Радиопередающее устройство Российский патент 2024 года по МПК H04B1/02 H04B3/04 

Изобретение относится к радиотехническим системам связи и может использоваться для получения телеметрической информации с борта летательных аппаратов.

Известно радиопередающее устройство (Радиопередающие устройства. Учебник для вузов. /Л.А. Белов, М.В. Благовещенский - М.: Радио и связь/, 1982, с. 311-312, рис 21.16.), которое содержит задающий генератор, соединенный через буферный каскад с входом первого модулирующего каскада, формирователь импульсов, соединенный с импульсным модулятором, выход которого непосредственно соединен с модуляционным входом модулируемых каскадов, а через задержку, формирователь импульсов и второй импульсный модулятор с модулирующим входом последнего модулирующего каскада, выход которого является выходом устройства.

Недостатком такого радиопередающего устройства является то, что оно осуществляет излучение постоянно только через одну антенну, следовательно, в одном направлении и при потере работоспособности антенны телеметрическая информация с объекта контроля теряется полностью. Такая ситуация также возможна при прохождении высокоскоростным иди космическим аппаратом участков траектории с интенсивным плазмообразованием вокруг корпуса аппарата.

Наиболее близким аналогом является радиопередающее устройство (Радиопередающее устройство. Патент RU2 280 955 С2. Н 04 В 17.00, опубл. 27.07.2006, бюл. № 21), содержащее блок генераторов высоких частот, блок контроля параметров, соединенный с информационным входом формирователя управляющих импульсов, формирователь модулирующих импульсов, амплитудный модулятор, усилитель мощности, датчик отраженных сигналов и блок управления частотой вывода. Данное радиопередающее устройство обеспечивает возможность изменять частоту вывода информации в радиоканал в зависимости от условий распространения (влияния экранирующего влияния плазмы), например при движении в атмосфере Земли объекта контроля космического спускаемого аппарата.

Недостаток данного устройства заключается в том, что амплитуда отраженного сигнала в антенне увеличивается даже при незначительной интенсивности плазмы, при этом амплитуда отраженного сигнала флюктуирует, что приводит к неоправданному снижению скорости передачи телеметрической информации, снижению объема передаваемой информации и, как следствие, к снижению надежности получения телеметрической информации с борта объекта контроля. Кроме этого, при выходе из строя антенны из-за прогара на определенных температурно-нагруженных участках траектории возможен выход из строя выходного каскада радиопередающего устройства, что также может привести к полной потере телеметрической информации.

Техническим результатом является повышение надежности получения телеметрической информации с высокоскоростных летательных аппаратов в условиях воздействия высоких температур.

Технический результат достигается тем, что в радиопередающее устройство, содержащее основное согласующее устройство, формирователь модулирующих сигналов, подключенный к модулятору, выход которого соединен с входом усилителя высоких частот, опорный генератор., подключенный через синтезатор частот к высокочастотному входу модулятора, дополнительно введены «n» антенных модулей, каждый из которых включает высокочастотный излучатель и датчик температуры, приоритетное согласующее устройство, коммутатор данных, формирователь кадров информации, высокочастотный антенный коммутатор, анализатор состояния датчиков температуры, формирователь управляющих сигналов и программатор. Приоритетное согласующее устройство подключено через первый вход коммутатора данных и формирователь кадров информации к входу формирователя модулирующих сигналов. Основное согласующее устройство подключено ко второму входу коммутатора данных. Выход усилителя высоких частот подсоединен к входу высокочастотного антенного коммутатора, «n» выходов которого подключены к входам соответствующих высокочастотных излучателей антенных модулей. Выходы датчиков температуры антенных модулей подключены к соответствующим входам анализатора состояния датчиков температуры, выход которого подключен ко входу формирователя управляющих сигналов, к программному входу которого подключен программатор, а выходы управления подключены ко входам управления высокочастотного антенного коммутатора и коммутатора данных, при этом выход сброса подключен ко входу обнуления формирователи кадров информации. Выходы высокочастотных излучателей антенных модулей являются выходами устройства.

На фигуре 1 изображена блок-схема радиопередающего устройства.

На фигуре 2 приведены эпюры, поясняющие работу устройства.

На фигуре 1 приняты следующие обозначения:

1 - основное согласующее устройство;

2 - формирователь модулирующих сигналов;

3 - усилитель высоких частот;

4 - опорный генератор;

5 - синтезатор частот;

6 - модулятор;

7.1…7.n - антенные модули;

8 - высокочастотный излучатель;

9 - датчик температуры;

10 - приоритетное согласующее устройство;

11 - коммутатор данных;

12 - формирователь кадров информации;

13 - высокочастотный антенный коммутатор;

14 - анализатор состояния датчиков температуры;

15 - формирователь управляющих сигналов;

16 - программатор.

Устройство, блок-схема которого приведена на фиг. 1, содержит основное согласующее устройство 1, формирователь модулирующих сигналов 2, подключенный к модулятору 6, усилитель высоких частот 3, опорный генератор 4, подключенный через синтезатор частот 5 к высокочастотному входу модулятора 6. В устройство введены «n» антенных модулей 7.1…7.n, каждый из которых включает высокочастотный излучатель 8 и датчик температуры 9, приоритетное согласующее устройство 10, коммутатор данных 11 и формирователь кадров информации 12, высокочастотный антенный коммутатор 13, анализатор состояния датчиков температуры 14, формирователь управляющих сигналов 15, программатор 16.

Приоритетное согласующее устройство подключено через первый вход коммутатора данных 11 и формирователь кадров информации 12 к входу формирователя модулирующих сигналов 2. Основное согласующее устройство 1 подключено ко второму входу коммутатора данных 11. Выход усилителя высоких частот 3 подсоединен к входу высокочастотного антенного коммутатора 13, «n»; выходов которого подключены к входам соответствующих высокочастотных излучателей 8 антенных модулей 7.1…7.n. Выходы датчиков температуры 9 антенных модулей подключены к соответствующим входам анализатора состояния датчиков температуры 14, выход которого подключен к входу формирователя управляющих сигналов 15, к программному входу которого подключен программатор 16, а выходы управления подключены к входам управления высокочастотного антенного коммутатора 13 и коммутатора данных 11, выход сброса подключен ко входу обнуления формирователя кадров информации 12. Выходы высокочастотных излучателей 8 антенных модулей являются выходами устройства.

Устройство работает следующим образом. При подаче питающего напряжения на радиопередающее устройство формирователь управляющих сигналов 15 исходным сигналом (фиг. 2, эпюра а) устанавливает коммутатор данных 11 в режим, когда информация с основного согласующего устройства 1 через коммутатор данных 11 поступает на вход формирователя кадров информации 12. Если с выхода приоритетного согласующего устройства 10 формируется срочная или аварийная информация, то не зависимо от времени, когда она сформировалась, в начальный момент или позже, коммутатор данных 11 автоматически отключает информацию с выхода основного согласующего устройства 1 и подключает приоритетную с выхода приоритетного согласующего устройства 10 ко входу формирователя кадров информации 12. Сформированные кадры информации с выхода формирователя кадров информации 12 (фиг. 2, эпюра б) через формирователь модулирующих сигналов 2 поступают на модулятор 6, высокочастотный сигнал которого формируется синтезатором 5 и стабилизируется опорным генератором 4. Модулированные высокочастотные сигналы с выхода модулятора 6 усиливаются усилителем высоких частот 3 и поступают на вход высокочастотного антенного коммутатора 13 (фиг, 2, эпюра в), затем с выхода высокочастотного антенного коммутатора 13 поступают на высокочастотный излучатель 8 одного из n» антенных модулей 7.1…7.n (фиг. 2, эпюры д_1, д_n-1, д_n). Подключение выхода усилителя высоких частот 3 к высокочастотным излучателям 8 антенных модулей 7.1…7.n осуществляется формирователем управляющих сигналов 15 по программе, предварительно записанной в программатор 16 (фиг. 2. эпюры г₁, г_n-1, г_n) при отсутствии аварийных сигналов с датчиков температуры 9 (фиг. 2, эпюры e₁, e_n-1, e_n).

Анализатор состояния датчиков температуры 14 постоянно сравнивает температуру датчиков температуры 9 с заданными порогами и при превышении любого дает команду через формирователь сигналов 13 высокочастотному антенному коммутатору 13 отключить данный модуль и продолжить передачу ВЧ сигналов без перегретого антенного модуля, тем самым сохранив работоспособность всего радиопередающего устройства, повышая надежность передачи телеметрической информации с объекта контроля,

Кроме этого, анализатор состояния датчиков температуры 14 передает информацию об отключенном антенном модуле через блок формирователя управляющих импульсов 13 в формирователь кадров 12 для передачи данной информации в составе информационного кадра через радиоканал потребителю, т.к. выявленный отказ конкретного антенного модуля также является важной телеметрической информацией о состоянии объекта контроля.

Все вновь вводимые блоки выполнены по известным схемам: реализованы на современной цифровой элементной базе. Устройство в целом испытано в реальных условиях, получены положительные результаты, подтверждающие достижение заявленного технического результата.

Изобретение относится к радиотехническим системам связи и может использоваться для обеспечения получения телеметрической информации с борта летательных аппаратов. Техническим результатом является повышение надежности получения телеметрической информации с высокоскоростных летательных аппаратов в условиях воздействия высоких температур. Такой результат обеспечивается за счет того, что в радиопередающее устройство дополнительно введены антенный коммутатор, n антенных модулей с излучателями и датчиками температуры, анализатор состояния датчиков температуры, программатор, приоритетное согласующее устройство, формирователь управляющих сигналов, коммутатор данных и формирователь кадров информации с соответствующими связями. 2 ил.

Радиопередающее устройство, содержащее основное согласующее устройство, формирователь модулирующих сигналов, подключенный к модулятору, выход которого соединен с входом усилителя высоких частот, опорный генератор, подключенный через синтезатор частот к высокочастотному входу модулятора, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены n антенных модулей, каждый из которых включает высокочастотный излучатель и датчик температуры, приоритетное согласующее устройство, коммутатор данных, формирователь кадров информации, высокочастотный антенный коммутатор, анализатор состояния датчиков температуры, формирователь управляющих сигналов и программатор, при этом приоритетное согласующее устройство подключено через первый вход коммутатора данных и формирователь кадров информации к входу формирователя модулирующих сигналов, основное согласующее устройство подключено ко второму входу коммутатора данных, выход усилителя высоких частот подсоединен к входу высокочастотного антенного коммутатора, n выходов которого подключены к входам соответствующих высокочастотных излучателей антенных модулей, при этом выходы датчиков температуры антенных модулей подключены к соответствующим входам анализатора состояния датчиков температуры, выход которого подключен к входу формирователя управляющих сигналов, к программному входу которого подключен программатор, а выходы управления подключены к входам управления высокочастотного антенного коммутатора и коммутатора данных, при этом выход сброса подключен к входу обнуления формирователя кадров информации, кроме того, выходы высокочастотных излучателей антенных модулей являются выходами устройства.