Приемо-передающее устройство радиосвязи подвижных объектов Советский патент 1986 года по МПК H04B7/26 

Изобретение относится к системам связи, технические средства kOTOpbix раснолагаются на подвижных объектах, например, железнодорожном составе, автотранспорте и других, где имеют место кратковременные нарушения дуплексной радиосвязи из-за попадания в зону прямой видимости антенн подвижный объект ПО - ретранслятор ИСЗ (искусственного спутника Земли) неподвижных предметов, сопутствующих трассе движения. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости в условиях помех о радиозатенений. На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема -предлагаемого устройства в, системе связи, на фиг.2 структурная электрическая схема пере страиваемой линии задержки для подвижного объекта; на ф,11Г. 3 - структурная электрическая схема перестра иваемой линии задержки для стационарной станции, I Устройство содержит мультиплексор 1, передатчик 2, дуплексор 3, антенну 4, приемник 5, демультиплексор 6, дискретно перестраиваемые линии 7 и 8 задержки, элементы И 9 и 10, ИЛИ 11, измеритель 12 отношения сигнал/шум, инвертор 13, перестраива емую линию 14 задержки вход 15 уст ройства, причем перестраиваемая линия 7 (8) задержки подвижного обт екта содержит датчик 16 скорости движения объекта, элемент И 17, счетчик 18, триггер 19, элемент И 20, элемент ВДИ 21, элемент НЕТ 22, регистр 23 сдвига, ключ 24, регистр 25 сдвига коррекции времени задержки (КРС) ключ 26, элемент И 27, инвертор 28, элемент И 29, элемент ИЛ1 30, элемент И 31, шифратор 32, блок 33 оперативной памяти, формирователь 34 опорного сигнала, элемент И 35, формирователь 36, элемент И 37, преобразователь 38,, шифратор 39, гироско пические сервоприводы 40, а перестр иваемая линия задержки 14 содержит формирователь 41 опорного сигнала, элемент ИЛИ 42, элемент НЕТ 43, регистр 44, ключ 45, шифратор 46, эле мент И 47, инвертор 48, элемент И 4 дешифратор 50, блок 51 оперативной памяти, элемент И 52, формирователь 53, элемент И 54. Приемопередающее устройство рабо тает следующим образом. 27Х Объект движется, главные оси диарамм направленности антенн 4,наравлены в точку стояния ИСЗ, идет обмен сообщениями, т.е. осуществляется дуплексная связь, затеняющих предметов нет. На передающих концах радиолинии подвижный объект (0) - стационарная станция (СТ) сигналы информации, например в цифровой форме, вводятся в мультиплексор 1 через дискретно перестраиваемую линию 8, объединяются в один групповой канал два однотипных сообщения, сдвинутые во времени друг относительно друга на необходимое время t. На приемниках 5 стационарной станции эти сигналы принимаются, разделяются в демультиплексоре 6, первый поток поступает абонентам, второй поток - на закрытый элемент И 9. На входе приемников 5 действует номинальный уровень сигнала без отрывов из-за радиозатенений, поэтому С выхода измерителя 12 выделяется сигнал, например уровень логического нуля, который принят за исходное состояние. По этому сигналу включе- ны элементы компенсации дестабилизирующих факторов (ЛПЧ) в приемнике 5, этот же сигнал поступает на вход перестраиваемой линии 14 задержки подвижного объекта на регистр 23, триггер 19 с раздельным запуском, преобразователь 38, например ждущие мультивибраторы. Сигналы опорной импульсной последовательности поступают на формирователь 34 опорного сигнала, например, состоящий из двух триггеров, работаюп;их п режиме деления частоты с взаимной синхронизацией и дешифратора, на выходе формирователя 34 должны быть две импульсные последовательности со скважностью равной четырем или более и сдвинутыми друг относительно друга на 180 , Одна импульсная последовательность поступает через элементы ИЛИ 21 и НЕТ 22 на сдвигающий вход регистра 23 сдвига, продвигая сигнал, действующий на входы регистра 23 (т.е. потенциал логического нуля) , который через ключ 24 запрещает проход информации с выхода элемента. И 9. Вторая импульсная последовательность с другого выхода формирователя 34 поступает на элементы И 20, 35 и 31, где она не проходит, 3 так как на вторых входах элементов И 20, 35 и 31 действует сигнал уро ня логического нуля с измерителя 12 и триггера 19. Этот же сигнал с измйрителя 34 постунает на вход фо мирователя 36, который вьшолняет функции, аналогичные формирователю 34, и дополнительно делит частоту формирователя ЗА на два, т.е. част та его выходной импульсной последовательности должна быть в два раза ниже, а скважность равной четырем или более. На сигнальный вход регистра 25 сдвига коррекции времени задержки поступает сигнал уровня, логического нуля, па выходе его также имеет место сигнал уровня логического нуля, так как перерывов радиоканала не бьшо, на выходе ключа 26 и элемента И 27 - потенциал уровня логического нуля, под воздействием которого элемент HIlT 22 пропускает сигнал импульсной последовательности, а сигнал с ключа 26 инвертирует ся и дает разрешение проходу опорной импульсной последовательности с,формирователя ЗА через элементы И 29, Ш1И .30 на сдвигающий вход регистра 25. Опорная импульсная после довательность через формирователь 36 поступает на элемент И 37. Ввод сигнала коррекции блокируется выходным сигналом перестраиваемой линии 1А, т.е. выходным сигналом с ключа 2А в элементах И 27 и 37. Сиг нал с выхода триггера 19 блокирует проходимпульсной последовательности с формирователя ЗА через элемент И 31 на шифратор 32 (количество импульсов - код), с которого в этом случае идет определенная кодовая последовательность на ключ 26 и бло 33 оперативной памяти, с выхода которого идет потенциал уровня логического нуля, а съем сигнала с регистра 25 устанавливается с отвода, соответствующего максимальной за-держке. Перестраиваеная линия 1А стационарной станции также выдает сигнал уровня логического нуля, так как на вход приемника 5 поступа ет номинальный уровень сигнала через ретранслятор ИСЗ. Этот сигнал поступает также на сигнальный вход регистра АА сдвига, на элемент И А7 и через инвертор А8 на элемент И А9 на второй вход которого поступает 274 сигнал с демультиплексора 6 (кодовая посьшка), который указывает на необходимость коррекции по времени и задержку сигнала управления рсгистра АА по скорости движения. Сигнал опорной импульсной последовательности с демультинлексора 6 поступает на формирователь (аналогичный фop иpoвaтeлю ЗА),, с которого сигнал nocTynaet через последовательно соединенные элементы Ш1И А2 и ПЕТ A3 на сдвигаю ций вход регистра АА,- на сигнальный вход которого поступает сигт1ал управления уровня логического нуля. Следовате: Ы о, на выходе регистра АА, ключа А5 идет сигнал уровнялогического пуля. Другой выход формирователя А1 через формирователь 53 (аналогичный .фop иpoвaтeлю 36) блокируе.тся в элементе 1 5А, так как на его второй вход воздействует сигнал с ключа А5 уровня логнчес1сого нуля. Описанное состояние элементов имеет место, когда по трассе движения нет затеняюццгх неподвижных, нредметоп. Рассмотрим взаимодейств.ие элементов, когда aHTeinia А подвижного объекта входит в радиотень: от неподвижного предмета. По мере входа , апертуры анте1П1ы А в тень- сигнал на входе приемника 5 уменьшается и, как следствие, уменьшаетсмт соотно-;шение сигнал/шум, т.е. этот фрагмент времени связи характеризуется пони- жением достоверности приема coo6nie- ния. По достижении уровня фиксации измеритель 12 выдает сигнал уровня логической единицы, который своим действием блокирует работу .AJT4 в приемнике 5 и в демультиплексоре 6 и поступает на сигнальный вход регистра 23. Сигнал начинает продвигаться импульсами опорной частоты формирователя ЗА. Передним фронтом сигнала с измерителя 12 триггер 19 изменяет свое состояние на обратное, т.е. с его прямого выхода генерируется сигнал уровня логической единицы, открывая элемент И 17, через которьп поступают импульсь с атчика 16 скорости движения на счетчик 18, а также через преобраователь обнуления блока 33 пеоатнвной памяти. Выходной сигнал с триггера 19 от крывает проход опорного сигнала с второго выхода формирователя 34 через элемент И 20 так, что на выходе элемента ИЛИ 21 идет удвоенная частота опорной импульсной последовательности формирователя 34, ускоряя проход сигнала управления через регистр 23 на величину, равную длине радиотени на апертуре антенны 4 от начала до момента фиксации наличия радиозатенения. Этот же сигнал (с триггера 19) поступает на сигнальный вход регистра 25 для коррекции времени задержки, т.е. на увеличение времени задержки, равную удвоенной величине предьщущей коррекции на упреждение выхода сигнала управления с регистра 23 через ключ 24. Для этог с триггера 19. вводится в регистр 25 и продвигается по нему сигналом опорной частоты с формирователя 34, элементы И 29, ИЛИ 30, так как на втором входе элемента И 29 имеется разрешаюпщй потенциал уровня логической единицы. Этот про цесс длится до тех пор, пока на вых де регистра 25 и ключа 26 не появит ся начало cnrnkna коррекции времени управления, т.е. сигнал уровня логической единицы, который останавливает движение сигнала коррекции в регистре 25, т.е. блокирует проход опорной частоты формирователя 34 на сдвигающий вход регистра 2 в элементе И 29. Это необходима для того, чтобы не исключить введенного упреждения выхода сигнала управления с регистра 23 до начала выхода сигнала управления с регистра 25, т.е регистр 25 подготовлен к вьщаче коррекции времени задержки сигнала управления в регистре 23. Сигнал опорной частоты с формирователя 34 через эле1; ент И 31 поступает на шифратор 32, представляющий собой, например, счетчик и дешифратор с вьбсодами, количеством импульсов опо ной частоты, соответствующим длител ности импульса с триггера 19, згстанавливаетсясоответствие скорости наступления радиотени на апертур антенны 4 двоичному коду, по которо му устанавливается съем сигнала с ключа 26 с соответствующего вывода регистра 25. Эта кодовая комбинация вводится в блок 33 оперативной п 6276 мяти. По длительности сигнала управления блока 11, который соответствует определенному количеству импульсов опорной частоты, шифратор 39 формирует сигнал (код), по которому устанавливается соответствующая величина задержки ключом 24 в регистре 23. Во время появления сигнала управления съемом сигнала информации на выходе ключа 24, эта точка соответствует моменту переключения съема сигнала информации с элемента И 10 вместо съема информации с элемента И 9 в упрежденной точке. В этот же момент начинает вводиться коррекция по увеличению времени задержки, так как выходной сигнал с ключа 24 открывает элементы И 37 и 27. С выхода элемента И 27 сигнал уровня логической единицы блокирует проход опорной частоты в элементе НЕТ 22 в течение времени, пропорционального длине радиотени, радной половине диаметра апертуры антенны 4. Это происходит так. Сигнал опорной частоты с формирователя 34, поделенный на два, в формирователя 36 через открытые элементы И 37 и ИЛИ 30 воздействует на сдвигающий вход регистра 25, начало которого находится в конце памяти регистра 25, и продвигается поэлементно на выход сигналом импульсной последовательности в два раза меньше частоты ДО тех пор, пока сигнал не спишется полностью с регистра 25, так как в регистр 25 введен сигнал уровня логической единицы, меньшей емкости регистра 25. Когда этот сигнал полностью спишется из регистра 25, открывается элемент НЕТ 22 и начинает поступать сигнал опорной частоты номинального значения частоты с формирователя 34, продвигая по элементам памяти регистра 23 сигнал управления. По окончании действия радиозатенения измеритель 12 изменяет уровень выходного сигнала, т,е. генерирует сигнал уровня логического нуля. Конец этого сигнала (отрицательный импульс) чере преобразователь 38 включает блок 33 оперативной памяти на считьтание, в котором зафиксиро.вана кодовая комбинация, соответствующая необходимой величине коррекции упреждения и задержки сигнала управления съемом информации на стационарной станции. На стационарной станции в момент начала радиозатенения также фиксиру ется понижение отношения сигнал/шум ( измерителе 12, по которому блокируются элементы компенсации де стабилизирующих факторов. Сигнал уровня логической единицы поступает на сигнальный вход регистра 44 и элемент И 47, с выхода которого сиг нал опорной частоты формирователя 41 поступает на шифратор 46, которы в коде выдает сигнал на ключ 45, при появлении сигнала на входе приемника5 для установки необходимого времени задержки, соответствующего величине радиотени по уровню отсчета сигнала минус 2,5 дБ. Для того, чтобы осуществить переключение съема сигнала информации в упрежденной точке, сигнал в кодовой комбинации, выданный с блока 33 опе ративной памяти, выделяется и посту пает через элемент И 49 на дешифратор 50, с него преобразованный сигнал в виде уровня логической единицы, пропорциональный неличине необ ходимой коррекции на упреждение, вводится на элемент И 52, с которого сигнал опорной частоты с формирователя 41 проходит на вход элемента ИЛИ 42, с которого.идет импульсная последовательность удвоенной частоты на сдвигающий вход регистра 44. Одновременно сигнал с дешифратора 50 вводится в блок 51 оперативной памяти. Когда сигнал, управления регистра 44 достигает выхода с ключа 45, что соответствует моменту времени съема сигнала информации в упрежденной точке, своим действием он открывает проход сигнала в элементе И 54 с выхода формирователей 41 и 53 на вход считывания блока 51. Сигнал коррекции, записанньй в блоке 51, при этом блокирует проход опорной частоты в элементе НЕТ 43 на время, пропорциональное удвоенной величине времени коррекции: одна величина коррекции компенсирует ранее введенное упреждение., а другая увеличивает задержку с целью возвращения в исходное состояние съема сигнала информации п точке номинальной достоверности сигнала. Таким образом, осуществляется переключение съема сигнала 1П формации абонента на обоих концах радиолинии в точках текущего времени, соответствующих номинальному соотношению сигнал/шум, т.е. величина вероятности ошибки сообщения у абонентов- дуплексной радиолинии не зависит от состояния движущегося объекта, т.е. когда подвижный объект на-. ходится в состоянии покоя или движения . Формула изобретения Приемопередающее устройство радиосвязи подвижных объектов, содержащее антенну, соединенную через дуплексер с передатчиком и приемником, а также мультиплексор, соединенный с передатчиком, и приемник, соединенный с демультиплексором, отличающееся тем,- что, с целью повышения помехоустой гивости в условиях помех от радиозатенеиий, в него введены две дискретно перестраиваемые линии задержки, измеритель отношения сигнал/шум, перестраиваемая линия задержки, инвертор, два элемента И и элемент ИЛИ, причем входы мультиплексора соединены с выходами перестраиваемой линии задержки непосредственно и через первую дискретно перестраиваемую линию задержки, входы информации которой соединены с выходами мультиплексора, выход Измерение приемника соединен с входом измерителя отношения сигнал/шум, выход которого соединен с входами регулировки приемника, демультиплексора и перестраиваемой линии задержки,информационные выходы которой непосредственно и через инвертор соединены с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, а вторые входы - соответственно с выходами демультиплексора непосредственно и через вторую дискретно перестраиваемую линию задержки,вход которой объединен с входом первой дискретно перестраиваемой линии задержки, а информацпо1П ый выход демультиплексора соединен с входом перестраиваемой линии задержки.

BnOKlnSSj д6ии ущеввся объекта

11

-адТ®1®

W.

7,75

-г10,13

фиг.З

7,15 W,13