КОРАБЕЛЬНОЕ РАДИОПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО КОРОТКОВОЛНОВОГО ДИАПАЗОНА Российский патент 2021 года по МПК H04B1/04 

Изобретение относится к электрорадиотехнике, а именно к корабельным радиопередающим устройствам коротковолнового диапазона.

На больших кораблях для связи, наряду с другими, используются радиопередающие устройства коротковолнового и средневолнового диапазонов. При нахождении на корабле вертолетов, либо самолетов связь на средних волнах (СВ) используется для передачи сигналов «Привода», т.е. подачи сигналов, обеспечивающих летательный аппарат, базирующийся на корабле, информацией о точных координатах корабля - носителя этого летательного аппарата. Отсюда ясно, что потеря связи в СВ диапазоне грозит серьезными негативными последствиями. Принимая во внимание то обстоятельство, что СВ передатчик содержит три последовательно соединенных блока (возбудитель, усилитель мощности и антенно-согласующее устройство), выход одного любого из этих блоков приведет к потере связи. В том числе и при передаче сигналов «Привода».

Настоящее изобретение направлено на исключение ситуации, при которой исчезнет сигнал «Привода» из-за выхода из строя средневолнового радиопередатчика.

Известны радиопередающие устройства, например, патент РФ №2271605, 2006 г. Передающее устройство; патент РФ №21168859, 2001 г. Передающее устройство; патент РФ №2561495, 2015 г. Радиопередающее устройство; патент РФ №2602974, 2016 г. Цифровой радиопередатчик и др.

Однако они не могут обеспечить передачу сигнала «Привода» на средних волнах.

Известны корабельные радиопередающие устройства коротковолнового (KB) диапазона различной модификации с широкополосными усилителями мощности, такие как Р-638 [https://military.trcvr.ru/2015/11/30/radioperedatchik-r-638-3-4] и Р-649 [www.korabel.ru>equipment>item_view].

Широкополосные радиопередатчики состоят из следующих основных элементов: возбудителя, содержащего генератор высокой частоты и синтезатор, усилителя мощности, содержащего промежуточный широкополосный усилитель высокой частоты и основной широкополосный усилитель мощности, блока переключаемых октавных фильтров подавления гармоник несущей частоты и устройства электропитания.

Генератор высокой частоты служит для получения высокочастотных колебаний, частота которых соответствует высоким требованиям к точности и стабильности частоты радиопередатчиков.

Синтезатор преобразует частоту колебаний опорного генератора, которая обычно постоянна, в любую другую частоту, которая в данное время необходима для радиосвязи или вещания. Стабильность частоты при этом преобразовании не должна существенно ухудшаться.

Промежуточный усилитель высокой частоты, следующий за синтезатором, необходим по следующим причинам:

- благодаря промежуточному усилителю с достаточно большим коэффициентом усиления от опорного генератора и синтезатора не требуется значительной мощности;

- применение промежуточного усилителя между синтезатором и мощным усилителем ослабляет влияние на генератор и синтезатор возможных регулировок в мощных каскадах передатчика и в антенне.

Усилитель мощности увеличивает мощность радиосигнала до уровня, определяемого требованиями системы радиосвязи. Главным требованием к усилителю мощности является обеспечение им высоких экономических показателей, в частности коэффициента полезного действия.

Переключаемые октавные фильтры в широкополосных передатчиках служат для подавления излучений передатчика на высших гармониках рабочей частоты.

Целью настоящего изобретения является обеспечение передачи сигнала «Привода» на средних волнах с помощью корабельного широкополосного KB радиопередатчика Р-649.

Поставленная цель достигается тем, что в корабельное радиопередающее устройство коротковолнового диапазона, состоящее из возбудителя, содержащего генератор высокой частоты и синтезатор, широкополосного усилителя мощности, содержащего промежуточный усилитель и основной усилители мощности, блока октавных фильтров и устройства электропитания, в его состав дополнительно введены генератор постоянной частоты 12 МГц, смеситель, коммутатор на два входа и два выхода и блок сопряжения, причем выход генератора частоты 12 МГц соединен с первым входом смесителя, выход которого соединен с первым входом коммутатора, выход возбудителя соединен со вторым входом коммутатора, первый выход коммутатора соединен со вторым входом смесителя, второй выход коммутатора соединен с входом коротковолнового широкополосного усилителя мощности, выход которого постоянно подключен к корабельному антенному коммутатору, вход возбудителя соединен с выходом устройства сопряжения, имеющего два входа для подключения на один вход информационных сигналов «Привод» и на второй вход - сигналов KB каналов связи, все элементы KB передатчика соединены с системой управления корабельного комплекса связи.

На Фиг. 1 Представлена функциональная схема радиопередатчика KB диапазона, состоящего из возбудителя, широкополосного усилителя мощности, блока октавных фильтров и устройства электропитания. Обозначения, принятые на Фиг. 1:

1 - возбудитель;

2 - широкополосный усилитель мощности;

3 - блок октавных фильтров;

4 - устройство электропитания.

На Фиг. 2 представлена блок-схема соединений всех вновь введенных элементов. Обозначения, принятые на Фиг. 2:

1 - возбудитель;

2 - широкополосный усилитель мощности;

3 - блок октавных фильтров;

4 - устройство электропитания;

5 - высокочастотный коммутатор;

6 - смеситель;

7 - генератор частоты 12 МГц;

8 - блок сопряжения.

Справа на Фиг. 2 показано соединение контактов коммутатора 5 при формировании СВ сигнала (перекрещенные стрелки) и при работе в KB диапазоне (пунктирная стрелка).

Функционирование заявленного корабельного радиопередающего устройства KB диапазона осуществляется следующим образом.

При возникшей неисправности передатчика СВ диапазона и необходимости передать в эфир сигнал «Привода», по системе управления средствами связи корабля передаются команды управления подготовкой и работой модернизированного для этих целей передатчика Р-649. Включается в работу генератор постоянной частоты 12 МГц 7. Сигнал с его выхода поступает на 1-й вход смесителя частоты б. Одновременно включаются возбудитель 1 и широкополосный усилитель мощности КB передатчика 2. При этом на возбудителе 1 устанавливается частота отвечающая условию:

где - постоянная частота генератора, равная 12 МГц;

- требуемая несущая частота сигнала «Привод» в СВ диапазоне.

Сигнал с частотой на выходе с выхода возбудителя 7 через коммутатор 5 подается на второй вход смесителя 6. В результате процесса амплитудной модуляции частоты сигналом с частотой образуется спектр из 3-х сигналов с номиналами: в соответствии с теоретическим обоснованием этого процесса [Першин В.Т. Формирование и генерирование сигналов в цифровой радиосвязи. - Минск: Новое знание; ИНФРА-М, 2013, стр. 62].

где - круговая частота модулируемого колебания;

- круговая частота модулирующего колебания;

- коэффициент модуляции.

В нашем случае m=1, что позволит получить максимальной амплитуду требуемого колебания с частотой 0,15 МГц.

- модулирующая частота;

- частота модулируемого колебания.

На вход широкополосного усилителя 2 подается с выхода коммутатора 5 сформированный в смесителе 6 спектр из показанных выше трех составляющих 12 МГц, 24,15 МГц и 0,15 МГц.

Все широкополосные усилители мощности корабельных коротковолновых передатчиков, например, передатчик Р-649 ОАО «РИМР», не имеют элементов настройки во все рабочем диапазоне от 1,5 МГц до 30,0 МГц. В широкополосном усилителе мощности 2 спектр выходного сигнала ограничивается только сверху переключаемыми фильтрами нижних частот блока октавных фильтров.?. Эти фильтры подавляют излучения передатчика на частотах высших гармоник начиная со 2-ой. Ограничения в области нижних частот в усилителе мощности отсутствуют, что позволяет произвести передачу сигнала «Привода» на частоте СВ диапазона.

Граичная частота фильтра нижних частот октавного фильтра 3 в нижней части рабочего диапазона равна 2,8 МГц. Отсюда видно, что высокочастотные колебания с номиналами KB 12 МГц и 24,15 МГц при формировании сигнала СВ диапазона, поступившие на вход широкополосного усилителя 2, на выходе октавного фильтра 3 будут отсутствовать.

Класс излучения в режиме «Привод» А2А (телеграфия с амплитудной манипуляцией и тонально модулированной поднесущей). Частота модуляции в классе А2А 1020±50 Гц или 400±25 Гц. Возбудители корабельных KB передатчиков класс излучений А2А не формируют. Они формируют класс излучений А1А - канал, содержащий квантованную или цифровую информацию без использования модулируемой поднесущей. Поскольку класс излучений А2А в возбудителях корабельных KB передатчиков отсутствует, потребуется устройство сопряжения 8, обеспечивающее формирование сигнала, соответствующего классу излучения А2А. Введенное дополнительно в KB передатчик устройство сопряжения 8 имеет 2 входа. Информационный сигнал, соответствующий KB радиолинии, без изменений поступает с одного из 2-х входов (на Фиг. 2 - вход справа) блока сопряжения 8 на вход штатного возбудителя 7 KB передатчика.

Информационный сигнал, соответствующий радиолинии «Привод», (на Фиг. 2 - вход слева) с другого входа блока сопряжения 8 поступает на управляющий элемент возбудителя 1, обеспечивающий амплитудную манипуляцию поднесущей частоты, т.е. работу в классе излучения А2А. В этом случае колебание, устанавливаемой в возбудителе 1 KB передатчика частоты модулируется низкочастотным сигналом «Привода» и с возбудителя 7 поступает на вход широкополосного усилителя 2 КB передатчика.

Системой управления комплекса связи должна быть предусмотрена коммутация выхода этого KB передатчика на вход антенны СВ диапазона.

Таким образом, в случае выхода из строя корабельного средневолнового передатчика, может быть решена задача передачи сигнала «Привода» с корабля, несущего летательные аппараты.

Изобретение относится к электрорадиотехнике, а именно к корабельным радиопередающим устройствам коротковолнового диапазона. Техническим результатом является обеспечение бесперебойной передачи сигналов привода летательных аппаратов, базирующихся на корабле при выходе из строя корабельного передатчика СВ диапазона. Указанная передача осуществляется за счет использования широкополосного корабельного радиопередатчика KB диапазона, при этом в KB передатчике используется техническое решение, которое позволяет использовать его как по прямому назначению, так и для передачи сигналов привода в СВ диапазоне. Корабельное радиопередающее устройство КВ диапазона состоит из возбудителя 1, содержащего генератор высокой частоты и синтезатор, широкополосного усилителя мощности 2, содержащего промежуточный и основной усилители мощности, блока октавных фильтров 3 и устройства электропитания 4, генератора постоянной частоты 12 МГц, смесителя, коммутатор на два входа и два выхода и блока сопряжения. 2 ил.

Корабельное радиопередающее устройство коротковолнового диапазона, состоящее из возбудителя, содержащего генератор высокой частоты и синтезатор, широкополосного усилителя мощности, содержащего промежуточный и основной усилители мощности, блока октавных фильтров и устройства электропитания, отличающееся тем, что в его состав дополнительно введены генератор постоянной частоты 12 МГц, смеситель, коммутатор на два входа и два выхода и блок сопряжения, причем выход генератора частоты 12 МГц соединен с первым входом смесителя, выход которого соединен с первым входом коммутатора, выход возбудителя соединен со вторым входом коммутатора, первый выход коммутатора соединен со вторым входом смесителя, второй выход коммутатора соединен со входом коротковолнового широкополосного усилителя мощности, выход которого постоянно подключен к корабельному антенному коммутатору, вход возбудителя соединен с выходом устройства сопряжения, имеющего два входа для подключения на один вход информационных сигналов «Привод» и на второй вход - сигналов KB каналов связи, все элементы KB передатчика соединены с системой управления корабельного комплекса связи.