Система радиосвязи с однополосной модуляцией сигналов Советский патент 1986 года по МПК H04B7/26 

Изобретение относится к радиосвязи и -может использоваться в системах -УКВ радиосвязи с самолетами гражданской авиации.

Цель изобретения - снижение энергозатрат при обеспечении заданной помехоустойчивости.

На фиг. 1 и 2 представлена структурная электрическая схема предлагаемой системы; на фиг. 3 - эпюры напряжений.

Система содержит передающую сторону 1, приемную сторону 2, модулятор 3, возбудитель 4, усилитель 5 мощности, ключи 6 и 7, элемент НЕ 8, ждущий мультивибратор 9, дифференциальную цепочку 10, генератор 11 поднёс т;цей частоты, ключ 12, реле 13 приема-передачи, антенну 14, фазовый детектор 15, высокочастотный (ВЧ) ключ 16., усилительный тракт 17 приема, выс.окочастотньй (ВЧ) ключ 18, |делитель 19 частоты, гетеродин 20, усилитель 21, смеситель 22, фильтр 23 нижних частот, управляемый усилитель 24 постоянного тока, низкочастотный (НЧ) ключ 25, блок 26 аналоговой памяти, низкочастотньш (НЧ) ключ 27, управляющий элемент 28 амплитудный детектор 29 пилот-сигнала, логический элемент НЕ 30, цифро аналоговый преобразователь (ЦАП) 31, блок 32 Щ1ФРОВОЙ памяти, аналого-цифровой преобразователь 33, низкочастотный (НЧ) ключ 34, генератор 35 тактовьш импульсов, высокочастотный (ВЧ) ключ 36, усилитель 37, демодулятор 38, дифференциальнзпо цепь 39, логический элемент НЕ 40, ждущий мультивибратор 41, дифференциальную цепь 42,, широкополосный фильтр 43 пилот-сигнала, ускополосный фильтр 44 пилот-сигнала, RS-триггер 45, дифференциальную цепь 46, RS-триггер 47, усилители 48 и 49, дифференциальную цепь 50, логический элемент НЕ 51, низкочастотный тракт (НЧ) 52 приема, ждущие мультивибраторы 53 и 54, дифференциальные цепи 55 и 56, диоды 57 и 58, источник 59 команд на включение и выключение режима передачи.

Система работает следующим образом.

В момент t, начинается передача информации в направлении радиостанция Р, - радиостанция Р,, . При этом в точку А радиостанции Р, поступает

сигнал логический О, а радиостанции Р,- - логическая 1 (фиг. 3, эпюры Цдр , НДР ). В передающей радиостанции команда Передача поступает в модулятор 3, возбудитель 4, усилитель 5 мощности и дополнительно через дифференциальную цепь (ДЦ) 10 на вход ждущего мультивибратора 9. Запущенный указанной командой ждущий

мультивибратор 9 вьщает одиночный импульс уровнем логического О и длительностью Т (фиг. 3, эпюра U ). Этим импульсом запирается ключ-6 и отпирается ключ 7 (эпюра UQ ). При

этом сигнал генератора 11 поднесущей отключается от модулятора 3 и подключается к входу воздбудителя 4, чем исключается модуляция излучаемо-Го сигнала и -обеспечивается излучение на несущей частоте.

Уровень сигнала поднесущей подобран таким, чтобы на отрезке t, сигнал несущей излучался максимальной мощностью (эпюра,DC). По окончании

импульса, в момент t , ключ 6 открывается, а ключ 7 закрывается (эпюра Ug, Ug ), И начинается передача информации (и ). Время t выбирают минимальным, но достаточным для

процесса схватывания и окончания переходного режима в системе автоподстройки частот (АПЧ) на приемной стороне радиолинии. В то же время отрезок Т, не больше реализуемого

обычно в симплексных радиостанциях времени переключения режимов приемпередача (100-200 мс), в результате скорость обмена информацией не сни(Жается.

В радиостан.ции Р, , находящейся в момент t: в ждущем режиме (в режиме приема) ВЧ-ключ 16 закрыт,а ВЧ-ключ 18 открыт (эпюры , идр,. ), благодаря чему кольцо автоподстройки гетеродина 20 по собственному сигналу разомкнуто, а по пилот-сигналу замкнуто. При этом открыт ВЧ-ключ 36 (эпюра и), так что преобразованньй

о

пилот-сигнал, номинальная частота

которого равна эталонной частоте поднесущей (генератор 11) поступает с выхода смесителя 22 через ВЧ-ключ 36, усилитель 37, широкополосный фильтр 43, усилители 48 и 49 и ВЧключ 18 на вход фазового детектора 15 кольца АПЧ. В это кольцо, кроме указанных элементов, входят также фильтр 23, управляемый усилитель 24, ключи 25 и 27 (эпюры И и Ц ), блок 26,управляющий элемент 28, гетеродин 20, усилитель 21 и смеситель 22. Появление в момент t, сигнала на вы ходе амплитудного детектора 29 (эпю ра U;) не меняет состояния ждущего мультивибратора 53 и последующих элементов, поэтому НЧ-ключи 25, 27 и 36 остаются открытыми. В момент t появления сигнала на вьг:оде амплитудного детектора 29 передним фронтом сигнала через дифференциальную цепь (ДЦ) 56 запускается :кдущий мультивибратор 54 (эпюра Up), вьщающий импульс длительностью L, . Задний фронт этого импульса через ДТ 55 запускает ждущий мультивибратор 53, вьщающий импульс уровнем логического О (эпюра U). Этим импульсом закрывается ВЧ-ключ 36, так что с момента tj пилот-сигнал в систему АПЧ поступает только через узкополосный фильтр 44. ДлительностьТ импульса Up должна выбираться такой, чтобы этого времени хватало на процессе схватывания в системе АПЧ. Начиная с момента , происходит более точная подстройка частоты гетеродина 20 благодаря тому, что флюктуации фазы пилот-сигнала, отфильтрованного узкополосным фильтром 44, резко ослабляются. Для такой подстройки достаточно некоторого времени Т , и длительность импульса на выход ждущего ;Мультивибратора53 (эпюра UQ) как раз выбирается равной этому времени. В момент tj окончания этого импульса его задним фронтом через ДЦ 50 опрокидывается RS-триггер 45 (эпюра Uj), выходным напряжением которо запирается НЧ-ключ 25. С этого момента кольцо АПЧ прекращает свою работу и подстройка гетеродина 20 осуществляется напряжением с выхода блока 26. Очевидно, что требуется вьтолнить условие ,С тем, чтобы момент f окончания работы системы АПЧ наступил не ранее момента выключения пилот-сигнала (эпюра Ujj, Ujj). Одновременно напряже нием и выключается (при открытом ключе 12) генератор 11 поднесущей в случае приема сигналов с неподавленной несущей (АЗИ). -Это необходимо для предотвращения интерференционной помехи на выходе приемника, обусловленной биениями в смесителе 22 несущей сигнала последней промежуточной частоты и сигнала поднесущей, номинальные частоты которых совпадают. При приеме сигналов с подавленной несущей (АЗУ) ключ 12 закрыт внешней командой, при этом генератор 11 в момент7 не выключается, а сигнал его подается на синхронный детектор демодулятора 38. Сигнал с выхода RS-триггера 45 через логический элемент НЕ 51 (и ) используется также для отпирания низкочастотного тракта приемника 52 в момент t . Запиранием его до этого момента предотвращается прослушивание сигналов во время переходного процесса в системе АЯЧ. В момент t также открывается ВЧ-ключ 36. С момента t- начинается прием сообщений. В случае продолжительности сеанса приема выходной сигнал блока 26 может приобрести значительную погрешность. Для предотвращения недопустимого ухода частоты гетеродина 20 предусмотрен дополнительный канал цифрового запоминания управляющего сигнала, состоящий из аналого-цифрового преобразователя 33, блока 32, цифро аналогового преобразователя 31 и генератора 35 тактовых импульсов. В момент tj выходным сигналом RSтриггера 45 через дифференциальную цепь 46 и диод 57 запускается ждущий мультивибратор 41, длительность выходного импульса которого (U ) L выбирается достаточной для запоминания управляющего сигнала блока 32. В момент t окончания этого импульса задним фронтом его через дифференциальную цепь 42 и диод 58 опрокидывается RS-триггер 47. При этом ыходным сигналом его (U и и„, ) акрывается НЧ-ключ 27 и открывается Ч-ключ 34, так что вход управляюего элемента 28 переключается с выода блока 26 на выход канала цифового запоминания. В момент включения режима передаи происходят следующие процессы. игналом включения передачи (эпюры Vp, UAP момент t -j) открываеп открывается 18. Ч-ключ ID и закрывается ВЧ-ключ дновременно этот сигнал, поступая через логический элемент НЕ 30 и ДЦ -39 на неинвертирующий вход RSтриггера 45, переводит его в состояние, при котором выходными сигналами в топсах К К, М М и R открываются НЧ-клк)чи 25 и 27 и закрывается МЧ-ключ 34, производится сброс информации в блок 32 и запирается НЧ гракт 52, а также включается генератор 1 1 поднесущей в режиме АЗН (при A3I он не выключается). Тем самым замыкается кольцо автоподстройки гетеродина 20 по собственно му сигналу, что необходимо в связи с использованием его и в передатчик для формирования частоты выходного колебания в возбудителе 4, Управляемый усилитель 24 имеет высокое и нижкое значения коэффициента усиления, переключение которых осуществляется сигналом ТТд с выхода логического элемента НЕ 30. Высокое значение коэффициента усиления соот ветствует режиму автоподстройки гетеродина 20 по собственному сигналу когда вследствие включения в кольцо делителя 19 коэффициент передачи по кольцу падает. После выполнения элементами указанных автоматических команд радиостанция готова к передаче информаци по радиолинии в обратном направлении, а также к сеансу приема, который затем последует. Формула изобретения Система радиосвязи с однополосно модуляцией сигналов, содержащая на передающей стороне последовательно соединенные модулятор, возбудитель усилитель мощности, реле и антенну, а также генератор поднесущей частоты, при этом второй вход возбудителя является гетеродинным, а на приемНой стороне - последовательно соединенные приемный тракт, демодулятор и оконечный блок, э также гетеродин с системой автоподстройки частоты по пилот-сигналу, содержащий смеситель,- фильтр пршот-сигнала первый усилитель, фйзовый детектор, фильтр нижних частот, второй усилитель и управляющий элемент, о тличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат при обе печении заданой помехоустойчивости, в ней на передающей стороне введе кы три ключа, дифференциальная цепочка и ищущий мультивибратор, причем выход первого ключа через последовательно соединенные генератор поднесущей частот) и второй ключ соединен с выходом модулятора, второй вход которого соединен с вторым входом усилителя мощности и является входом команд на включение режима передачи, третий вход Модулятора соединен с выходом третьего ключа, обьединенного по входу с вторым ключом, второй вход которого через элемент НЕ соединен с выходом ждущего мультивибратора и вторым входом третьего ключа, второй вход усилителя через дифференциальную цепочку соединен с входом ждущего мультивибратора, первый вход первого ключа является входом Пуск, второй вход первого ключа является входом команд на переключение видов Модуляции, а на приемной стороне введены узкополосный фильтр пилот-сигнала, амплитудный детектор пилот-сигнала, шесть дифференцирующих цепей, три ждущих мультивибратора, два RS-триггера, три высокочастотных ключа, три низкочастотных ключа, управляемый усилитель постоянного тока, блок аналоговой памяти, блок .цифровой памяти, аналого-цифровой преобразователь, цифро аналоговый преобразователь , три логических элемента НЕ и делитель частоты, причем выход делителя частоты соединен с первым входом фазового детектора через первый высокочастотный ключ, управляющий вход которого соединен через первый логический элемент НЕ с источником команд на включение и выключение режима передачи, выход смесителя усилительного тракта при-. емника через второй высокочастотный ключ соединен с входом широкополосного фильтра пилот-сигнала ч через усилитель - с входом узкополосного фильтра пилот-сигнала, выходы этих фильтров соединены через усилители с входом амплитудного детектора и входом третьего высокочастотного ключаJ выход которого соединен с входом фазового детектора, а управляющий вход, - с источником команды включения-выключения режима передачи, между фильтром нижних частот и управляющ.им элементом cHCTet-ibi автоподстройки частоты гетеродина последова7тельно включены управляемый усилитель постоянного тока, первый низкочасто ный ключ, блок аналоговой памяти и второй низкочастотный ключ, параллельно которому последовательно .включены аналого-цифровой преобразователь, блок цифровой памяти, циф ро аналоговый преобразователь и третий низкочастотный ключ, управляющий вход усилителя постоянного тока соединен с выходом первого логического элемента НЕ, выход амплитудного детектора через первую дифференцирующую цепь, первый ждущий мультивибратор, вторую дифференцирующую цепь, второй ждущий мультивибратор и третью дифферен цирующую цепь соединен с инфертирую щим входом первого RS-триггера, выход второго ждущего мультивибратора соединен с управляющим входом второго высокочастотного ключа, неинвертирующий вход первого RS-триггера через четвертую дифференцирзпощую цепь подключен к выходу первого ло398гического элемента НЕ, выход первого RS-триггера соединен одновременно с управляющими входами первого низкочастотного ключа передатчика и первого низкочастотного ключа приемника, входом пятой дифференцирующей цепи и через второй логический элемент НЕ - с управляющим входом низкочастотного тракта приемника, выход пятой дифференцирующей цепи соединен с инвертирующим входом второго RS-триггера и через последовательно включенные третий ждущий мультивибратор и шестую дифференцирующую цепь - с неинвертирующим входом RS-триггвра, выход которого соединен непосредственно с управляющим входом третьего низкочастотного ключа и через третий логический элемент НЕ - с управляющим входов второго низкочастотного ключа, инвертирующий вход второго RS-триггера дополнительно соединен с входом., . сброса блока цифровой памяти.

Система радиосвязи с однополосной модуляцией сигналов содержит модулятор, возбудитель, усилитель мощности, антенное реле 13, антенну 14, генератор 11 поднесущей частоты, приемный тракт 17, демодулятор 38, оконечный блок 52, гетеродин 20 с системой автоподстройки частоты по пилот-сигналу. С целью снижения энергозатрат при обеспечении заданной помехоустойчивости введены ключи 6 и 7, дифференциальная цепочка 10, ждущий мультивибратор 9., элемент НЕ 8, узкополосный фильтр 44 пилот-сигнала , амплитудный детектор 29 пилотсигнала, RS-триггеры 45 и 47, высокочастотные ключи 16, 18 и 36, низкочастотные ключи 25, 27 и 34, управляемый усилитель 24 по стоянного тока, блок 26 аналоговой памяти, блок 32 цифровой памяти, аналого-циф-с чэ ровой преобразователь 33, цифро- аналоговый преобразователь 31, логи- /Л ческие элементы НЕ 30, 40 и 51 и делитель 19 частоты. 3 ил. 1C О5 to СА9 СР