Способ многократной радиопередачи Советский патент 1944 года по МПК H04B7/12 

Высо-кочастотная часть коротковолновых передающих устройств способна пропустить полосу частот во много раз большую, чем это нужно для телефонной, телеграф.ной и фототелеграфной работы. Это обстоятельство позволяет осуш,ествить многократное использование передающего оборудования. Однако, лишь немногие из предложенных систем многократной радиопередачи используют всю полосу передатчика, обычно ограничиваясь полосой, соответствующей одному передачи (9 кгц), тогда как оконечные каскады коротковолновых передатчиков и коротковолновые антенны могут пропустить более широкую полосу частот порядка 30-40 КГЦ. Расстановка несущих частот отдельных кгиалов на 7- 10 КГЦ и более дала бы возможность использовать стандартную приёмную аппаратуру.

Многокр-йтное использование мощных каскадов передатчика, возбужг даемых генераторами различных частот, вызывает при практическом осуществлении ряд технических трудностей. Требуется линейность г.мп.штудных характеристик каскадов, усиливающих одновременно несколько частот, и в,связи с этим

оолее высокая стаоильность режима передатчика. Этим способом можно практически осуществить многократное использование только последних ДВух каскадов, работающих в режиме усиления. При этом мощность, приходящаяся на каждый канал передачи, если не принять специальных мер для фазирования несущих частот отдельных каналов, обратнопропорциональна квадрату числа каналов, поэтому более чем двукратное использование передатчика этим способом: вряд-ли целесообразно.

Все этп затруднения в указанном способе многократной передачи вызвгны тем, что многократно ИСпользуемые каскады должны одновременно усиливать несколько частот. С точки зрения режима передатчика значительное преимущество на стороне тех систем, в которых передатчик в каждый MONieHT времени генерирует только одну частоту.

Для передачи телеграфных сигналов нет необходимости излучать несущую частоту непрерывно, так как достаточно передавать каждую телеграфную посылку лишь несколькими импульсами несущей частоты. Такого рода передача имеется прк

радиотелеграфировании модулировйиными колебаииями.

Таким образом имеется возможность: с одной стороны, осуществить требование, чтобы нередатчик F каждый данный момент генерировал только одну частоту, а с другой - осуществить нередачу отдельньгми импульсами несущей частоты. Предлагаемый способ и основан на том, что нередатчик генерирует поочерёдно ИМнульсьг разных частот. .Последовательность импульсов одной частоты образует «несущую .для одного каиала. Частота чередования импульсов зависит от скоро сти телеграфной- манипуляции - на самую короткую . телеграфную посылку ДОЛЖНО приходиться не менее трёх импульсов несуш ей частоты.,

Телеграфная манипуляция в каждом из каналов сводится к управ.лению излучением и fflyльcoв соответствующей этому каналу частоты: при нажатии ключа передатчик излучает «мнульсы данной частоты, при отжатии - излучение этих импульсов прекращается.

Приём каждого канала осуществляется самостоятельным приёмным устройством- Для того чтобы было возможно полное разделение каналов без взаимных помех, и для исключения помех другим линиям радиосвязи необходимо ограничить излучаемый снектр, соответствующий каждому «3 каналов.

Для этого,согласно изобретению, фронт импульсов каждый частоты сглаживают при помощи модулятора передатчика.

Описываемый метод многократной передами мОЖет быть применён для телеграфии и фототелеграфии, хотя в последнем случае излучаемый спектр частот заметно расщиряется, что ограничивает применимость метода.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1-9 прилагаемого чертежа.

На фиг. 1 показана скелетная схема многократной радиопередачи, выполняемой по предлагаемому способу; на фиг. 2 показаны телеграфные посылки и импульсы, излучаемые передатчиком соответственно манипулированию каждого из трёх возбудителей п& схеме на фиг. 1; на фиг. 3- схема устройства для скругления импульсов; на фиг. 4- форма импульсов, служащих для скругления фронта, и импульсов,, излучаемых передатчиком; на фиг. 5 изображён вариант схемы многократной передачи с применением одного кварцевого возбудителя; на фиг. 6- схема электронного переключателя каналов; на фиг. 7- ваь риант схемы передачи; на фиг. 8 « 9 поясняются способы расстановки частот каналов.

Простейшая блок-схема передатчика, выполняемого по предлагаемому способу, изображена на фиг. 1. Устройство, показанное условно в виде вращающегося переключателя П, последовательно подключает каждый из возбудителей (генераторов) 1, 2, 3 (число каналов и соответствующее ему число генераторов может быть и больщим:) к буферному каскаду передатчика ПР. В цепи каждо,го из возбудителей включён свой манипулятор М. Специальное устройство СФ вырабатывает импульсы низкой частоты, подаваемые на модулятор передатчика для скругления фронта импульсов несущей частоты.

Все контуры передатчика настраиваются на некоторую среднюю частоту.

Форма импульсов соответственно манипуляции каналов при трёхкратной передаче показана на фиг. 2. Аналогичное преобразование посылок имеет место и при другом числе каналов.

Надёжность связи при многократной передаче описываемьсм методом определяется следующими соображениями. Амплитуда импульсов несущей частоты соответствует номинальной мощно1сти передатчика. Среднее значение мощности, приходящейся на один канал, в первом приближении падает пропорционально числу каналов. Наличие модуляции несущей частоты каждого из каналов ослабляет селективные замирания При применении приемников с полосой, достаточной для

пропускания несущей и первой пары боковых частот.

По излучаемому спектру каждый из каналов передачи р авноценен телеграфно.му пере,а,атчику, работающему модулированными колебаниями (с огибающей модуляцией, близкой к трапецоидальгной). Поэтому каждый из каналов занимает в эфире большую полосу, чеМ это нужпо для передачи с заданной скоростью.

Для сужения излучаемого спектра необходимо максимально снизить частоту -модуляции несущей (в }1ащем случае - частоту чередования импульсов) и уменьшить интенсивность высших гармЮН-ических составляющих огибающей модуляции, для чего необходимо сгладить соответствующим образом фронт каждого импульса устройством СФ.

Частота чередования импульсов - назовём её «частотой коммутации - при скорости ма-нипулядии в 400 у. р. т. должна быть порядка 800 герц. Что касается формы импульсов, то при числе каналов до трёх можно при соответствующем скруглении фронта импульсов несущ,ей считаться только с первыми четырьмя гармониками огибающей модуляции.

Таким образом спектр излучения одного канала имеет Ц1ирину порядка 800 X 4 X 2 6400 герц.

Таким образом при трёхканальной передаче, в случае применения обычных приёмных устройств, передатчик будет занимать в эфире такую же nOvTOcy, какую при сущестеующем распределении частот занимают три передатчикаРазность несущих частот отдельных каналов может быть установлена любой, в пределах от 7 до 50 КГЦ. Расстановка частот для двукратной пё:редачи изображена на фиг. 8. При при-мененИИ; специальных узкополосных приемников возможно более рациональное использование эфира расстановкой частот так, как это показано на фиг. 9. В П9следнем случае необходимо ограничить спектр частот манипуляции посредст.вом сглаживания фронта си1гкг1л6в манипуляции.

Существенным элементом схе-мы многократной передачи являет-ся устройство для сглаживания фронта СФ импульсов, излучаемых передатчиком. Назначением; этого устройства, как уже указывалось, является ограничение спектра -излучения, соответствующего каждому каналу передачи. Одна из возможных схем скругления фронта кмпульсов, использующая модулятор передатчика, изображена на фиг. 3. Напряжение от п-фазного звукового генератора., питающего электронный переключатель каналов (см. фиг. 6), подаётся через регулятор фазы РФ на п-фазн-ый вьгпрямитель, работающий с большой отсечкой. Импульсы выпрямленного тока усиливаются и ограничиваются по максимуму. Полученные в результате ограничения импульсы прямоугольной формы (фиг. 4) пропускаются через дроссельный фильтр ДФ, который скругляет их скаты. .Импульсы низ-. кой частоты со скруглённым скатом (импульсы от СФ) подаются на модулятор передатчика. В результате модуляции импульсы частоты, излучаемые передатчиками, принимают огибающую, соответствующую по форме импульсам на входе модулятор-а.

Регуля-тор фазы РФ необходим для совмещения по фазе импульсов СФ и импульсов высокой частотыПри правильной установке фазы скаты огибающей модуляции сп-Мг метричны относительно импульсов высокой частоты.

В схеме по фиг. 1 возбудители 1, 2, 3 генерируют частоты, которые после умножения в передатчик-е непосредственно дают нужные несущие частоты каналов в эфире Так как частоты возбудителей в это случае весьма высоки, то для получения требуемой стабильности частот в каждом из возбудителей должна быть применена кварцевая стабилизация.

В стандартных передатчиках, имеющих один кварцевый возбудитель, значительно удобней схема многократной передачи, показанная на фиг. 5. В этой схеме нужные частоты по -лучаются при помощи балансного .модулятора Карсона. В качестве ба . .шнсного модулятора может быть использован буферный каскад, до полненный второй лампой, который сохраняет функции буфера, работая без сеточного тока. К сеткам ламп Л-1 и Л-2 подво дятся в одинаковой флзе напряже ние генерируемой кварцем частоты f и в противоположных фазах на пряжение, одной из частот fl fa, f: от генераторов 1, 2, 3. В анодной цепи балансного каскада текут токи частот f -f- fi и f - fi (fi - частота того из вспомогательных генераторов, который подключён в рассматриваемый момент к балансному каскаду). Если частота fi достаточно велика, то соответствующей настройкой контура можно выделить одну из этих частот. Выделенная частота используется далее для возбуждения передатчика. Подключая к балансному каскаду последовательно генераторы 1, 2, 3, получаем на выходе передатчика поочерёдное излучение разных частот, как и в схеме фиг. 1. Этот способ получения нескольких частот обладает следующими преимуществами: а) генераторы 1, 2, 3 имеют сравнительно низкие частоты -порядка Ю- ГЦ и могут быть поэтому стабилизированы параметрически. Абсолютная нестабильность частоты генератора с параметрической стабилизацией iB области частот Ю - 3; 10 ГЦ составляет около 60 - -100гц. Такого же порядка абсолютная нестабильность эксплоатационных генераторов с кварцевой стабилизацией в области частот 1-2 10 ГЦ -при ирименении кварцевых пластин с низким температурНЫ1М коэфициентом. Меняя частоты генераторов 1, 2, 3, мы меняем частоту передатчика. Таким образом При этой схеме мы имеем возможность плавно изменять несущую частоту каждого из каналов, что чрезвычайно ценно для эксплоатации. Этот способ плавного изменения частоты передатчика, по:зволяющий с Hai6opOM -и-з нескольких кварцев непрерывно перекрыть весь рабочий диапазон, много проще, чем пр гменение коротковолноВого В10збудитс,-1я с параметрической стабилизацией; б)эта же апцарй1тура позволяет осуществить одновременную телефонию и телеграфию по способу, описанному в авт. свид. Л 46329; в)апнаратура получается более простой и компактной. Мощность вспомогательных генераторов должна быть порядка нескольких ватт. На фиг. 6 приведена одна из воз.можнь х схем электронного переключателя л-генераторов каналов и телеграфной манипуляции. Напряжение звуковой частоты от п-фазного генератора (п - число каналов) подаётся через диоды на управляющие сетки разделительных ламп РЛ. Отрицательная полуволна фазного напряжения запирает соответствующую этой фазе разделительную лампу, включённую в тракт возбудителя канала. При положительной полуволне разделительная лампа открывается. Подбором постоянного отрицательного с.мещения время, в течение которого разделительная лампа данного канала открыта, устанавливается равным одной п-й части периода звуковой ча-стоты, чем и доСтигается поочерёдное вс&буждение передатчика частотами каНало1В1. Назначение диодов Д1 - Д//, включённых в |цепь звуковой частоы, заклгочается в том, чтобы преохранить сетки разделительных амп от попадания на них положи;ельного потенциала, т. е. устаноить возможность появления сеточых токов, могущих нагрузить заающие генераторы каналов. В схемах по фиг. 1 и 5 телеграфая манипуляция осущ,ествляется в епи каждого из задающих геераторов до слияния каналов. При то.м маницуляция имеет место в ервом же каскаде после кварцеао. Это не должно сказаться на реиме последнего, так как балансй каскад работает в очень лёгком жиме без сеточного тока и, слевательно, «агрузка кварца при нипуляции не будет меняться.

Возможно также осуществить манипуляцию в одном из последующих каскадов передатчика, общем для всех каналов.

Такая схема показана на фиг. 7. Вместо применения нескольких вспомогательных генераторов здесь И|снользуется один генератор А, который даёт несколько- частот. Изменения частоты производит механизм Пь условно изображённый в виде переключателя, подключающего к контуру генератора А различные ёмкости; Телеграфная манипуляция производится .на любой каскад передатчика. Манипулируемый каскад заперт соответствующим смещением; синхронно и синфазно с изменением частоты генератора А на этот каскад подаются имиульсы, открывающие его. При нажатии на всех каналах каждой частоте генератора соответствует свой открывающий имиульс. Если на части каналов в рассматриваемый момент должно быть отжатие, то открывающие импульсы, соответствующие частотам этих каналов, не лгадаются на манипуляторы. Манкпуляционное устройство изображено условно в виде механического переключателя Па, вращающегося сиихроННО и синфазйо с переключателем Oi, Имеханических реле Pi, Ра, Рз. Функции переключателей Hi - Yl-2 и механических реле могут выполняться электронными лампами. В , качестве элемента, изменяющего частоту генератора, можно применить одну из известных схем, в которЫХ электронная лампа ведёт се-бя как реактивность.

Преимуществом схемы фиг. 7 яв.ляется то, что она позволяет получить больщее постоянство разности частот каналов, чем предыдущие схемы, - это может быть использовано при расстановке частот согласно фиг. 9.

Основные преимущества пр едлагаемого метода, многократной ра.диопередачи с округлением ф.ронта импульсов сводятся к следующему:

1. Незначительная потеря- мощ.ности.

2.Простота и малые габариты дополнительного устройства к передатчику.

3.Работа передатчиков в телеграфном режиме (высокий к. п. д.) при отсутствии специальных требований к режиму передатчика.

4.Система может быть введена в эксплоатацию без изменений илп дополнений в приёмной аппаратуре5.Отдельные каналы могут быть и спользовгны для связи с разными корреспондентами, находящимися в одном направлении и. примерно, на одном расстоянии. Географическое распределение нащих магистральных связей допускает щирокое использование этой возможности.

6.ПримененИе метода не потребует изменения в оконечной телеграфной аппаратуре.

К недостаткам следует отнести:

а)Каждый канал -передачи занимает самостоятельный канал в эфире. „Таким образом этот метод, давая уплотнение , использования передатчика, не даёт уплотнения в использовании эфира.

Спектр каждого из каналов .соответствует спектру тонально модулированного передатчика. Полоса, которую занимает каждый канал, составляет около 6400 гц. Этот недостаток не имеет особого значения в настоящее время, но может ограничить применение метода в будующем.

б)Частоты отдельных каналов связаны между собой, что представляет неудобство при,распределении волн.

Предмет изобретения

Способ многократной радиопередачи посредством попеременно излучаемых разных частот, причём каждому, каналу связи придана своя частота, отличающийся тем, что для сужения передаваемого спектра частот фронт импульсов каждой частоты сглаживают при помощД модулятора передатчика.

.JJ

Фиг. 1

Лас( mpo-f/fj4if.-nme/oa fiffra affci

u AifVff e f yacrorou л-а.. X/

/ JCu//fffLf f aoM urrimp or. yfr&f a/fO.

UJ/fjyvf iff f vot: УУм:аглг/7л .

nofbi.i ufnpof cffuT- fatf

L/J/ryvf f fViyi:rt /7 г / Лгалгх/гйг- V i i/j/t f tff

rt- ( AAA

Фиг. 2

Фиг. 3 ., n ep SOUmi i fQ-

К авторскому свидетельству № 63187

1ППП ААПА .

. urfriy/ bCoSРорг а -rrni /fiifoi:

& ).f V o/

: . . / .

O f7

fCjt ftr foc iif Sf./j u/ct/ Hu. freflffoAJ t frof ffQ.,/u r p fffsSyou/ne ti/ J. JTu у т s 13 « f bir -

trOMHymrof} zei/e a,

ЛГ yo- CifCuju г / о-тора./ f /sty/ I I I

i J

fi n- fii3t anif ,

Фиг. 6

fl 5a,., ffQ. f j,., /fyJfnf.fffO ,«2У77«ллггг т кСЮУПЯ оРУ r- a-mnfta. Sffj70f c if2j .tepffou.fuff , .jf-v ... 1 v.. . .,&f, .1 . ;..r,

/, .

Ioottof&/e f70/roc(f ,

I I л , T I i/r- J

л./|t Л A liiffl/p.A A.. i 5 vvfi;..«« JiagJ i-J-lI-J-LJ

Фиг. Z -

ffCL fffii/A -f/of/f . foffoc ncsi/-,.

Фиг. 9 7 p -L r.,, : --СЛ- -Jl 1- --Ы|u I Jvi i/ re/TO i/r /fiyy/ ff-ro АЦ-xJ . 4