Спосіб адаптивної компенсації швидких та повільних замирань сигналу і втрат підсилювання антен при тропосферному поширенні радіохвиль

Спосіб адаптивної компенсації швидких та повільних замирань сигналів і втрат підсилювання антен при тропосферному поширенні радіохвиль, при якому з'єднують дві антени радіолінії за схемою двоелементного радіоінтерферометра за допомогою НВЧ- пристрою, з'єднують в НВЧпристрої виходи двох розподільчих пристроїв від виходів антен до основних входів приймачів і до входів подвійного хвилевідного трійника, а його сумарний та різницевий виходи з'єднують окремо з додатковими входами радіоприймачів, відповідно кожний на свій приймач окремо, який відрізняється тим, що підготовляють додатково в НВЧ-пристрої ще два розподільчих пристрої для з'єднання сумарного та різницевого виходів подвійного хвильовідного трійника з двома додатковими входами радіоприймачів, з'єднують комутаційні контакти розподільчих пристроїв НВЧпристрою з контролером основного процесора першого контуру адаптації, додатково з'єднують контролер основного процесора першого контуру адаптації з блоком вбудованого контролю відношення сигнал/шум на виході антен із U 2 (11) 1 3 приймачів та передавачів радіоліній тропосферного зв'язку, що підвищує стабільність тропосферного сигналу і надійність радіолінії дальнього тропосферного зв'язку. Відомий спосіб прийому флуктуючих сигналів, який розглянуто в якості аналога до способу, що заявляється, реалізовано методи приймання сигналів двома антенами з заданою шириною діаграм спрямованості, які забезпечують подвійне просторове рознесення на різних частотах приймачів і подвійне вертикальне кутове рознесення з застосуванням двох приймачів з обробкою сигналів за спеціальним алгоритмом та їх складенням на виході цих приймачів, що підвищує медіанний рівень сигналу і визначає кореляцію сигналів, які зазнали вплив швидких і повільних замирань [1]. До недоліків даного способу відноситься те, що обробка прийнятих сигналів в трактах синхронно-переналагоджувальних приймачів при кутовому рознесенні ускладнюється неможливістю забезпечення повторення максимального коефіцієнту передачі для всіх прийнятих сигналів по рознесених у просторі пелюстках діаграм спрямованості антен для забезпечення стійкого рівню сигналу зазнавшого вплив швидких і повільних замирань, а також він потребує спеціального сигнального алгоритму зміни випромінювачів антен у робочому діапазоні частот або їх конструктивну зміну-доробку у процесі експлуатації. Найбільш близьким відомим способом і його технічним рішенням обраним за прототип є «Способ борьбы с замираниями сигналов в радиолиниях дальней тропосферной связи», який реалізує боротьбу з швидкими та повільними замираннями сигналами як їх компенсацію за допомогою рознесеного прийому в просторі сигналів, преселекторної обробки і складенням визначених сигналів, при якому з'єднують дві антени радіолінії за схемою двоелементного радіоінтерферометра за допомогою СВЧ пристрою, з'єднують в СВЧ пристрої виходи двох розподільчих пристроїв від виходів антен до основних входів приймачів і до входів подвійного хвильовідного трійника, а його сумарній та різносний виходи з'єднують окремо з додатковими входами радіоприймачів відповідно кожний на свій приймач окремо. Цей спосіб збільшує сумарний рівень прийнятих сигналів за рахунок сумарних та різносних інтерферометричних компонентів, його стійкість, за рахунок компенсації швидких та повільних замирань, і забезпечує штатну інформаційну надійність радіолінії дальнього тропосферного зв'язку. До недоліків даного способу, що обраний за прототип, слід віднести те, що необхідний спеціальний адаптивний алгоритм управління складенням сумарних та різносних компонентів сигналів з основними сигналами двох антен по основних та додаткових входах приймачів. В основу корисної моделі покладена задача, шляхом застосування спеціального адаптивного алгоритму управління складенням сигналів сумарних та різносних компонентів з основними 31241 4 сигналами двох антен, забезпечити підвищення медіанного рівню тропосферного сигналу, який зазнав вплив швидких та повільних замирань і втрат підсилювання антен і оцінити при цьому інформаційну надійність радіолінії дальнього тропосферного зв'язку. Суть корисної моделі у заявляємому способі адаптивної компенсації швидких та повільних замирань сигналів і втрат підсилювання антен при тропосферному поширенні радіохвиль, при якому з'єднують дві антени радіолінії за схемою двоелементного радіоінтерферометра за допомогою СВЧ пристрою, з'єднують в СВЧ пристрої виходи двох розподільчих пристроїв від виходів антен до основних входів приймачів і до входів подвійного хвильовідного трійника, а його сумарній та різносний виходи з'єднують окремо з додатковими входами радіоприймачів відповідно кожний на свій приймач окремо, полягає в тому, що підготовляють додатково в СВЧ пристрої ще два розподільчих пристрої для з'єднання сумарного та різносного виходів подвійного хвильовідного трійника з двома додатковими входами радіоприймачів, з'єднають комутаційні контакти розподільчих пристроїв СВЧ пристрою з контролером основного процесора першого контуру адаптації, додатково з'єднають контролер основного процесора першого контуру адаптації з блоком вбудованого контролю відношення сигнал/шум на виході антен із постійним запам'ятовуючим пристроєм адаптивного контролю інтенсивності змін тропосферних фокальних плям антени і опромінювача за критерієм максимального відношення сигнал/шум, підготовляють в першому контурі адаптації оперативний запам'ятовуючий пристрій основного процесора для комутації режиму порівняння сигналів з виходу антен і приймачів, додатково з'єднають виходи приймачів з двома входами НЧ пристрою другого контуру адаптації, підготовляють контролер додаткового процесору другого контуру адаптації для з'єднання з блоком вбудованого контролю законів розподілу відношення сигнал/шум на виходах приймачів за критерієм лімітної чутливості приймачів у постійному запам'ятовуючому пристрої, додатково підготовляють у другому контурі адаптації оперативний запам'ятовуючий пристрій додаткового процесора для комутації режиму порівняння сигналів з виходу приймачів і антен, передають результати порівняння сигналів з виходів антен і приймачів до пульта оперативного контролю інформаційної надійності і, у випадку рівності сигналів, ланцюги розподільчих пристроїв СВЧ пристрою першого контуру адаптації фіксують цей момент з запам'ятанням разом з ланцюгами контролю і комутації НЧ пристрою у другому контурі адаптації з визначенням інформаційної надійності радіолінії. Порівняльний аналіз способу, який заявляється, із прототипом дозволяє зробити висновок, що спосіб адаптивної компенсації швидких та повільних замирань сигналів і втрат підсилювання антен при тропосферному поширенні радіохвиль, відрізняється тим, що 5 підготовляють додатково в СВЧ пристрої ще два розподільчих пристрої для з'єднання сумарного та різносного виходів подвійного хвильовідного трійника з двома додатковими входами радіоприймачів, з'єднають комутаційні контакти розподільчих пристроїв СВЧ пристрою з контролером основного процесора першого контуру адаптації, додатково з'єднають контролер основного процесора першого контуру адаптації з блоком вбудованого контролю відношення сигнал/шум на виході антен із постійним запам'ятовуючим пристроєм адаптивного контролю інтенсивності змін тропосферних фокальних плям антени і опромінювана за критерієм максимального відношення сигнал/шум, підготовляють в першому контурі адаптації оперативний запам'ятовуючий пристрій основного процесора для комутації режиму порівняння сигналів з виходу антен і приймачів, додатково з'єднають виходи приймачів з двома входами НЧ пристрою другого контуру адаптації, підготовляють контролер додаткового процесору другого контуру адаптації для з'єднання з блоком вбудованого контролю законів розподілу відношення сигнал/шум на виходах приймачів за критерієм лімітної чутливості приймачів у постійному запам'ятовуючому пристрої, додатково підготовляють у другому контурі адаптації оперативний запам'ятовуючий пристрій додаткового процесора для комутації режиму порівняння сигналів з виходу приймачів і антен, передають результати порівняння сигналів з виходів антен і приймачів до пульта оперативного контролю інформаційної надійності і, у випадку рівності сигналів, ланцюги розподільчих пристроїв СВЧ пристрою першого контуру адаптації фіксують цей момент з запам'ятанням разом з ланцюгами контролю і комутації НЧ пристрою у другому контурі адаптації з визначенням інформаційної надійності радіолінії. Таким чином, спосіб адаптивної компенсації швидких та повільних замирань сигналу та втрат підсилювання антен при тропосферному поширенні радіохвиль, що заявляється, відповідає критерію корисної моделі "новизна". Суть способу адаптивної компенсації швидких та повільних замирань сигналів і втрат підсилювання антен при тропосферному поширенні радіохвиль пояснюється за допомогою ілюстрацій, де на Фіг.1 представлена блок-схема послідовність дій виконання технологічних операцій способу, що заявляється, на Фіг.3 приведено структурну схему, що реалізує спосіб, який заявляється, на Фіг.4 приведено алгоритм обробки сигналів в способі, що заявляється, на Фіг.5 приведено таблицю сумарних та різносних інтерферометричних компонентів сигналу на виході кожної антени, яки існують при реалізації способу, який заявляється, на Фіг.6 приведено таблицю існування сумарних та розносних компонентів сигналу на виході приймачів в способі, який заявляється, на Фіг.7 приведено автоматичний виграш в рівні сумарного сигналу, що отримується в способі, який заявляється, на Фіг.8 приведено оцінку інформаційної надійності 31241 6 радіолінії в способі, який заявляється, на Фіг.9 подані матеріали обґрунтування оптимальності адаптивної компенсації швидких і повільних замирань сигналу та втрат підсилення антен при тропосферному поширенні радіохвиль у способі, який заявляється, а на Фіг.2 представлена структурна схема способу-прототипу. Послідовність технологічних операцій у способі адаптивної компенсації швидких і повільних замирань сигналу та втрат підсилення антен при тропосферному поширенні радіохвиль пояснюється на Фіг.1, де показано, що перед початком функціонування в радіолінії з'єднують дві антени A1 і А2 радіолінії за схемою двоелементного радіоінтерферометра за допомогою СВЧ пристрою, а також з'єднують в СВЧ пристрої виходи двох розподільчих пристроїв (1, 3) від виходів антен до основних входів приймачів (6, 7) і до входів подвійного хвильовидного трійника (2), а його сумарній S інт та різносний Dінт виходи з'єднують окремо з додатковими входами радіоприймачів (6, 7), коли SmS n Sm - сумарні та nD - різносні інтерферометричні компоненти сигналів S1 і S2 подаються відповідно на додаткові входи радіоприймачів (6) і (7) і коли ці перераховані частини радіолінії з'єднуються як показано на Фіг.2 способу-прототипу, а також на Фіг.3 способу, що заявляється. Далі на Фіг.1, і це є відмінними рисами способу, що заявляється, від способу-прототипу (див. Фіг.2 і 3): - підготовляють додатково в СВЧ пристрої ще два розподільчих пристрої (4, 5) для з'єднання сумарного S інт та різносного Dінт виходів подвійного хвильовідного трійника (2) з двома додатковими Sm входами радіоприймачів (6, 7), коли n S - сумарні Sm та nD - різносні інтерферометричні компоненти сигналів S1 і S2 подаються відповідно разом на додаткові входи радіоприймачів (6) і (7) і коли з'єднають комутаційні контакти розподільчих пристроїв (1, 3, 4, 5) СВЧ пристрою з контролером основного процесора першого контуру адаптації (І); - додатково з'єднають контролер основного процесора першого контуру адаптації (І) з блоком вбудованого контролю відношення сигнал/шум (для сигналів S1 і S2) на виході антен А1 та А2 за еквівалентною величиною (DGКП), як втрат підсилювання антен, із постійним запам'ятовуючим пристроєм адаптивного контролю інтенсивності змін тропосферних фокальних плям антени і опромінювача за критерієм максимального відношення сигнал/шум maxmin [ DG АПОСТ] КП - Y £ Yкрит. при АТР., Y , АПОСТ Y крит. , DG КП по еквівалентній величині втрат [ DGАПОСТ ] КП підсилення антен maxmin ; - підготовляють в першому контурі адаптації (І) оперативний запам'ятовуючий пристрій основного процесора для комутації режиму порівняння 7 31241 сигналів S1 і S2 з виходу антен А1 та А2 приймачів (6, 7); - додатково з'єднають виходи приймачів (6, 7) з двома входами НЧ пристрою (8) другого контуру адаптації (II); - підготовляють контролер додаткового процесору другого контуру адаптації (II) для з'єднання з блоком вбудованого контролю законів розподілу відношення сигнал/шум по швидких та повільних замиранням (DVШЗ,ПЗ) на виходах приймачів (6, 7) за критерієм лімітної чутливості АПОСТ (maxmin [ DVШЗ,ПЗ ]) приймачів (6, 7) - Y £ Yкрит. АПОСТ DVШЗ,ПЗ по еквівалентній при АТР., Y, Yкрит. , АПОСТ maxmin [ DVШЗ,ПЗ ] величині у постійному запам'ятовуючому пристрої; - додатково підготовляють у другому контурі адаптації (II) оперативний запам'ятовуючий пристрій додаткового процесора для комутації режиму порівняння сигналів з виходу приймачів і антен за умовами адаптивної компенсації швидких та повільних замирань сигналу і втрат підсилювання антен при тропосферному поширенні радіохвиль по еквівалентних величинах для швидких та повільних замирань сигналу і втрат підсилювання антен minmax [DVШЗ,ПЗ] = minmax[DGКП]; - передають результати порівняння сигналів з виходів антен і приймачів по величинах minmax DVШЗ,ПЗ = minmaxDGКП до пульта оперативного контролю інформаційної надійності і, у випадку рівності цих сигналів, ланцюги розподільчих пристроїв (1, 2, 3, 4) СВЧ пристрою першого контуру адаптації (І) фіксують цей момент з запам'ятанням разом з ланцюгами контролю і комутації НЧ пристрою (8) у другому контурі адаптації (II) із визначенням інформаційної надійності радіолінії за умовами Y £ Yкрит (де Y випадковий процес зміни тропосферних сигналів S і S на виході антен А та А , а Yкрит. 1 2 1 2 пороговий рівень приймачів 6 і 7) [3]. Спосіб адаптивної компенсації швидких та повільних замирань сигналів і втрат підсилювання антен при тропосферному поширенні радіохвиль реалізується за допомогою структурної схеми радіолінії на Фіг.3, яка містить як варіант побудови, дві антени А1 і А2, з'єднаних за схемою двоелементного радіоінтерферометру за допомогою СВЧ пристрою до якого надходять розподільчі пристрої 1, 3, 4, 5 і подвійний хвильовидний трійник 2, котрі сумісно з блоком вбудованого контролю відношення сигнал/шум та основним процесором і контролером складають перший контур адаптації (І) у способі, що заявляється. Два приймача 6 і 7, НЧ пристрій 8 з блоком вбудованого контролю законів розподілу відношення сигнал/шум по швидких та повільних замиранням і додатковим процесором з контролером складають другий контур адаптації (II). Формалізація технічного рішення способу, що заявляється, на корисну модель на Фіг.3 щодо 8 його працездатності доказується за допомогою розробленого адаптивного алгоритму моніторингу за рівністю двох величин на виході антен А1 і А2 та приймачів 6 і 7 minmaxDVШЗ,ПЗ = minmaxDGКП у способі, що заявляється, згідно з структурною схемою на Фіг.4. Алгоритм містить три гілки моделювання технічного рішення у заявляємому способі, дві виділені пунктиром - це, відповідно І-й контур адаптації (11, 14, 17, 110, 113, 116 обчислювальні та логічні операції з випадковими сигналами на виході антен А 1 і А2 за критеріями максимального відношення сигнал/шум та мінімізацією функції ризику величини DGКП, як втрат підсилювання антен за адаптивним методом Байеса в основному процесорі) та ІІ-й контур адаптації (13, 16, 19, 112, 115, 118 обчислювальні та логічні операції з випадковими сигналами на виході радіоприймачів 6 і 7 за критеріями лімітної чутливості приймачів та максимальної правдоподібності законів розподілу для швидких та повільних замирань сигналу за величиною DVШЗ,ПЗ в додатковому процесорі за адаптивним методом Байеса), а третя гілка (12, 15, 18, 111, 114, 117, 119 - обчислювальні та логічні операції з випадковими сигналами І-го та ІІго контурів адаптації). Третя гілка є початком алгоритму, тобто 12 це ввід №1 з пульта оперативного контролю інформаційної надійності параметрів для опису прийняття рішення U* АПОСТ (Z X , Z Y ) у 18, 111, А ij 114, 117 по швидких та ZY=DGКП для автоматичний опису Z X [DV ] двох величинах ZX=DVШЗ,ПЗ Для повільних замирань сигналу та втрат підсилення антен, 15 - це ввід №2 у двох контурах адаптації прийняття рішення H* АПОСТ (Z X , Z Y ) ; А ij Z Y [D G] ; у 18, 111, 114, 117 по двох величинах ZX=DVШЗ,ПЗ для швидких та повільних замирань сигналу і законів їх розподілу та ZY=DGКП для втрат підсилення антен та законів зміни інтенсивності тропосферних фокальних плям Z Y [D G] антени і опромінювача , 119 обчислювальна та логічна процедури порівняння двох еквівалентних величин minmax DVШЗ,ПЗ = minmaxDGКП У способі, що заявляється, із та прийняттям рішень U* АПОСТ (Z X , Z Y ) А ij Z [DV ] Z Y [D G] H* АПОСТ (Z X , Z Y ) ; X ; ) одночасно. А ij Перша гілка є алгоритмом роботи першого контуру адаптації, тобто 110, 113 і 116 обчислювальні та логічна процедури контролера основного процесора першого контуру адаптації, який контролює у 17 за допомогою вбудованого контролю відношення сигнал/шум на виході антен за рівнем max ZY