Подвижная радиостанция Жирнова Советский патент 1986 года по МПК H04B7/26 

дополнительным входом блока времен- ной привязки, датчик скорости подключен к третьему входу элемента задержки, выходы которого соединены с

Изобретение относится к системам связи, расположенным на железнодорожном транспорте и осуществляющим дуплексную связь железнодорожного состава через ретранслятор с назем- ной станцией.

Специфическим условием таких систем является их работа в условиях помех от неподвижных предметов, сопутствующих трассе движения и попа- дающих в зону прямой видимости антенн подвижного объекта - ретранслятор ИСЗ (переходы, мосты, столбы подвески контактной сети и др.).

Цель изобретения - обеспечение непрерывности дуплексной связи при радиозатенении одной из антенн.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг.2 - схема блока решения; .на фиг.З - схема компаратора, линии задержки, синхронизатора на фиг.4 - временные диаграммы.

Подвижная радиостанция содержит два приемопередакядих узла 1 и 2, объ единенных в устройство радиосвязи и разнесенных в пространстве подвижного объекта, передатчики 3 и 4, дуплексеры 5 и 6, приемники 7 .и 8, антеяны 9 и 10, источник 11 инфор- мации, блок 12 управления передачей, состоящий из формирователей 13 и 1А сигнала блокировки передатчиков 3 и 4 и синхронизатора 15, блок 16 упра вления приемом.

Блок 16 содержит компаратор 17, блок 18 логического порога, линию 19 задержки, датчик 20 скорости, блок 21 решения, коммутатор 22, состоящий из элементов И 23 и элемента ИЛИ 24, блоки 25 и 26 памяти, переключатели 27 и 28, генератор 29 управляющего сигнала. .

. Блок 21 решения содержит формиро ватель отсчетов, состоящий из двух параллельных цепей, каждая из котовторым и третьим дополнительными входами блока временной привязки и являются первым и вторым выходами блока управления приемом, .

рых состоит из последовательно соединенных триггера 30 со счетным входом и дифференцирующей цепи 31, соединенных с анализатором рассогласования фаз двух потоков цифровой информации, состоящим из двух параллельных ветвей, триггеров 32 и 33 с раздельным запуском, а также элементы И 34 - 36, элемент ИЛИ 37, элементы И 38 и 39, элемент ИЛИ 40, счетчик 41 и элемент И 42, элемент ИЛИ 43, триггеры 44 и 45, элемент ИЛИ 46, триггер 47, элементы И 48 - 51.

Компаратор 17 содержит операционный усилитель (ОУ) 52, делитель 53 напряжения, элемент ИЛИ 54, диоды 55 и 56 развязки, инвертор 57.

Линия 19 эадержки состоит из триг .геров 58, элементов И 59, счётчиков 60 и элементов И 61.

Синхронизатор 15 состоит из триггеров 62 и 63, дифференцирукмцей цепи 64 и инвертора 65.

Кроме того, устройство содержит привод 66.

Подвижная радиостанция работает следукицим образом.

В системе спутниковой связи на ИСЗ стоит обычньй ретранслятор (без обработки принимаемых сигналов), групповой цифровой сигнал с временным уплотнением с центральной станци через ИСЗ ретранслируется всем абонентам региона. На передачу с подвижной радиостанции формируется цифровой групповой поток информации с временным уплотнением, состоящий из ограниченного числа каналов. Объект неподвижный. Идет обмен информацией подвижной радиостанции с центральной станцией через ИСЗ. При этом приемники 7 и 8 осуществляют прием группового потока информации и ИСЗ. Главные оси диаграмм направленности антенн 9 и 10 устройства по программе

и принимаемому сигналу приводами 66 направлены в точку состояния ИСЗ. На выходе приемников 7 и 8 имеют место сопутствующие сигналы: сигнал опорной частоты; сигнал тактовой час тоты; сигнал цикловой частоты.

В блоке временного разуплотнения каждого приемника 7 и 8 есть автоматическая подстройка частоты и фазы с наперед заданной точностью. Но эти два потока информации из-за пространственного разноса антенн 9 и 10 и угла места точки стояния ИСЗ относительно объекта сдвинуты друг относительно друга на фазовый угол, отнесенный к длительности элементарного символа двоичной информации (f) , величина которого зависит от скорости принимаемой информации. Причем фазовый угол является перемен- ным как по величине, так и по знаку .(зависит от эволюции движения объекта относительно точки стояния ИСЗ). Поэтому сравнение двух потоков цифровой информации на идентичность может быть.реализовано при условии ее записи в блоки 25 и 26 с последующим ее сравнением и принятием решения в статике.

Для этого сигнал информации с приемника 7 полагают основным (по ходу движения этот приемопередающий узел стоит вторым). С приемников 7 и 8 узлов 1 и 2 на блок 21 решения поступают опорная, тактовая и .цикло вая частоты для.организации взаимодействия элементов устройства, а информация с приемников 7 и 8 поступает на симметрично расположенные пары элементов И 23, через которые сигналы информации поступают с одного из двух приемников 7 и 8 через элемент ИЛИ 24, с которого она поступает абонентам. Через другую пару элементов И 23 информация поступает на два блока 25 и 26 памяти, причем записываются только одноименные циклы информации, для чего сигнал управления записью блока 21, например цикла информации приемника 8, фор- мируется из частоты итого же приемника 8.

По окончании записи цикла информации из сигнала управления выделяется импульс, соответствующий концу записи информации. Если первый импульс, соответствующий концу записи цикла информации, поступил на R-вход

триггера 32, при этом на его прямом выходе будет сигнал уровня логической единицы и как следствие э.того, на выходе элемента И 36 будет напряжение логической единицы, которое через элемент ИЛИ 37 даст разрешени элементу И 39 на проход сигнала опорной частоты. Этот процесс продолжится до тех пор, пока,не поступит аналогичный импульс, соответствующий концу записи цикла информации, по другому входу триггера 33, т.е. на S-вход триггера 33 изменяя его состояние. При этом рабочее состояние триггеров 32 и 33 останется до тех пор, пока через элемент И 35 не пройдет очередной импульс опорной частоты под действием разрешающих потенциалов триггеров 32 и 3 в элементе И 34, после чего прошедший импульс через элемент И 35 возвратит триггеры 32 и 33 в исходные положения путем воздействия на их RS-входы.

Количество прошедших импульсов через элемент И 39 характеризует величину рассогласования фаз с точностью, определяемой периодом опорной частоты.

Количество импульсов, пропорциональное рассогласованию фаз, с элемента И 39 поступает на логич еский порог, представлякяций собой, например, счетчик 41 импульсов и элемент И 42.

Если количество импульсов больше наперед заданного (логическим порогом) , то элемент И 42 выделит импульс, который произведет дополнительно изменение состояния триггера 30, а также обнуление рЗДа элементов, в которых находится записанная информация и сигналы подготовки управления для проведения анализа записей информации с приемников 7 и 8 на идентичность (так как циклы уже не могут быть идентичными).

Если рассогласование фаз меньше наперед заданного значения, то импульс, выделенный с элемента И 35, вернет в исходное состояние триггеры 32 и 33, обнулит счетчик 41, установит триггеры 44 и 47 в исходное состояние, при котором с инверсного вь1хода триггера 47 напряжение логи- . ческой единицы подготовит элемент И 49 в рабочее состояние, при котором опорная частота, поступающая

на блок 21 с приемника 7 через эле мент И 50, элемент ИЛИ 40,- через элемент И 49 поступит на генератор 29, с которого сигналы управления по N шинам поступают на одноименные, соединенные параллельно, входы переключателей 27 и 28, информационные входы которых подключены к одноименным ячейкам памяти блоков 25 и 26 памяти. Сигналы, записанные в блоки 25 и 26, через переключатели 27 и 28 под воздействием сигналов управления с генератора 29 поступают синх.ронно с блоков 25 и 26 на компаратор 17.

Компаратор 17, например, может быть построен на основе использовани операционного усилителя, у которого на входе стоят дифференциальные усилители, выходной сигнал с которого появляется только при воздействии разностных сигналов, что соответствует антисовпадениям одноименных элементов цифровой информации цикла. С выхода компаратора 17 сигналы анти совпадения поступают на блок 18 логического порога, но с другой константой. Если антисовпадения во время проверки двух циклов информации на идентичность ниже константы логичес- кого порога (это должно быть, так как объект неподвижен, затенений сигнала нет), последний (Н+1)-й импульс идущий по (К+1)-й шине, поступит из генератора 29 на блок 21 и возвратит триггер 47 в исходное состояние, при котором прекратиться поступление опорной частоты через элемент И 49 на генератор 29, а также через элемент ИЛИ 46 произведет.установку бло ков 25, 26, 18 и генератора 29 в исходное состояние для начала анализа новой пары цикла и т.д., при этом съем сигнала информации абонента идет только с приемника 7,а приемник 8 находится в режиме Контроля, ис- .пользуя информацию, идущую с приемлника 7 для сличения двух циклов на идентичность.

При передаче сигналы информации,. поступающие с абонентских аппаратов объекта в источник 11, объединены в один групповой поток импульсной последовательности, которая поступает на синхронизатор 15, передатчи- ки 3 и 4, соответствующие дуплексе- ры 5 и 6 и антенны 9 и 10. Причем сигналы управления передачей с выхс

да синхронизатора 15 через формирователи 13 и 14 соединены с передатчиками 3 и 4, разрешая прохождение информации на излучение с одной из двух антенн 9 и 10. Блокировку передатчиков 3 и 4 можно осуществить, например, путем снятия высокочастотного колебания возбудителя либо модулятора или в других элементах передатчиков 3 и 4.

При движении приводы 66 удерживают положение главных осей диаграмм направленности антенн 9 и 10 в точке стояния ИСЗ, при этом полагают, что в зоне между антеннами 9 и 10 по ходу движения нет затеняющих предметов. Обмен сообщениями продолжается. При проверке очередных циклов информации на идентичность с блока 18 логического порога поступает импульс на линию 19 залержки и на обнуление ряда элементов. Появление импульса с блока 18 логического порога зарактеризует уменьшение сигнала с антенны 10 на входе приемника 8 и как следствие - уменьшение соотношения сигнал/шум (так как полагают что между антеннами 9 и 10 нет затеняющих предметов), а плотность электромагнитной энергии в данной зоне постоянна. Теперь нужно импульс, соответствующий началу радиотени, с блока 18 задержать на время, необходимое для преодоления объектом расстояния, равного разносу антенн 9 и 10 приемопередающих станций 1 и 2, чтобы по нему (импульсу) осуществлялось перераспределение движения потоков информации в момент подхода радиотени к апертуре антенны 9. Объект движется с различной скоростью, поэтому задержку сигнала управления нужно производить с коррекцией по скорости движения объекта, которая осуществляется датчиком 20 скорости.

Импульсы, соответствующие началу радиотени и концу, а точнее, импульсы ухудшения приема информахщи и восстановления номинальной работы, задержанные на время преодоления объектом расстояния, равного разносу антенн 9 и 10, используются для переключения съема информации с приемника 7 через коммутатор 22, на съем сигнала с приемника 8 абоненту в момент подхода радиотени к апертуре антенны 9 и обратно и для организации передачи сообщения с подвижного объекта в момент подхода радиотени к апертуре антенны 9 и обратно только в точке изменения значения .символа двоичной информации, т.е. в момент перехода 1 в О и О в 1.

«

Таким образом, абонент наземной станции получает номинальный поток цифровой информации в реальном масштабе времени как на прием, так и на передачу на обоих концах радиолинии через ИСЗ.

На фиг.4 показаны: эпюра о - групповой поток цифровой информации с источника 11; эпюра - дифимпуль- сы (например, положительной полярности) группового потока; эпюры Ь Ир- импульсы начала и конца радиотени, т.е. точки времени, соответ- ствуклцие низкой и номинальной достоверности сигнала; эпюры а , е - привязка сигнала радиотени к тактовой частоте группового потока; эпюра ж - сигн ал управления работы передатчи- ком 3, 4, этот же сигнал, но снятьй с инверсного выхода, слузкит для управления работой другим передатчиком 4; эпюра ji - выход СВЧ-передат- чика 3; эпюра и - выход СВЧ-передатчика 4.

Линии связи от источника 11 и синхронизатора 15 до передатчиков 3 и 4 должны быть эквивалентны по величине задержки сигнала.

Элементы компенсации дестабилизирующих факторов радиоканала одной из двух приемопередающих станций 1 и 2 должны быть заблокированы на время радиозатенения, а управление

антеннами 9 и 10 переведено с авто- сопроврждейия .на управление по прог рамме. .

1.Подвижная радиостанция, содержащая два приемопередающих узла, каждый из которых состоит из приемника и передатчика, соединенных через дуплексер с антенной, источник информации, соединенный с входами передатчика каждого приемопередающего узла, коммутатора, информационные входы которых .подключены к выходам приемника каждого приемопередающего узла, управляющие входы соединены с выходами блока управления приемом, а выход является информационным выходом подвижной радиостанции, отличающая ся тем, что, с целью обеспечения непрерывности дуплексной связи при радиозатенении одной из антенн, в нее введены две последовательно соединенные цепочки, состоящие из блока памяти и пере- ключйтеля, а также блок управления передачей, причем шесть синхровхо- дов блока управления приемом соединены с синхровыходами приемников каждого приемопередающего узла, первьй и второй входы управления соединены с выходами переключателей, первьш и в-Торой дополнительные выходы коммутатора соединены с входами соответствующих блоков памяти, М дополнительные выходы блока управления приемом соединены с соответствующими управляющими входами переключателей, первьй и второй выходы управления блока управления приемом соединены с первым и вторьм управляющими входами блока управления передачей, третий вход которого подключен к выходу источника информации, а вьгходы блока управления передачей соединены с управляющими входами передатчиков обоих приемопередающих узлов. 2.Подвижная радиостанция по п.1, отличающаяся тем, что блок управления приемом состоит из блока временной привязки, соединенного с генератором управляющих сигналов, компаратора, блока порога, элемента задержки и датчика скорости, причем шесть синхровходов блока управления являются входами блока временной привязки, четьфе выхода которого являются выходами управления блока управления приемом, пятьш и шестой выходы подключены соответст-. венно к генератору управляющих сигналов и первому входу элемента задержки, N выходов генератора управляющих сигналов являются N дополнительными выходами управления блока управления приемом, первьй выход соединен с седьмым входом блока временной привязки, первый и второй входы компаратора являются первым и вторым входом управления блока управления приемом, выход компаратора через блок порога соединен с вторым входом элемента задержки и первым О) со ю

0ut.f

ьЙТЕГШ

cnwwigoaAxpM

OfftC fftOS

AmitvMfav fioeeetiKtcoSoNiai фвлJfotvveefei/S Фврноро втем у роЛмaepof.Mutfff fvtHOMt

ф1а.1

/luHvi 3e9epmm(t

KoHneflamofM

гГ nj-I m г-I

et.3

n rin

-(

ВНИИПИ Заказ 2461/59 Тираж 624 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, уп. Проектная, 4

f-In

- 7//////////// 7)t-