Система радиосвязи Советский патент 1988 года по МПК H04B7/02 

хГИ

5 jgj

7 даЬ/П|

СО 00 СП

со о

СП

Изобреч еиие относится . к радиосвязи и может использопаться в космических и на- зомиых радиолиниях связи с повторным ис- Г1ользов;1нисм частоты, предназнг)чснных для нередгпи информации с гюмоии ю радиоволн.

Цель изобретения -- гювы1нснис помехоустойчивости.

На фиг. I нредставлена структурная электрическая схема предлагаемой системы радиосвязи; Fia фиг . 2 - структурная элек- трическая схема демодулятора основного сообщения; на фиг. 3 и 4 -- векторные диаграммы, поясняющие рабо.ту системы радиосвязи.

Система радиосвязи содержит генератор 1 сигналов, разветвитель 2 мощности, ам- плитудные модуляторы 3 и 4, противофазный усилитель 5, облучатели 6 и 7 псредаю- П1ей антенны 8, облучатели 9 и 10 приемной антенны И, суммарно-разностный блок 12, состоящий из сумматора 13 и вычитателя 14, демодулятор 15 дополнительного сообщения, демодулятор 16 основного ния, амплитудный ограничитель 17, фильтры 18 и 19 нижних частот(ФНЧ),блок 20 управления положением осей поляризации облучателей приемной антенны, ключ 21, фазовый детектор 22, фазоврап атель 23, линии задержки 24 и 25 и компаратор 26.

Демодулятор 16 основного сообщения состоит из фазового детектора (ФД) 27, ФНЧ 28 и генератора управляемого напря- жением (ГУН) 29.

Система работает следующим образом.

Генератор I сигналов формирует сигнал основных сообщений, модулированный по частоте или фазе основными сообщениями.

Этот сигнал имеет вид

и, (t) Ucos uyt+vf{t),(1)

где и-постоянная амплитуда сигнала;

4f«)-функция изменения фазы сигнала, соответствующая частотной или фазовой модуляции основными сообщениями So;

lo - угловая частота.

Сигнал {I) поступает на вход разветви- теля 2 мощности, с выхода которого сигнал разветвляется на два канала, в которых установлены амплитудные модуляторы 3 и 4, выполненные в виде высокочастотных усилителей. В них амплитуда проходящих сигналов изменяется противофазио по закону передаваемых дополнительных сообщений с помощью напряжений, снимаемых с проти- вофазногт) усилителя 5. При этом сигналы на выходах амплитудных модуляторов 3 и 4 следующие

U,(():U,I-fr({) ф(1)1;(2)

и, (t|-U, (l-r(t) со5(ш1+ v(t), (3) где и, (1) и и (t) - сигналы на выходах модуляторов 3 и 4 COOT- ветственно; Ц - постоянная амплитуда;

i({) функция изменения амплитуды сигналов, соответствующая дополнительным сообщениям 5д.

Сигналы (2) и (3) поступают на входы облучателей 6 и 7 передаюп1ей антенны 8. Передаюи1ая антенна 8 может быть сделана в виде зеркальной антенны с двумя облучателями 6 и 7 или в виде вибраторных антенн с соответствующими возбудителями. Облучатели 6 и 7 создают поля с ортогональной одно относительно другого линейной или круговой поляризацией. Сигналы, которые излучает передающая антенна 8, принимаются приемной антенной . Ее облучатели (возбудители) 9 и 10 имеют взаимно ортогональные линейную или круговую поляризации. Приемная антенна 1 I с облучателями (возбудителями) 9 и 10 выполнена аналогично передающей.

На фиг. 3 изображены векторы А, В поляризации волны, приходящих сигналов, а также оси X и Y поляризации облучателей 9 и 10 приемной антенны .11 (сс -: угол рассогласования по поляризации). На выходах облучателей 9 и 10 приемной антенны II получаем сигналы

U,(t)U, + f(t)lcos(ujt+v(t)- .sin o(.l--f(t) cos{iut-f f(t)-f

+ n,u(i).(4)

гдеП;,(1)-флуктуационная пбмеха в виде нормального гауссова щума составляющей оси X;

fi импульсная помеха составляющей оси.

Uy(t) и„С05о( 1-f(t)l COS Krt-|-f tf(t) -f и, sin 1 + f(t) +

+ p(t)l+ny(t)-fny, (t). (5)

гдеПу(1) -флуктуациоиная помеха в виде нормального гауссова шума составляющей оси Y;

Лу„({) импульсная помеха составляющей оси Y.

С выхода сумматора 13 получаем сигнал

U(+) (t) UMi)-f Uy(t)2U.(cos«.-f

+ f(t))-cosftyt+ f (t) -f |nx(t) -f

+ I4(t)) + (n,(t)-fn,y(t)l;(6)

U)(t)U, (t) LVt)-2UJf(t)cosc -sin (t)) + n(t)--nj,(t))4+ Пхи(1)-Пу„())-(7)

В качестве демодулятора 16 используется синхронно-фазовый демодулятор (СФД) (фиг. 2) с устройством отбраковки аномальных перескоков фазы, кратных 2ц радиан, возникающих во входной смеси сигнала с помехой под действием как флуктуацион- ных, так и импульсных помех, что позюля- ет повысить помехоустойчивость при воздействии комплекса помех на едииицы и десятки децибел в зависимости от базы сигнала.

СФД представляет собой устройство, выполненное на основе системы фазовой автоподстройки частоты.

СФД работает следующим образом.

На первый вход ФД 27 полается входной сигнал, а на второй вход - от ГУН 29. В результате перемножения на выходе ФД сигнал представляет собой биение между входными сигналами. Сигналы с частотой W и на выход детектора не проходят, так как они не проходят через ФНЧ 28. Напряжение биений с выхода ФД 27 (будем называть его управляющим) подается через ФНЧ 28 на управляющий элемент ГУН 29 (например, варикап о( С-контура генератора). ГУН 29 изменяет свою частоту. Причем, чем меньше частота биений, тем больше постоянная составляющая управляющего напряжения. В зависимости от знака мгновенного напряжения частота биений на выходе ФД 27 повышается или понижается. Будем считать ycлoв o, что управляющее напряжение, уменьшающее разность частот входного сигнала и ГУН 29 положительное, а увеличивающее - отрицательное.

Во время положительной полуволны управляющего напряжения скорость его изменения меньше, чем во время отрицательной. Это приводит к тому, что длительность положительного полупериода превыщает - длительность отрицательного, т.е. возникает постоянная составляющая напряжения управления, в результате действия которой все больще сближается частота ГУН 29 с частотой входного сигнала. При равенстве частот ГУН 29 и входного сигнала система входит в режим синхронизма, причем частота входного сигнала отслеживается с точностью до постоянной разности фаз. Кроме того, при начальной расстройке частот ГУН 29 н входного сигнала эта разность равна 90° и напряжение на выходе ФД 28 равно нулю. При изменении частоты входного сигнала меняется разность фаз между входным сигналом и сигналом ГУН 29. При этом на выходе ФД 28 возникает управляющее напряжение, пропорциональное разности фаз. Таким образом, если на входе ФД 28 присутствует сигнал, у которого меняется частота (случай частотной модуляции) или фаза (случай фазовой модуляции), то на выходе демодулятора 16, работающего в синхронном режиме, возникает напряжение, изменяющееся согласно закону изменения час- тоть или фазы входного сигнала, т.е. де- модулйрованное сообщение.

Между входным сигналом и сигналом ГУН 29 существует постоянный фазовый сдвиг. Для его компенсации в предлагаемое устройство введен фазовращатель 23 на 90°, с выхода которого поступает опорный сигнал, не содержащий информацию о по- .мехе, на демодулятор 15.

При воздействии на вход системы флук- туационного шума и импульсной помехи (ИП) на первый вход фазового детектора 22 поступает суммарный сигнал с выхода

амплитудного ограничителя 17, а на второй вход фазового детектора 22 - опорный сигнал с выхода фазовращателя 23. Возникающая разница между опорным и входным сигналами вызывает появление на выходе

ФНЧ 19 напряжения помехи. В случае превышения порога чувствительности компаратора 26 на его выходе появляется сигнал запрета, который закрывает ключ 21 и сигнал «Пораженный ИГ1 не проходит на вход демодулятора 16 на. время действия ИП.

При этом, как правило, постоянная времени ФНЧ 18 больше, чем время действия ИП. Таким образом, демодулятор 16 не выходит из состояния синхронизма на время действия ИП.

. В случае отсутствия на входе устройства ИП на выходе компаратора 26 сигнал, запрета отсутствует и ключ 21 открыт.

На время анализа помеховой обстановки и выработки сигнала управления для ключа 21 необходимо задержать суммарный сигнал в канале обработки с угловой модуляцией. На это же время необходимо задер- . жать и разностный сигнал в другом канале. для чего служат линии 24 и 25 задержки. Время задержки линий 24 и 25 задержки

выбирается одинаковым. Это время, в основном, определяется полосой пропускания ФНЧ 19.

С выхода демодулятора 15 сигнал идет на узкополосный ФНЧ 18, с помощью которого выделяется постоянная составляющая,, знак которой зависит от знака угла рассогласования л. С выхода ФНЧ 18 эта составляющая поступает на блок управления положением осей поляризации облучателей (возбудителей),, который поворачивает облучатели так, что угол о(. становится равным нулю. При рассогласовании в другую сторону (угол а - отрицательный) указанная составляющая положительная, облучатели повернуты в противоположную

сторону.

ФНЧ 18 имеет полосу пропускания, значительно меньшую по сравнению с шириной спектра функции. Поэтому ФНЧ 18 может пропускать только медленно меняющиеся сигналы, обусловленные изменениями взаимного положения антенн.

Блок 20 с помощью напряжения, снимаемого с ФНЧ 18, устраняет рассогласование между поляризацией приходя- щнх сигналов к поляризацией облучателей приемной антенны. При это.м система регулирования работает по принимаемому сигналу, несущему информацию о передавае- у1ых сообщениях.

Система регулирования работает и в случае, когда ортогональность приходящих сигналов jiapynJCHa. На фиг. 4 изображены векторы А и В поляризации приходящих сигналов и оси X и Y поляризации облучателей 9 к 10 приемной антенны 1,оСи - углы между векторами и осями поляризации. В этом случае блок 20 ставит облучатели 9 и 10 в положение X и Y, при котором ot р (показано пунктиром).

Формула изобретения

нижних частот, выход которого подключен к управляющему входу блока управления положением осей поляризации облучателей приемной антенны, а также демодулятор основного сообн1ения, при этом выход демодулятора дополнительного сообщения и выход демодулятора основного сообнгения являются выходами системы, отличающаяся тем,-что, с целью повыщения помехоустойчивости, на приемной стороне введены последовательно соединенные амплитудный ограничитель, первая линия задержки и ключ, выход которого подключен к входу демодулятора основного сообщения, последовательно соединенные фазовый детектор.

Система радиосвязи, содержащая на передающей стороне последовательно соеди-

пенные генератор сигналов, модулирован- j второй фильтр нижних частот и -компара- ных основным сообщением, и разветвительтор, выход которого подключен к второму

входу ключа, а также фазовращатель и вторая линия задержки, вход которой соединен с разностным выходом суммарно-разностного блока, а выход - с информацион- 20 ным. входом демодулятора дополнительного сообщения, причем управляющий выход опорной частоты демодулятора )сновного сообщения подключен к входу фазовраща- , выход которого подключен к опордкнен Гые приемную антенну с двумя облу- 25 У Демодулятора дополнительного чателями, блок управления положением oceviсообщения и опорному входу фазового деполяризации облучателей приемной антен-тектора, вход которого соединен с выходом

ны и суммарио-раэностный блок, посЛедо-амплитудного ограничителя, вход которого

вательно соединенные демодулятор допол-соединен с суммарным выходом суммарнонительного сообщения и первый фильтрразностного блока.

мощности, выходы которого соединены соответственно через первый и второй амплитудные модуляторы с облучателями передающей антенны,а управляющие входы первого и второго амплитудных модуляторов соединены с соответствующими выходами противофазного усилителя, вход которого является дополнительным входом системы, а на приемной стороне последовательно соенижних частот, выход которого подключен к управляющему входу блока управления положением осей поляризации облучателей приемной антенны, а также демодулятор основного сообн1ения, при этом выход демодулятора дополнительного сообщения и выход демодулятора основного сообнгения являются выходами системы, отличающаяся тем,-что, с целью повыщения помехоустойчивости, на приемной стороне введены последовательно соединенные амплитудный ограничитель, первая линия задержки и ключ, выход которого подключен к входу демодулятора основного сообщения, последовательно соединенные фазовый детектор.

второй фильтр нижних частот и -компара- тор, выход которого подключен к второму

Изобретение м.б. использовано в космических и наземных радиолиниях связи с повторным использованием частоты. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Система содержит г-р 1 сигналов, раз- ветвитель 2 мощности, амплитудные модуляторы 3 и 4, противофазный усилитель 5, облучатели 6 и 7 передающей антенны (А) 8. облучатели 9 и 10 приемной А П. сумм-арно- разностный блок 12. сумматор 13, вычислитель 14, демодулятор 15 дополнительного сообщения, демодулятор 16 основного сообщения, фильтр 18 нижних частот, блок 20 управления положением осей поляризации облучателей All. Введены амплитудный ог- раничитель 17, фильтр 19 нижних частот, ключ 21. фазовый детектор 22, фазовращатель 23. линии 24 и 25 задержки, компаратор 26. В качестве демодулятора 16 используется синхронно-фазовый демодулятор с устройством отбраковки аномальных пере- .скоков фазы, кратных 23i радиан. возник Ю- щих в входной смеси сигнала с помехой под действием как флуктуационных. так и импульсных помех, что повыщает помехоустойчивость. На время анализа помеховой обстановки и выработки сигнала управления для ключа 21 необходимо задержать суммарный сигнал в канале o6pa6otKH с угловой модуляцией. На это же время необходимо задержать и разностный сигнал в др. канале. Для этого служат линии 24 и 25 задержки, имеющие одинаковое время задержки. 4 ил. § СЛ

Вход

27

/V

к д}азо8рашс/телн}

23

вшод, - устроисшой

0

Фиг. г

фцг.З

Д ffcoslut+if(t)

В бшГсоиад

/l-UoLl f(t) B-Uol -/Wl

ФигЛ