ПЕРЕВОЗИМАЯ ТРОПОСФЕРНАЯ СТАНЦИЯ Российский патент 2020 года по МПК H04B7/22 

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к средствам тропосферной радиосвязи и может быть использовано для передачи информации в тропосферных линиях и системах связи в различных ведомствах и областях народного хозяйства.

Известна тропосферная линия радиосвязи для многолучевых каналов с использованием фазоманипулированных сигналов с многократным частотным разнесением, содержащая на передающей стороне фазовый манипулятор, передатчик, выделитель тактовых импульсов, дискретный элемент задержки с обратной связью, генераторы последовательных частотно-разнесенных сигналов, триггер и электронные ключи, на приемной стороне содержит входной блок, фазовые детекторы, интеграторы, регенераторы, электронные ключи, перемножитель, узкополосные фильтры и блок синхронизации [1].

Однако известная линия радиосвязи обладает невысокой помехоустойчивостью при ведении связи в условиях значительных помех.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является выбранная в качестве прототипа станция тропосферной связи AN/TRC-105WX, разработанная фирмой «Моторолла», структурная схема и технические возможности которой приведены на рис. 2.5 на стр. 66-69 [2]. Эта станция содержит антенну, приемопередатчик, состоящий из преселектора, усилителя высокой частоты, смесителя, усилителя промежуточной частоты, опорного гетеродина, возбудителя, усилителя поднесущей частоты, конвертера, усилителя мощности и антенного фильтра, модем, включающий в себя приемную часть, передающую часть, аппаратуру временного уплотнения, блок опорного генератора и блок синхронизации.

Указанная тропосферная станция работает в диапазоне 4400-5000 МГц и обеспечивает связь по двенадцати телефонным каналам и одному служебному каналу на расстояние до 148 км. В станции применен метод, основанный на передаче информации с помощью комплекса разнесенных по частоте и времени сигналов.

Основными недостатками станции по прототипу являются ограниченная дальность радиосвязи, недостаточное качество обеспечиваемых связей и невозможность использования станции в многоканальных линиях радиосвязи.

Целью изобретения является повышение пропускной способности трактов и каналов связи, увеличение дальности и качества обеспечиваемой станцией радиосвязи в условиях воздействия различных помех.

Поставленная цель достигается тем, что в перевозимую тропосферную станцию, содержащую антенну, приемопередатчик, модем, аппаратуру временного уплотнения, блок опорного генератора и блок синхронизации, дополнительно введены блок управления антенной, блок управления модемом, пульт управления станцией, печатающее устройство, внутристанционное переходное устройство, навигационная аппаратура, аппаратура сопряжения цифровых линейных трактов, блок служебной связи по цифровым каналам, пульт служебной связи по кабельным линиям связи, пульт служебной связи по радиолинии, блок ввода и коммутации линий, соединительные линии (СЛ) связи для выдачи/приема каналов, СЛ для выдачи/приема цифровых трактов потребителям, устройство ведения связи по радиоканалу и радиостанция служебной связи, причем приемопередатчик содержит блок сверхвысокочастотного (СВЧ) тракта, входной малошумящий усилитель (МШУ) нижнего диапазона (НД), входной малошумящий усилитель верхнего диапазона (ВД), блок разделения и регулировки мощности передатчика и передатчик, при этом высокочастотные входы-выходы антенны соединены с высокочастотными входами-выходами блока СВЧ тракта, первый и второй выходы которого подключены ко входам соответственно входного МШУ НД и входного МШУ ВД, выход входного МШУ НД соединен с первым входом модема, второй вход которого соединен с выходом входного МШУ ВД, управляющий вход-выход модема соединен с первым управляющим входом-выходом блока управления модемом, второй и третий управляющие входы-выходы которого соединены соответственно с первыми входами-выходами блока опорного генератора и блока синхронизации, второй вход-выход которого соединен с синхронизирующим входом-выходом блока опорного генератора, информационный вход-выход которого соединен с первым входом-выходом навигационной аппаратуры, управляющий вход-выход антенны соединен с первым входом-выходом блока управления антенной, второй вход-выход которого по стыку RS-485 соединен с первым входом-выходом внутристанционного переходного устройства, второй вход-выход которого по стыку RS-485 соединен с первым входом-выходом пульта управления станцией, второй вход-выход которого по стыку USB соединен с входом-выходом печатающего устройства, выход модема соединен со входом блока разделения и регулировки мощности передатчика, выход которого соединен со входом передатчика, выход которого соединен со входом блока СВЧ тракта, вход-выход блока разделения и регулировки мощности передатчика соединен с третьим входом-выходом внутристанционного переходного устройства, четвертый вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом навигационной аппаратуры, входы-выходы модема соединены с первыми входами-выходами аппаратуры временного уплотнения, вторые входы-выходы которой соединены с первыми входами-выходами аппаратуры сопряжения цифровых линейных трактов, вторые входы-выходы которой соединены с первыми станционными входами-выходами блока ввода и коммутации линий, вторые станционные входы-выходы которого соединены с канальными входами-выходами аппаратуры временного уплотнения, входы-выходы цифрового канала служебной связи аппаратуры сопряжения цифровых линейных трактов соединены с входами-выходами блока служебной связи по цифровым каналам, входы-выходы пульта служебной связи по кабельным линиям связи соединены с третьими станционными входами-выходами блока ввода и коммутации линий, четвертые станционные входы-выходы которого соединены с линейными входами-выходами пульта служебной связи по радиолинии, станционные входы-выходы которого соединены с входами-выходами канала служебной связи модема, первые и вторые линейные входы-выходы блока ввода и коммутации линий подключены ко входам-выходам соответственно СЛ для выдачи/приема каналов и СЛ для выдачи/приема цифровых трактов потребителям, пятые станционные входы-выходы блока ввода и коммутации линий соединены со станционными входами-выходами устройства ведения связи по радиоканалу, канальные входы-выходы которого соединены с канальными входами-выходами радиостанции служебной связи.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемая перевозная тропосферная станция отличается от прототипа наличием новых блоков: блока управления антенной, блока управления модемом, пульта управления станцией, печатающего устройства, внутристанционного переходного устройства, навигационной аппаратуры, аппаратуры сопряжения цифровых линейных трактов, блока служебной связи по цифровым каналам, пульта служебной связи по кабельным линиям связи, пульта служебной связи по радиолинии, блока ввода и коммутации линий, СЛ для выдачи/приема каналов, СЛ для выдачи/приема цифровых трактов потребителям, устройства ведения связи по радиоканалу и радиостанции служебной связи, выполнением приемопередатчика, который включает в свой состав блок СВЧ тракта, входной МШУ нижнего диапазона, входной МШУ верхнего диапазона, блок разделения и регулировки мощности передатчика и передатчик, а также изменением связей между известными блоками.

Таким образом, заявляемая перевозимая тропосферная станция соответствует критерию изобретения «новизна». Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что вновь введенные в предлагаемую перевозимую тропосферную станцию аппаратура и блоки реализуемы, хорошо известны специалистам в данной области техники и дополнительного творчества, учитывая приведенные ниже пояснения, для их воспроизведения не требуется.

Данное решение существенно отличается от известных решений в данной области техники. Заявляемое решение явным образом не следует из уровня техники и имеет изобретательский уровень.

Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».

Заявляемое решение может быть реализовано с использованием существующих аппаратуры, приборов и устройств, используемых в электросвязи, радиотехнике и вычислительной технике, и является промышленно применимым.

На чертеже приведена структурная электрическая схема перевозимой тропосферной станции, на которой обозначено:

1 - антенна станции;

2 - приемопередатчик, включающий в себя:

3 - блок сверхвысокочастотного (СВЧ) тракта,

4 - входной малошумящий усилитель (МШУ) нижнего диапазона (НД),

5 - входной МШУ верхнего диапазона (ВД),

6 - блок разделения и регулировки мощности передатчика,

7 - передатчик;

8 - модем;

9 - блок управления антенной;

10 - блок управления модемом;

11 - блок опорного генератора;

12 - блок синхронизации;

13 - пульт управления станцией;

14 - печатающее устройство;

15 - внутристанционное переходное устройство (ВПУ);

16 - навигационная аппаратура;

17 - аппаратура временного уплотнения;

18 - аппаратура сопряжения цифровых линейных трактов (ЦЛТ);

19 - блок служебной связи (БСС) по цифровым каналам;

20 - пульт служебной связи (ПСС) по кабельным линиям связи;

21 - пульт служебной связи по радиолинии;

22 - блок ввода и коммутации линий;

23 - соединительные линии (СЛ) для выдачи/приема каналов;

24 - СЛ для выдачи/приема цифровых трактов потребителям;

25 - устройство ведения служебной связи по радиоканалу;

26 - радиостанция служебной связи.

Высокочастотные входы-выходы антенны 1 станции соединены с высокочастотными входами-выходами блока 3 СВЧ тракта приемопередатчика 2, первый и второй выходы которого подключены ко входам соответственно входного МШУ 4 нижнего диапазона и входного МШУ 5 верхнего диапазона. Выход МШУ НД 4 соединен с первым входом модема 8, второй вход которого соединен с выходом МШУ ВД 5, управляющий вход-выход модема 8 соединен с первым управляющим входом-выходом блока 10 управления модемом, второй и третий управляющие входы-выходы которого соединены с первыми входами-выходами соответственно блока 11 опорного генератора и блока 12 синхронизации, второй вход-выход которого соединен с синхронизирующим входом-выходом блока 11 опорного генератора, информационный вход-выход которого соединен с первым входом-выходом навигационной аппаратуры 16. Управляющий вход-выход антенны 1 станции соединен с первым входом-выходом блока 9 управления антенной, второй вход-выход которого по стыку RS-485 соединен с первым входом-выходом внутристанционного переходного устройства 15, второй вход-выход которого по стыку RS-485 соединен с первым входом-выходом пульта 13 управления станцией, второй вход-выход которого по стыку USB соединен с входом-выходом печатающего устройства 14. Выход модема 8 соединен со входом блока 6 разделения и регулировки мощности передатчика, выход которого соединен со входом передатчика 7, выход которого соединен со входом блока 3 СВЧ тракта приемопередатчика 2. Вход-выход блока 6 разделения и регулировки мощности передатчика соединен с третьим входом-выходом внутристанционного переходного устройства 15, четвертый вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом навигационной аппаратуры 16.

Входы-выходы модема 8 соединены с первыми входами-выходами аппаратуры временного уплотнения 17, вторые входы-выходы которой соединены с первыми входами-выходами аппаратуры 18 сопряжения цифровых линейных трактов, вторые входы-выходы которой соединены с первыми станционными входами-выходами блока 22 ввода и коммутации линий, вторые станционные входы-выходы которого соединены с канальными входами-выходами аппаратуры временного уплотнения 17, входы-выходы цифрового канала служебной связи аппаратуры 18 сопряжения цифровых линейных трактов соединены с входами-выходами блока 19 служебной связи по цифровым каналам, входы-выходы пульта 20 служебной связи по кабельным линиям связи соединены с третьими станционными входами-выходами блока 22 ввода и коммутации линий, четвертые станционные входы-выходы которого соединены с линейными входами-выходами пульта 21 служебной связи по радиолинии, станционные входы-выходы которого соединены с входами-выходами канала служебной связи модема 8.

Первые и вторые линейные входы-выходы блока 22 ввода и коммутации линий подключены к входам-выходам соответственно соединительных линий 23 для выдачи/приема каналов и СЛ 24 для выдачи/приема цифровых трактов потребителям. Пятые станционные входы-выходы блока 22 ввода и коммутации линий соединены со станционными входами-выходами устройства 25 ведения связи по радиоканалу, канальные входы-выходы которого соединены с канальными входами-выходами радиостанции 26 служебной связи.

Антенна 1 станции предназначена для излучения, приема и усиления энергии электромагнитного поля в диапазоне рабочих частот. Антенна 1 станции представляет собой двухзеркальную модифицированную антенну Кассегрена с диаметром параболоида 2500 мм и коэффициентом формы, равным 0,3. Облучающая система антенны 1 волноводного типа обеспечивает прием и передачу СВЧ энергии линейной поляризации. Конструктивная реализация антенны предполагает возможность смены поляризации.

Управление антенной 1 осуществляется блоком 9 управления антенной.

Блок 9 управления антенной содержит в своем составе платы преобразователей, платы управления силовыми усилителями и контроллера.

Управление антенной осуществляется дистанционно от пульта 13 управления станцией через блок 9, а также вручную непосредственно с панели блока управления 9 антенной.

Блок 3 сверхвысокочастотного тракта приемопередатчика 2 представляет собой волноводную фидерную систему, предназначенную для работы в составе тропосферной станции. Он обеспечивает прохождение и селекцию сигналов приема и передачи в диапазонах от 4400 до 4630 МГц (нижний диапазон) и от 4770 до 5000 МГц (верхний диапазон). В состав блока 3 СВЧ тракта входят дуплексеры, полосовые фильтры и переключатели.

Работа блока 3 СВЧ тракта приемопередатчика 2 заключается в следующем. Если передача ведется в нижнем диапазоне (НД), то прием осуществляется в верхнем диапазоне (ВД). Сигнал передатчика 7, пройдя через быстродействующие дистанционные переключатели, полосовые фильтры и дуп-лексер попадает на вход антенны 1 станции.

Принятый антенной 1 сигнал, пройдя дуплексер, полосовые фильтры и быстродействующий дистанционный переключатель блока 3 СВЧ тракта попадает на входы МШУ НД 4 и МШУ ВД 5.

Входные малошумящие усилители нижнего 4 и верхнего 5 диапазонов предназначены для усиления сигналов, поступающих с выхода блока 3 СВЧ тракта приемопередатчика 2. Входящий в состав входного МШУ фильтр нижних частот пропускает всю полосу принимаемых частот и защищает вход МШУ от мощности гармоник передатчика станции.

Блок 6 разделения и регулировки мощности передатчика предназначен для разделения сигнала возбудителя на два канала, стабилизации и регулировки мощности сигналов возбудителя, поступающих на входы передатчика 7. В состав блока входят модуль управления, СВЧ усилитель, регулируемые аттенюаторы и преобразователь напряжения.

Передатчик 7 представляет собой усилитель мощности, выполненный на лампе бегущей волны с источниками вторичного электропитания и системой охлаждения. Он предназначен для усиления мощности СВЧ сигнала до уровня, необходимого для организации тропосферной связи на заданные дальности связи.

Управление передатчиком 7 осуществляется дистанционно с пульта 13 управления станцией через блок 6 разделения и регулировки мощности. Управляющие воздействия от пульта 13 управления на блок 6 осуществляется по CAN интерфейсу. Непосредственное управление передатчиком 7 от блока 6 осуществляется методом провод-команда. При этом обеспечивается контроль и индикация параметров на дисплее пульта 13 управления станцией.

Модем 8 предназначен для модуляции несущей частоты станции цифровыми потоками и их демодуляции, а также для усиления, преобразования и обработки принимаемых и передаваемых сигналов тропосферной станцией. Они обеспечивают работу станции на информационных скоростях 50 бит/с и от 2.4 до 2048 кбит/с с адаптацией, кодированием, перемежением в полосе частот 50 МГц, предназначенной для создания частотно-разнесенного приема, медленной псевдослучайной перестройкой рабочих частот для борьбы с поражением помехами.

Модем 8 включает в свой состав следующие составные части:

блок усилителя-преобразователя СВЧ сигналов в первую промежуточную частоту 1040 МГц;

блок двухканального устройства свертки и преобразования во вторую промежуточную частоту 62,5 МГц;

блок четырехканального узкополосного приемника-демодулятора;

блок асинхронного сопряжения, кодирования-декодирования, перемежения-деперемежения;

блок двухканального модулятора частот 1040 МГц;

блок возбудителя, предназначенного для формирования и переноса в диапазон частот передачи сигналов модулятора.

Блок 10 управления модемом предназначен для реализации различных режимов работы тропосферной станции.

Блок 11 опорного генератора предназначен для формирования опорной частоты 100 МГц с автоматической коррекцией частоты от высокостабильного источника сигнала частотой 10 МГц, поступающего от навигационной аппаратуры 16.

Блок 12 синхронизации предназначен для формирования сигналов псевдослучайной последовательности (ПСП), импульса секундной метки, импульса начала перестройки и сигналов управления.

Пульт 13 управления станцией представляет собой управляющую электронную вычислительную машину и содержит вычислитель, выполненный в виде IBM совместимого компьютера с конструктивным исполнением повышенной прочности, небольших габаритных размеров, расширенным набором функций ввода-вывода, высокоэффективной видеоподсистемой и развернутыми средствами управления, накопитель, контроллер CAN и картридж (флэш-память), который представляет собой сменный носитель информации.

С пульта 13 управления станцией осуществляется управление и контроль всех блоков станции. При этом управление блоками станции осуществляется по CAN интерфейсу и стыку RS-485 с использованием протокола КУИ. По CAN интерфейсу производится также управление антенной 1 через внутристанционное переходное устройство 15. На дисплее пульта 13 управления станцией отображается текущее состояние аппаратуры и блоков станции.

Печатающее устройство 14 предназначено для печати данных контроля состояния аппаратуры и блоков станции. В качестве печатающего устройства 14 используется устройство документирования типа УД-М312Д.

Внутристанционное переходное устройство 15 предназначено для коммутации цепей управления и электропитания между пультом 13 управления станцией и блоками, аппаратурой, печатающим устройством станции. Переходное устройство 15 представляет собой моноблок с присоединительными элементами, с помощью которых соединяются между собой аппаратура и блоки станции. Внутри моноблока осуществлена жесткая коммутация цепей.

Навигационная аппаратура 16 относится к спутниковой навигационной системе ГЛОНАСС и GPS-NAVSTAR. Она предназначена для определения географических координат станции (широты и долготы), высоты расположения станции над условной поверхностью земли, скорости передвижения станции, точного времени для синхронизации частоты опорного генератора, истинного азимута, угла крена и угла тангажа (дифферента) аппаратного контейнера станции.

Управление навигационной аппаратурой 16 осуществляется с пульта 13 управления станцией по стыку RS-485. Навигационная аппаратура 16 имеет в своем составе антенный модуль, который размещен на верхней кромке рефлектора антенны 1 и осуществляет прием сигналов от навигационных спутников. В составе навигационной аппаратуры 16 имеется также пульт дистанционного управления аппаратурой 16. На дисплее пульта управления аппаратурой 16 отображаются навигационные параметры автомобиля, включая текущие координаты, скорость движения, путевой угол и текущее время.

В качестве аппаратуры 17 временного уплотнения используется аппаратура уплотнения типа И331, предназначенная для работы в одном направлении связи с обеспечением одноступенчатого временного уплотнения и разуплотнения тропосферных радиолиний со скоростями передачи групповых сигналов 4,8; 9,6; 48; 64; 128; 256; 512; 1024; 2048 кбит/с. Эта аппаратура осуществляет образование до тридцати аналоговых каналов тональной частоты (ТЧ) и их преобразование в цифровые каналы с различным интерфейсом: стык ТЧ, стык Е1, основной цифровой канал (ОЦК) и групповой поток HDB3. При этом поступающие на аппаратуру 17 временного уплотнения от потребителя каналы ТЧ при передаче преобразуются аппаратурой в информационный групповой цифровой поток, который с выхода аппаратуры поступает на модем 8 и далее в блок 3 СВЧ тракта для передачи корреспонденту.

Прием, разуплотнение и преобразование цифровых каналов в каналы ТЧ происходит в направлении, обратном описанному выше. Принятый и поступивший с модема информационный групповой поток разуплотняется аппаратурой 17 на канальные потоки, которые с выхода аппаратуры 17 через аппаратуру 18 сопряжения цифровых линейных трактов, блок 22 ввода и коммутации линий и соответствующие СЛ (23 и 24) поступают к потребителям каналов и трактов.

В станции имеется возможность передачи (приема) цифрового потока с определенной скоростью передачи с блока 22 ввода и коммутации линий транзитом через аппаратуру 17 временного уплотнения на модем 8. Принимаемый цифровой поток с модема 8 поступает транзитом через аппаратуру 17 на блок 22 ввода и коммутации линий и далее по СЛ потребителям каналов и цифровых трактов. Кроме того, в станции имеется возможность передачи (приема) группового информационного цифрового потока, поступающего от потребителя по СЛ 24 через блок 22 ввода и коммутации линий, аппаратуру 18 сопряжения цифровых линейных трактов и далее на модем 8.

Блок 19 служебной связи предназначен для обеспечения служебной связи с потребителями каналов по отдельным служебным каналам, образованным аппаратурой 18 сопряжения цифровых линейных трактов со скоростью передачи 16,0 кбит/с по кабельной линии связи.

Пульт 20 служебной связи предназначен для обеспечения служебной связи по кабельным линиям связи с приемом и передачей индукторного вызова или вызова переменным током частотой 50 Гц. При этом связь с пульта 20 осуществляется в телефонном режиме, для чего в его составе имеются микротелефонная трубка и устройство громкоговорящей связи (микрофон и усилитель приема с громкоговорителем).

Пульт 20 служебной связи может работать по каждому из каналов в трех режимах:

1) в режиме АТС, когда канал подключен к автоматической телефонной станции;

2) в режиме ЦБ (центральная батарея) с посылкой и приемом вызова постоянным током;

3) в режиме МБ (местная батарея) с посылкой и приемом индукторного вызова.

Режимы работы каналов пульта 20 устанавливаются путем программирования их перед началом работы. При этом имеется возможность подключать к каналу вместо микротелефонной трубки устройство громкоговорящей связи (ГГС).

Пульт 21 служебной связи по радиолинии предназначен для обеспечения телефонной вокодерной служебной связи по цифровым служебным каналам радиолинии с информационной скоростью 1200 бит/с и формализованной служебной связи по телеграфным служебным каналам радиолинии с информационной скоростью 50 бит/с. При этом с пульта 21 обеспечивается селективный (избирательный) вызов любой станции радиолинии и циркулярный вызов всех станций радиолинии.

Пульт 21 служебной связи включает в свой состав три независимых и взаимнокоммутируемых направления связи, в каждом из которых обеспечивается прием и передача цифрового вокодерного канала со скоростью 1200 бит/с, три речепреобразующих устройства (вокодера), коммутаторы цифровых вокодерных каналов и телеграфных каналов, формирователи и приемники команд селективного и циркулярного вызова, а также команд формализованной служебной связи по телеграфным каналам. При этом цифровой вокодерный канал имеет стык С1-ФЛ-БИ, образованный симметричной двухпроводной цепью в каждом направлении передачи.

Блок 22 ввода и коммутации линий предназначен для подключения соединительных линий и кабельных линий связи, по которым передаются и принимаются каналы и тракты связи от потребителей, к присоединительным элементам блока, распределения информационных цепей и цепей управления на аппаратуру и оборудование станции. На поле коммутации блока 22 имеются коммутационные гнезда. При этом коммутация канальных гнезд на поле коммутации блока 22 осуществляется с помощью восьмиштырьковых штекерных перемычек (основная коммутация). Полнодоступная коммутация любого канала, поступающего от потребителя по СЛ на ввод блока 22, на любой из каналов аппаратуры временного уплотнения, осуществляется с помощью четырехпроводных коммутационных шнуров.

Групповые сигналы цифровых трактов с выхода аппаратуры 17 временного уплотнения поступают непосредственно на выходные присоединительные элементы блока 22 и далее по СЛ передаются потребителям.

Соединительные линии 23 для выдачи/приема каналов могут быть выполнены с использованием полевого телефонного распределительного кабеля с четверочной структурой типа П-269М.

СЛ 24 для выдачи цифровых трактов могут быть выполнены с использованием полевого кабеля дальней связи типа П-296.

Устройство 25 ведения связи по радиоканалу представляет собой переговорно-вызывное устройство, включающее в себя микротелефонную трубку и вызывные приборы. Оно предназначено для ведения связи по каналу радиостанции 26 служебной связи. При этом обеспечивается посылка и прием вызова по каналу, ведение телефонной и громкоговорящей связи с корреспондентом сети радиосвязи.

Радиостанция 26 с имеющейся в ее составе антенной предназначена для обеспечения выхода оператора с тропосферной станции в сети связи общего пользования и связи с удаленными абонентами, ведения служебной телефонной радиосвязи с взаимодействующими объектами при работе в полевых условиях. В качестве радиостанции 26 может быть использованы радиостанции типа Р-168-5УТ-2 или Р-168-5В, которые являются приемопередающими станциями с частотной модуляцией.

Перевозимая тропосферная станция обеспечивает дуплексную многоканальную связь без поиска и подстройки на любой частоте рабочего диапазона от 4400 до 5000 МГц. При этом диапазон частот станции разбит на два диапазона: нижний диапазон (НД) - от 4400 до 4630 МГц, верхний диапазон (ВД) - от 4770 до 5000 МГц, причем, если излучение (передача) ведется в верхнем диапазоне частот, то прием ведется в нижнем диапазоне. Для корреспондирующей тропосферной станции ведение передачи и приема осуществляется наоборот: прием в нижнем диапазоне, а передача - в верхнем диапазоне.

Смена диапазонов излучения и приема осуществляется оперативно с пульта 13 управления станцией.

Перевозимая тропосферная станция обеспечивает передачу и прием:

группового цифрового информационного потока со скоростью 64(48); 256 (240) кбит/с, в зависимости от выбранного режима работы станции, канала служебной связи и канала управления межмашинного обмена (ММО);

группового цифрового информационного потока со скоростью 256 (240); 512 (480); 2048 кбит/с в зависимости от выбранного режима работы станции, канала служебной связи и канала управления ММО.

На информационных скоростях от 64 (48) до 2048 кбит/с тропосферная станция обеспечивает от 1 до 30 аналоговых каналов тональной частоты.

При этом станция обеспечивает связь без ручного поиска сигнала корреспондента по частоте и без ручной подстройки рабочих частот в процессе ведения связи с обеспечением одновременного приема и передачи на заданных частотах.

Система управления станцией с использованием пульта управления 13 и блоков управления 9 и 10 обеспечивает:

1) включение и выключение аппаратуры станции с индикацией выполнения этих операций;

2) установку режимов работы станции, диапазонов и частот передачи и приема;

3) регулировку мощности излучения от минимального до максимального значений;

4) индикацию передаваемого и принимаемого сигналов;

5) организацию режима проверки станции «на себя»;

6) ручное управление антеннами по азимуту и углу места;

7) автоматический поиск корреспондента по азимуту и углу места;

8) индикацию фактического положения антенн по азимуту и углу места;

9) блокировку вращения антенны станции по азимуту и углу места в крайних угловых положениях;

10) периодический опрос состояния аппаратуры с индикацией результатов опроса;

11) сопряжение с навигационной аппаратурой для решения задач коррекции частоты опорного генератора, хода часов, определения координат станции и поправок ее установки, использования полученных данных при развертывании станции и поиске направления на корреспондентов;

12) сопряжение с каналами межмашинного обмена (ММО) с взаимодействующими аппаратными и станциями.

Управление тропосферной станцией может осуществляться дистанционно по каналам ММО. Для этой цели имеется два канала ММО, один из которых используется в организованном тропосферном направлении связи и один канал ММО выводится на узел связи через внутристанционное переходное устройство 15 и блок 33 ввода и коммутации линий. Каналы ММО между пультом управления станцией и модемом взаимодействующих станций образуются по стыку RS-232C.

В перевозимой тропосферной станции имеется возможность производить автоматический поиск сигнала корреспондента антенной по азимуту и производить автоматическую подстройку антенны на максимум сигнала корреспондента по азимуту и по углу места. Кроме того, имеется возможность устанавливать антенну в заданное на корреспондента направление (по азимуту и по углу места), используя информацию от навигационной аппаратуры 16.

В основу построения станции заложен принцип приема сигналов в диапазоне СВЧ, приходящих в точку приема не по прямой (в пределах прямой видимости, что характерно для связи на таких частотах), а от корреспондента, находящегося за линией горизонта. Радиосвязь, использующую дальнее распространение СВЧ за счет рассеяния на неоднородностях тропосферы, называют тропосферной или радиосвязью тропосферного рассеяния.

Перевозимая тропосферная станция обеспечивает развертывание одноинтервальных тропосферных линий связи с максимальной протяженностью до 230 км в зависимости от режима работы станции и многоинтервальных линий тропосферной связи протяженностью до 1000 км.

Для обеспечения связи на два направления станция имеет две антенны и два комплекта приемо-передающей аппаратуры, работающих независимо и обеспечивающих независимый прием и передачу двух потоков информации, при этом осуществляется частотное разнесение передаваемых и принимаемых сигналов методом ЧВМ. Один комплект аппаратуры и оборудования станции работает на одно направление связи, второй - на другое направление связи.

В режиме передачи со скоростью 2048 кбит/с для увеличения энергетического потенциала радиолинии дополнительно осуществляется пространственное разнесение передаваемых и принимаемых сигналов, при котором обе антенны и оба комплекта аппаратуры работают на одно направление связи, передавая информацию только одному корреспонденту. В станции пространственное разнесение сигналов предусмотрено также для работы при скорости 256 (240) и 512 (480) кбит/с.

Приемный тракт

Принятый антенной от корреспондента сигнал в диапазоне частот от 4400 до 4630 МГц или от 4770 до 5000 МГц в зависимости от выбранного рабочего диапазона нижнего или верхнего, соответственно, поступает на вход блока 3 СВЧ тракта. Поляризация принимаемых и передаваемых антенной сигналов линейная горизонтальная. Конструктивная реализация обеспечивает неоперативную (путем замены волноводной вставки) смену поляризации на линейную вертикальную.

В блоке 3 СВЧ тракта сигнал проходит через дуплексер и входной полосовой фильтр, настроенный на полосу частот принимаемого сигнала нижнего или верхнего диапазона. СВЧ тракт предназначен для разделения по частоте принимаемых и передаваемых сигналов одной антенной. Развязка между трактом передачи и приема составляет ПО дБ. Если прием сигнала производится в нижнем диапазоне, то передача производится в верхнем диапазоне и наоборот. Это обусловлено функциональным построением и конструкцией СВЧ тракта. Смена диапазона передачи и приема осуществляется оперативно с пульта управления станции. Далее принятый сигнал поступает на входное малошумящее устройство нижнего диапазона или МШУ верхнего диапазона в зависимости от выбранного диапазона.

В перевозимой тропосферной станции обеспечивается служебная связь с взаимодействующими станциями по парам полевого распределительного кабеля, с помощью которого развернуты соединительные линии 23, с помощью пульта 20 служебной связи, а при работе по СЛ 24 служебная связь обеспечивается с помощью аппаратуры 17, 18 и блока 19 служебной связи по цифровым каналам.

Технический эффект от предлагаемого изобретения заключается в повышении пропускной способности трактов и каналов связи, увеличении дальности и качества обеспечиваемой станцией радиосвязи в условиях воздействия различных помех, достигаемый за счет наличия в составе станции указанных аппаратуры и оборудования, при котором обеспечивается увеличенная пропускная способность трактов до 2048 кбит/с, дальность связи до 230 км (против 148 км в прототипе), а также обеспечивается возможность организации как одноинтервальных линий связи, так и многоинтервальных линий тропосферной связи. При этом требуемое качество радиосвязи обеспечивается в условиях воздействия различных помех за счет применения адаптации, помехоустойчивого кодирования и перемежения сигналов, а также использования принципа помехозащиты методом псевдослучайной перестройки рабочих частот и реализации принципа модуляции несущей частоты цифровыми потоками с помощью двухканального ЧВМ модулятора и демодулятора. Испытания изготовленного образца тропосферной станции показали, что в худшем по метеорологическим условиям месяце года на одноинтервальной линии вероятность ошибочного приема Р_ош составила не хуже 1⋅10^-4 при нулевых углах закрытия горизонта.

Достоинством предлагаемой тропосферной станции является также и то, что в ней использованы технические анализаторы линий связи, определяющие пригодность их для передачи различного вида информации, внедрены автоматические селекторы для выбора и использования наилучшего канала связи, автоматические вызывные устройства для опознания корреспондента и установления связи.

Источники информации.

1. SU, авторское свидетельство №510790, МПК Н04В 7/22, H04L 27/18,

1976.

2. Тропосферная связь / Л.И. Яковлев, Г.В. Дедюкин, Э.С. Каграманов и др. - М.: Воениздат, 1984, с. 66-69 (прототип).

Изобретение относится к средствам тропосферной радиосвязи и может быть использовано для передачи информации в тропосферных линиях и системах связи. Технический результат заключается в повышении пропускной способности трактов и каналов связи, увеличении дальности и качества обеспечиваемой станцией радиосвязи в условиях воздействия различных помех. Упомянутый технический результат достигается тем, что в перевозимую тропосферную станцию, содержащую антенну, приемопередатчик, модем, аппаратуру временного уплотнения, блок опорного генератора и блок синхронизации, дополнительно введены блок управления антенной, блок управления модемом, пульт управления станцией, печатающее устройство, внутристанционное переходное устройство, навигационная аппаратура, аппаратура сопряжения цифровых линейных трактов, блок служебной связи по цифровым каналам, пульт служебной связи по кабельным линиям связи, пульт служебной связи по радиолинии, блок ввода и коммутации линий, соединительные линии (СЛ) для выдачи/приема каналов, СЛ для выдачи/приема цифровых трактов потребителям, устройство ведения связи по радиоканалу и радиостанция служебной связи, а приемопередатчик содержит блок сверхвысокочастотного (СВЧ) тракта, входной малошумящий усилитель (МШУ) нижнего диапазона (НД), входной малошумящий усилитель (МШУ) верхнего диапазона (ВД), блок разделения и регулировки мощности передатчика и передатчик. 1 ил.

Перевозимая тропосферная станция, содержащая антенну, приемопередатчик, модем, аппаратуру временного уплотнения, блок опорного генератора и блок синхронизации, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены блок управления антенной, блок управления модемом, пульт управления станцией, печатающее устройство, внутристанционное переходное устройство, навигационная аппаратура, аппаратура сопряжения цифровых линейных трактов, блок служебной связи по цифровым каналам, пульт служебной связи по кабельным линиям связи, пульт служебной связи по радиолинии, блок ввода и коммутации линий, соединительные линии (СЛ) для выдачи/приема каналов, СЛ для выдачи/приема цифровых трактов потребителям, устройство ведения связи по радиоканалу и радиостанция служебной связи, причем приемопередатчик содержит блок сверхвысокочастотного (СВЧ) тракта, входной малошумящий усилитель (МШУ) нижнего диапазона (НД), входной малошумящий усилитель (МШУ) верхнего диапазона (ВД), блок разделения и регулировки мощности передатчика и передатчик, при этом высокочастотные входы-выходы антенны соединены с высокочастотными входами-выходами блока СВЧ тракта, первый и второй выходы которого подключены ко входам соответственно входного МШУ НД и входного МШУ ВД, выход входного МШУ НД соединен с первым входом модема, второй вход которого соединен с выходом входного МШУ ВД, управляющий вход-выход модема соединен с первым управляющим входом-выходом блока управления модемом, второй и третий управляющие входы-выходы которого соединены соответственно с первыми входами-выходами блока опорного генератора и блока синхронизации, второй вход-выход которого соединен с синхронизирующим входом-выходом блока опорного генератора, информационный вход-выход которого соединен с первым входом-выходом навигационной аппаратуры, управляющий вход-выход антенны соединен с первым входом-выходом блока управления антенной, второй вход-выход которого по стыку RS-485 соединен с первым входом-выходом внутристанционного переходного устройства, второй вход-выход которого по стыку RS-485 соединен с первым входом-выходом пульта управления станцией, второй вход-выход которого по стыку USB соединен с входом-выходом печатающего устройства, выход модема соединен со входом блока разделения и регулировки мощности передатчика, выход которого соединен со входом передатчика, выход которого соединен со входом блока СВЧ тракта, вход-выход блока разделения и регулировки мощности передатчика соединен с третьим входом-выходом внутристанционного переходного устройства, четвертый вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом навигационной аппаратуры, входы-выходы модема соединены с первыми входами-выходами аппаратуры временного уплотнения, вторые входы-выходы которой соединены с первыми входами-выходами аппаратуры сопряжения цифровых линейных трактов, вторые входы-выходы которой соединены с первыми станционными входами-выходами блока ввода и коммутации линий, вторые станционные входы-выходы которого соединены с канальными входами-выходами аппаратуры временного уплотнения, входы-выходы цифрового канала служебной связи аппаратуры сопряжения цифровых линейных трактов соединены с входами-выходами блока служебной связи по цифровым каналам, входы-выходы пульта служебной связи по кабельным линиям связи соединены с третьими станционными входами-выходами блока ввода и коммутации линий, четвертые станционные входы-выходы которого соединены с линейными входами-выходами пульта служебной связи по радиолинии, станционные входы-выходы которого соединены с входами-выходами канала служебной связи модема, первые и вторые линейные входы-выходы блока ввода и коммутации линий подключены ко входам-выходам соответственно СЛ для выдачи/приема каналов и СЛ для выдачи/приема цифровых трактов потребителям, пятые станционные входы-выходы блока ввода и коммутации линий соединены со станционными входами-выходами устройства ведения связи по радиоканалу, канальные входы-выходы которого соединены с канальными входами-выходами радиостанции служебной связи.