гетеродин, выход которого соединен с вторым входом второго преобразователя частоты, а вход - с вторым выходом первого электронного коммутатора, введены генератор тактовых импульсов, (n-2) кварцевых резонатора, подключенные к соответствующим входам первого электронного коммутатора, (n-1) первых преобразователей частоты, (n-1) первых гетеродинов, (n-1) первых усилителей промежуточной частоты, (n-1) вторых преобразователей частоты, (n-1) вторых гетеродинов, второй электронный коммутатор, вычислитель с входом для внешней записи, соединенный двухсторонними связями с первым и вторым электронными коммутаторами, n первыми гетеродинами, n первыми усилителями промежуточной частоты, вход вычислителя с входом для внешней записи соединен с выходом генератора тактовых импульсов, (n-1) первых выходов первого электронного коммутатора через (n-1) первых гетеродинов подключены к соответствующим входам (n-1) первых преобразователей частоты, (n-1) вторых выходов первого электронного коммутатора через (n-1) вторых гетеродинов подключены к соответствующим входам (n-1) вторых преобразователей частоты, выход второго усилителя промежуточной частоты через (n-1) вторых преобразователей частоты дополнительно подключен к соответствующим входам усилителя мощности, выход второго электронного коммутатора подключен к входу усилителя мощности, n носимых (мобильных) радиостанций по радиоэфиру через ретранслятор соединены с n стационарными (подвижными) радиостанциями.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается наличием новых блоков: второго электронного коммутатора, вычислителя, генератора тактовых импульсов и их связями с остальными элементами схемы. Таким образом, оно соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявленного решения с другими техническими решениями показывает, что введенные узлы широко известны (Кейстович А.В. Виды радиодоступа в системах подвижной связи. Учебное пособие для вузов / А.В. Кейстович, В.Р. Милов. - М.: Горячая линия. – Телеком, 2015. - 278 с.).

Однако при их введении в указанной связи с остальными элементами схемы в предложенное устройство для расширения функциональных возможностей появляются новые свойства, что приводит к способности одновременной ретрансляции более двух модулированных несущих частот и обеспечения обмена данными между разнесенными за горизонт абонентами. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 приведена структурная схема ретранслятора.

Ретранслятор 22 состоит из приемной антенны 1, передающей антенны 2, усилителя 3 высокой частоты, n первых преобразователей 4 частоты, n первых усилителей 5 промежуточной частоты, второго электронного коммутатора 6, второго усилителя 7 промежуточной частоты, n вторых преобразователей 8 частоты, усилителя 9 мощности, n первых гетеродинов 10, вычислителя 11 с входом 21 для внешней записи, n вторых гетеродинов 12, первого электронного коммутатора 13, n кваpцевых резонаторов 14 и 15, генератора 20 тактовых импульсов. Ретранслятор 22 обеспечивает достоверный обмен данными по радиоэфиру между разнесенными за горизонт (за пределы прямой видимости) n носимыми (мобильными) радиостанциями 16 и 17 и n стационарными (подвижными) радиостанциями 18 и 19.

Ретранслятор 22 работает следующим образом. Высокочастотные сигналы, например, с амплитудной или частотной модуляцией без кодирования, излучаемые носимыми радиостанциями 16, 17, наводят ЭДС в приемной антенне 1, которая после усилителя 3 высокой частоты подается на n первых преобразователей 4, на второй вход каждого из которых поступают выделенные для связи частоты n первых гетеродинов 10, формируемых с помощью n кварцевых резонаторов 14 и 15 с электронными схемами. Этим обеспечивается прием радиосигналов со всех n носимых (мобильных) радиостанций 16 и 17 и n стационарных (подвижных) радиостанций 18 и 19 (n>2). Для ретрансляции радиосигналов на частотах приема используется метод временного разделения каналов: весь временной интервал делится на кадры, а кадр – на n слотов, в которые устанавливаются радиосигналы соответствующей рабочей частоты, определяемой соответствующими кварцевыми резонаторами 14 и 15, узлами 13, 12, 8 и управляющих сигналов вычислителя 11 с входом 21 для внешней записи, поступающих на первый электронный коммутатор 13. Длительность кадра выбирается менее половины длительности передаваемого сообщения, следовательно, за длительность одного сообщения придет как минимум его две выборки, что в соответствии с теоремой Котельникова [3] позволит полностью восстановить передаваемое сообщение. Число n определяется, например, количеством пар радиостанций 16, 17 и 18, 19, обменивающихся между собой сообщениями, требованиями обеспечения заданной достоверности передачи и (или) дальности связи [4]. Аналогично организуется передача сообщений с радиостанций 18, 19 на радиостанции 16, 17 через ретранслятор.

Вычислитель 11 с входом 21 для внешней записи, построенный, например, на стандартной ПЭВМ с дополнительными модулями для обработки сигналов, обеспечивает выполнение следующих операций:

формирования кадров и слотов в них с помощью высокостабильных меток генератора 20 тактовых импульсов;

анализа наличия радиосигналов переносящих сообщения в каждом из n каналов, например, преобразовывая радиосигналы промежуточной частоты в цифровые с помощью АЦП, как это осуществляется по технологии SDR [4] и сравнения их с заданным порогом;

адаптации работы, которая заключается в том, что число слотов в кадре, в которых переносится информация, и количество частот, подаваемых со вторых n выходов первого электронного коммутатора 13 через соответствующие вторые гетеродины 12 на вторые преобразователи 8 частоты зависит от наличия соответствующих радиосигналов на входе ретранслятора, что обеспечивает уменьшение мощности, потребляемой усилителем 9 и электромагнитную обстановку на ретрансляторе при малом количестве входных радиосигналов;

управления работой электронных коммутаторов 6 и 13;

блокирования трактов, проходящих через узлы 4 и 5, на время передачи в слотах радиосигналов, имеющих одинаковые частоты с принимаемыми;

ввода плана связи (номиналы рабочих частот, число абонентов, время работы, требование по достоверности передачи информации и другие) по входу 21, например, с помощью флеш-памяти.

Разбиение передаваемых радиосигналов по слотам снизит их среднюю мощность принимаемых радиосигналов, но она может быть скомпенсирована с помощью усилителя 9 мощности или направленного излучения передающей антенной 2 в сторону соответствующих радиостанций.

Восстановление передаваемых радиосигналов осуществляется в приемных устройствах радиостанций 16-19, так как они имеют широкополосную часть радиочастотного тракта, а их полоса частот низкочастотного тракта оптимально согласована со спектром формируемых для передачи сигналов.

Предлагаемый ретранслятор по сравнению с прототипом имеет более широкие функциональные возможности, обеспечивает обмен данными между несколькими (более двух) разнесенными за горизонт абонентами без изменения номиналов частот в радиоканалах.

Литература

1. Авторское свидетельство СССР N 1589410, М. кл. H 04B 7/15, 1988.

2. Патент РФ № 2042272, М. кл. H04B 7/15, 1995 (прототип).

3. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений / Л.М. Финк. – М.: Советское радио, 1970. – 727 с.

4. Кейстович А.В. Системы и техника радиосвязи в авиации: учеб. пособие / А.В. Кейстович, А.В. Комяков – Нижний Новгород: НГТУ, 2012. - 236 с.

5. Кейстович А.В. Виды радиодоступа в системах подвижной связи. Учебное пособие для вузов / А.В. Кейстович, В.Р. Милов - М.: Горячая линия – Телеком, 2015. - 278 с.

Похожие патенты RU2619722C1

название год авторы номер документа
Ретранслятор радиосигналов 2018
  • Милов Владимир Ростиславович
  • Кейстович Александр Владимирович
RU2668224C1
РЕТРАНСЛЯТОР 2023
  • Кейстович Александр Владимирович
  • Кургаев Александр Алексеевич
RU2808202C1
СИСТЕМА РАДИОСВЯЗИ С ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ 2022
  • Кейстович Александр Владимирович
  • Фукина Наталья Анатольевна
RU2791262C1
АКТИВНЫЙ РЕТРАНСЛЯТОР 1990
  • Тортбаев К.А.
RU2042272C1
СПОСОБ И СИСТЕМА РАДИОСВЯЗИ 2017
  • Кейстович Александр Владимирович
  • Измайлова Яна Алексеевна
RU2682715C1
СИСТЕМА РАДИОСВЯЗИ С ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ С ПРИМЕНЕНИЕМ РАДИОФОТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 2018
  • Кейстович Александр Владимирович
  • Фукина Наталья Анатольевна
  • Валов Владимир Алексеевич
RU2686456C1
СИСТЕМА РАДИОСВЯЗИ С ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ С ПРИМЕНЕНИЕМ РАДИОФОТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 2018
  • Кейстович Александр Владимирович
  • Ерёмин Вадим Игоревич
RU2692696C1
СИСТЕМА РАДИОСВЯЗИ С ВОЗДУШНЫМИ ОБЪЕКТАМИ 2023
  • Кейстович Александр Владимирович
  • Рублёва Светлана Андреевна
RU2817401C1
СИСТЕМА РАДИОСВЯЗИ С ВОЗДУШНЫМИ ОБЪЕКТАМИ 2017
  • Кейстович Александр Владимирович
RU2642490C1
КОМПЛЕКС БОРТОВЫХ СРЕДСТВ ЦИФРОВОЙ СВЯЗИ 2020
  • Кейстович Александр Владимирович
  • Фукина Наталья Анатольевна
RU2742947C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 619 722 C1

Реферат патента 2017 года Ретранслятор

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к ретрансляторам дискретных сообщений. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей ретранслятора за счет увеличения числа абонентов и обеспечения многоканального адаптивного режима работы ретранслятора. Ретранслятор содержит: приемную антенну, усилитель высокой частоты, первый и второй преобразователи частоты, первый и второй усилители промежуточной частоты, усилитель мощности, передающую антенну, первый и второй гетеродины, первый электронный коммутатор и два кварцевых резонатора, при этом введены генератор тактовых импульсов, (n-2) кварцевых резонатора, второй электронный коммутатор, вычислитель с входом для внешней записи, (n-1) первых преобразователей частоты, (n-1) вторых преобразователей частоты, (n-1) первых гетеродинов, (n-1) вторых гетеродинов, и (n-1) первых усилителей промежуточной частоты. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 619 722 C1

Ретранслятор, содержащий последовательно соединенные приемную антенну, усилитель высокой частоты, первый преобразователь частоты, первый усилитель промежуточной частоты, а также последовательно соединенные второй усилитель промежуточной частоты, второй преобразователь частоты, усилитель мощности, передающую антенну, первый гетеродин, выход которого соединен с вторым входом первого преобразователя частоты, а вход - с первым выходом первого электронного коммутатора, первый электронный коммутатор, первый и второй входы которого соединены с кварцевыми резонаторами, второй гетеродин, выход которого соединен с вторым входом второго преобразователя частоты, а вход - с вторым выходом первого электронного коммутатора, отличающийся тем, что в него введены генератор тактовых импульсов, (n-2) кварцевых резонатора, подключенные к соответствующим входам первого электронного коммутатора, (n-1) первых преобразователей частоты, (n-1) первых гетеродинов, (n-1) первых усилителей промежуточной частоты, (n-1) вторых преобразователей частоты, (n-1) вторых гетеродинов, второй электронный коммутатор, вычислитель с входом для внешней записи, соединенный двухсторонними связями с первым и вторым электронными коммутаторами, n первыми гетеродинами, n первыми усилителями промежуточной частоты, вход вычислителя с входом для внешней записи соединен с выходом генератора тактовых импульсов, (n-1) первых выходов первого электронного коммутатора через (n-1) первых гетеродинов подключены к соответствующим входам (n-1) первых преобразователей частоты, (n-1) вторых выходов первого электронного коммутатора через (n-1) вторых гетеродинов подключены к соответствующим входам (n-1) вторых преобразователей частоты, выход второго усилителя промежуточной частоты через (n-1) вторых преобразователей частоты дополнительно подключен к соответствующим входам усилителя мощности, выход второго электронного коммутатора подключен к входу усилителя мощности, n носимых (мобильных) радиостанций по радиоэфиру через ретранслятор соединены с n радиостанциями.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2619722C1

АКТИВНЫЙ РЕТРАНСЛЯТОР 1990
  • Тортбаев К.А.
RU2042272C1
Способ получения порошкообразного инсектицида, содержащего алкалоид анабазин 1932
  • Горяинов А.А.
SU31185A1
Многоканальный ретранслятор 1981
  • Карасев Евгений Иванович
  • Соколов Владимир Павлович
  • Соколов Михаил Иванович
  • Ястребов Владимир Сергеевич
  • Лившиц Илья Исаакович
SU1003366A2
Активный ретранслятор 1988
  • Тортбаев Канат Абилгазиевич
SU1589410A1
ЩИТОВОЙ ДЛЯ ВОДОЕМОВ ЗАТВОР 1922
  • Гебель В.Г.
SU2000A1

RU 2 619 722 C1

Авторы

Милов Владимир Ростиславович

Кейстович Александр Владимирович

Кейстович Андрей Александрович

Даты

2017-05-17Публикация

2016-07-01Подача