Приймач-передавач нвч системи зв’язку з частотною модуляцією несучої частоти
Номер патенту: 104877
Опубліковано: 25.02.2016
Автори: Остапенко Дмитро Андрійович, Ткаченко Василь Петрович, Андрусенко Микола Іванович, Ліпатов Валерій Павлович, Гузь Володимир Іванович, Нікітенко Юрій Гордійович, Лучков Ігор Володимирович
Формула / Реферат
Приймач-передавач НВЧ системи зв'язку з частотною модуляцією несучої частоти, що містить послідовно з'єднані блоки "Збуджувач" та "Підсилювач потужності", а також послідовно з'єднані блоки "Приймач НВЧ", "Приймач ПЧ" та "Пристій кодування, декодування та синхронізації сигналів", при цьому блок "Збуджувач" складається з послідовно з'єднаних першого частотно-модульованого генератора, першого комутатора, суматора, змішувача частоти, смугового фільтра, малопотужного підсилювача, спрямовуючого відгалужувача, другого комутатора, вихід якого підключений до входу "Підсилювача потужності", та послідовно з'єднаних другого частотно-модульованого генератора, третього комутатора, вхід другого частотно-модульованого генератора з'єднано з входом першого частотно-модульованого генератора, на вхід яких подається модулюючий сигнал, а вихід третього комутатора підключений до другого входу суматора, а також містить в собі опорний генератор, вихід якого підключений до другого входу змішувача частоти; блок "Підсилювач потужності" складається з послідовно з'єднаних попереднього підсилювача потужності, атенюатора, кінцевого підсилювача потужності та широкосмугового фільтра, вихід якого являється першим виходом прийомопередавача, при цьому на управляючий вхід другого комутатора "Збуджувача" та атенюатор "Підсилювача потужності" подається сигнал управління - імпульс запуску; блок "Приймач НВЧ" складається з послідовно з'єднаних широкосмугового фільтра, захисного пристрою, малошумного підсилювача, вузькосмугового фільтра, змішувача частоти, вихід якого підключений до входу "Приймача ПЧ", а другий вхід змішувача частоти підключений до другого виходу спрямовуючого відгалужувача "Збуджувача"; блок "Приймач ПЧ" складається з послідовно з'єднаних фільтра зосередженої селекції, підсилювача проміжної частоти, обмежувача амплітуди, частотного детектора та відеопідсилювача, вихід якого підключено до входу "Пристрою кодування, декодування та синхронізації сигналів", який складається з послідовно з'єднаних бінарно-амплітудного квантувача, коректора фази і циклової синхронізації, перший вихід якого підключено до першого входу процесора, другий вхід якого підключено до виходу послідовно з'єднаних схеми виділення символів та декодера, при цьому вихід бінарно-амплітудного кантувача підключено також до другого входу схеми виділення символів, другий вхід якого підключено до виходу коректора фази і циклової синхронізації, а перший вихід процесора підключено до формувача сигналів управління, вихід якого формує сигнали "Вкл. f1», "Вкл. f2", "Імпульс запуску", "Управління атенюатором", а другий вихід процесора підключено до входу формувача службових сигналів, третій вихід процесора підключено до входу кодера, а виходи формувача службових сигналів та кодера підключені до входів формувача модулюючого сигналу, вихід якого підключено до входів першого та другого частотно-модульованих генераторів блока "Збуджувач", при цьому четвертий вихід (вхід) процесора являється другим виходом (входом) прийомопередавача "До споживача".
Текст
Реферат: Приймач-передавач НВЧ системи зв'язку з частотною модуляцією несучої частоти містить послідовно з'єднані блоки "Збуджувач" та "Підсилювач потужності", а також послідовно з'єднані блоки "Приймач НВЧ", "Приймач ПЧ" та "Пристрій кодування, декодування та синхронізації сигналів". Блок "Збуджувач" складається з послідовно з'єднаних першого частотномодульованого генератора, першого комутатора, суматора, змішувача частоти, смугового фільтра, малопотужного підсилювача, спрямовуючого відгалужувача, другого комутатора, вихід якого підключений до входу "Підсилювача потужності", та послідовно з'єднаних другого частотно-модульованого генератора, третього комутатора, вхід другого частотномодульованого генератора з'єднано з входом першого частотно-модульованого генератора, на вхід яких подається модулюючий сигнал. Вихід третього комутатора підключений до другого входу суматора та містить опорний генератор, вихід якого підключений до другого входу змішувача частоти. Блок "Підсилювач потужності" складається з послідовно з'єднаних попереднього підсилювача потужності, атенюатора, кінцевого підсилювача потужності та широкосмугового фільтра, вихід якого являється першим виходом прийомопередавача. На управляючий вхід другого комутатора "Збуджувача" та атенюатор "Підсилювача потужності" подається сигнал управління - імпульс запуску. Блок "Приймач НВЧ" складається з послідовно з'єднаних широкосмугового фільтра, захисного пристрою, малошумного підсилювача, вузькосмугового фільтра, змішувача частоти, вихід якого підключений до входу "Приймача ПЧ", а другий вхід змішувача частоти підключений до другого виходу спрямовуючого відгалужувача "Збуджувача". Блок "Приймач ПЧ" складається з послідовно з'єднаних фільтра зосередженої селекції, підсилювача проміжної частоти, обмежувача амплітуди, частотного детектора та відеопідсилювача, вихід якого підключено до входу "Пристрою кодування, декодування та синхронізації сигналів", який складається з послідовно з'єднаних бінарно-амплітудного квантувача, коректора фази і циклової синхронізації, перший вихід якого підключено до першого входу процесора, другий вхід якого підключено до виходу послідовно з'єднаних схеми виділення символів та декодера, при цьому вихід бінарно-амплітудного кантувача підключено також до другого входу схеми виділення символів, другий вхід якого підключено до виходу коректора фази і циклової синхронізації. Перший вихід процесора підключено до формувача UA 104877 U (12) UA 104877 U сигналів управління, вихід якого формує сигнали "Вкл. f1", "Вкл. f2", "Імпульс запуску", "Управління атенюатором". Другий вихід процесора підключено до входу формувача службових сигналів. Третій вихід процесора підключено до входу кодера. Виходи формувача службових сигналів та кодера підключені до входів формувача модулюючого сигналу, вихід якого підключено до входів першого та другого частотно-модульованих генераторів блока "Збуджувач". Четвертий вихід (вхід) процесора є другим виходом (входом) прийомопередавача "До споживача". UA 104877 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропонована корисна модель належить до радіотехнічної галузі, а саме до прийомопередавальних пристроїв, та може бути використана в системах надвисокочастотного (НВЧ) радіозв'язку та інших радіотелекумунікаційних системах. До сучасних прийомопередавачів (ПП) підвищуються вимоги по комплексу параметрів електричних та конструктивно-технологічних. Ці вимоги привели до модульної побудови ПП розділу ПП на окремі функціонально-закінчені вузли та блоки з заданими характеристиками [Быкадоров А.А. Приемопередающие модули СВЧ-диапазона. - Радиотехника, 2002. - № 2. - С. 81-85]. Однією з головних вимог даних застосувань являється підвищення завадозахищеності, зменшення вірогідності помилки прийому інформації. Найбільш відомі структурні схеми ПП складаються з ряду каналів, кожний з яких складається з частотного модулятора на проміжних частотах (ПЧ) з двополярною девіацією частоти, фільтра та підсилювача ПЧ, помножувача частот ПЧ до вихідних НВЧ (передавач). При прийомі НВЧ сигнал підсилюється в малошумному підсилювачі, перетворюється на ПЧ в змішувачі частоти за допомогою гетеродину, фільтрується та підсилюється на ПЧ, демодулюється і відеосигнал подається на вихід приймача [Михайлов А.В. Высокоэффективные оптимальные системы связи. - М.: Связь, 1980. - С. 19-23]. Недолік описаних ПП полягає в збільшенні смуги частот ЧМ генератора з двополярною девіацією частоти, що приводить до зменшення чутливості приймача, зменшення відношення (сигнал/шум)вих та завадозахищеності прийому. Найбільш близьким аналогом за технічною суттю є прийомопередавач НВЧ (патент України № 80589, МПК Н04В 1/38,2006). Найближчий аналог складається з декількох функціональних блоків, а саме "Збуджувача", який в свою чергу складається з двох частотно-модульованих генераторів (ЧМГ), з'єднаних через комутатори (К) з суматором (), вихід якого з'єднаний з першим входом змішувача частоти (ЗмЧ) з опорним генератором ОГ, вихід якого підключений до другого входу ЗмЧ, вихід якого підключено до послідовно з'єднаних смугового фільтра (СмФ), малопотужного підсилювача (МПП), спрямовуючого відгалужувача (СВ), комутатора (К) та послідовно з'єднаного з ним "Підсилювача потужності", який складається з послідовно з'єднаних попереднього підсилювача потужності (ППП), атенюатора (Ат), кінцевого підсилювача потужності (КПП), широкосмугового фільтра (ШСФ), працюючих на передачу з вихідною потужністю Рвих, а також "Приймача НВЧ", на вхід якого подається сигнал Рвх, який складається з послідовно з'єднаних ШСФ, захисного пристрою (ЗП), малошумного підсилювача (МШП), вузькосмугового фільтра (ВСФ), ЗмЧ, на другий вхід якого подається гетеродинний сигнал f r з другого виходу СВ "Збуджувача", при цьому вихід ЗмЧ з'єднаний з входом "Приймача ПЧ", який складається з послідовно з'єднаних фільтра зосередженої селекції (ФЗС), підсилювача ПЧ (ППЧ), обмежувача амплітуди (ОА), частотного демодулятора (ЧД), відеопідсилювача (ВП), працюючих на прийом інформації. Найближчий аналог працює наступним чином. Використовується розподіл сигналів по частоті та часі за допомогою сигналів управління (СУ). При СУ "Вкл.f1" в "Збуджувачі" формується несуча частота f 1, яка змінюється по частоті модулюючим сигналом (МС) під час роботи ПП на передачу. З допомогою ЧМГ формується ЧМ сигнал на частотах, які вищі за ПЧ, на яких можна реалізувати високу стабільність частоти та параметри модуляції, які переносяться з допомогою змішувача частоти в надвисокочастотний діапазон і підсилюються в "Підсилювачі потужності" та подаються на вихід ПП. За допомогою сигналу управління "Імпульс запуску" (ІЗ) регулюється режим передачі та прийому сигналу. Позитивне значення ІЗ (режим передачі) відкриває комутатор в "Збуджувачі" та атенюатор в "Підсилювачі потужності". При відсутності ІЗ, коли його амплітуда дорівнює нулю (режим прийому), запирається кінцевий комутатор "Збуджувача" і атенюатор "Підсилювача потужності", при цьому НВЧ сигнал надходить на вхід "Приймача НВЧ", фільтрується в широкосмуговому фільтрі (ШСФ), проходить захисний пристрій (ЗП), підсилюється в МШП, фільтрується в ВСФ і перетворюється в ЗмЧ з допомогою сигналу гетеродина f r в сигнал ПЧ, який надходить на "Приймач ПЧ", де фільтрується в ФЗС, підсилюється в підсилювачі ПЧ, обмежується по амплітуді в ОА, демодулюється в ЧД, підсилюється в ВП та у вигляді відеосигналу подається на вихід ПП. Формується сигнал з смугою випромінення, яка визначається формулою (1) при передачі дискретних повідомлень [Андрусенко Н.И., Гузь В. И., Липатов В. П. и др. Приемопередатчик системы связи I-диапазона с частотной модуляцией несущей. Труды 14-ой Международной Крымской конференции СrіМІСо-2004. - С. 256-257]: 1 UA 104877 U 2 ) Q Ak (k 1)2 (k 2 )2 Q Q , (1) 2 sin 2 (k 1 де A k - рівень складових спектру ЧМ сигналу (спектра потужності); Q T / - скважність МС; , T - тривалість та період МС; 1 F0 / Q ; 2 F0(1 1/ Q) ); F0 - девіація частоти, k=0, ±1, ±2, … 5 10 Так, наприклад, при ∆F0=(+1,5 або -1,5) Мгц; =0,83 мкс; Т=1,66 мкс (Q=2) та однополярному МС ширина спектра ЧМ сигналу (сума Аk), згідно (1), по рівню мінус 30 дБ від немодульованої несучої дорівнює 4,8 МГц. При цьому гранична чутливість приймача при коефіцієнті шуму К ш дорівнює Pвх Рс Ргр k T0 Кш fпч N0 fпч , (2) де k - постійна Больцмана [Вт/(Гц·°К)]; T0 - стандартна температура [°К]; fпч - спектральна щільність потужності білого шуму [Вт/Гц]. 15 20 При, наприклад, Кш=4дб (2,5 рази) з урахуванням втрат сигналу в ШСФ та ЗП "Приймача НВЧ", при урахуванні Аk виразу (1) та нестабільності несучих та гетеродинних частот ~0,2 МГц -23 6 -14 в НВЧ діапазоні, згідно з (2), Ргр=1,38-10 ·290·2,5·5·10 [Вт]=5·10 Вт або в дБВт Ргр=10 lg(5·10 14 -20 )=-133дБВт, при цьому N0=10 Вт/Гц. Отже, рівень Ргр - це рівень шумової завади Рз, обумовлений білим шумом Рш приймача. Недолік найближчого аналога полягає в недостатньо високій вірогідності прийому інформації, що передається, при дії завад, недостатній завадозахищеності прийому. Так, при передачі сигналу у вигляді послідовності однополярних імпульсів зазначених вище значень вірогідність помилки прийому (вірогідність збою символу) ЧМ сигналу виражається залежністю ("Помехоустойчивость и эффективность систем передачи информации". Под редакцией А. Г. Зюко. - М.: Радио и связь, 1989): P0 V( 25 Pc E ) V( ) R N0 N0 , (3) де V - інтеграл вірогідності; Pc - потужність сигналу; R 1/ - канальна швидкість передачі інформації; 30 35 40 45 50 E Рс - енергія сигналу. Розрахунки показують, що при Рс/Рш=9,6дБ, тобто при робочій чутливості приймача Рс=-3 123,4 дБВт, Р0=10 для ЧМ сигналів. При зростанні завади (шуму) на 3 дБ, тобто при зменшенні -2 відношення Рс/Рш до 6,6дБ, Ро=10 , отже вірогідність помилки зростає в 10 разів (див. рис. 2.1 -3 роботи Зюко). Для досягнення Р0=10 потрібно збільшити потужність сигналу на 3 дБ. З наведеного прикладу та формули (3) випливає, що в системах без кодування вірогідність помилки Ро може бути зменшена лише за рахунок збільшення потужності сигналу Р с або зменшення канальної швидкості передачі R (збільшення тривалості елементарного імпульсу ). В основу корисної моделі поставлена задача, що полягає у підвищенні завадозахищеності прийому, підвищення вірогідності прийому сигналу (зменшення вірогідності помилки прийому сигналу) в умовах дії завад. Поставлена задача вирішується тим, що за рахунок того, що в прийомопередавач, який містить "Збуджувач", та який складається з двох ЧМГ, на вхід яких подається модулюючий сигнал (МС), послідовно з'єднаних через комутатори з суматором, вихід якого підключено до ЗмЧ з ОГ, вихід якого підключений до другого входу ЗмЧ, послідовно з'єднаних СмФ, МПП, СВ, перший вихід якого підключений до другого входу змішувача частоти (гетеродинний вхід) "Приймача НВЧ", а другий вихід підключено до входу комутатора, вихід якого являється виходом "Збуджувача", який підключено до входу "Підсилювача потужності", який складається з послідовно з'єднаних ППП, атенюатора, КПП, ШСФ, вихід якого являється першим виходом ПП, при цьому до управляючих входів комутатора "Збуджувача" К2 та атенюатора "Підсилювача потужності" подається СУ "Імпульс запуску", а на вхід комутаторів К 1 та К3 "Збуджувача" подаються сигнали управління "Вкл. f 1 та "Вкл. f2", а також "Приймач НВЧ", на вхід якого подається НВЧ сигнал, який складається з послідовно з'єднаних ШСФ, ЗП, МШП, ВСФ, а також змішувача частоти, вихід якого підключено до "Приймача ПЧ", який складається з послідовно 2 UA 104877 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 з'єднаних ФЗС, ППЧ, обмежувача амплітуди сигналу ОА, ЧД, ВП, вихід якого являється виходом сигналу інформації (відеосигнал), додатково введено на виході "Приймача ПЧ" "Пристрій кодування, декодування та синхронізації сигналів" (ПКДС), при цьому "ПКДС" складається з послідовно з'єднаних бінарно-амплітудного квантувача (БАК), коректора фази і циклового синхронізатора (КФЦС), перший вихід якого з'єднаний з першим входом процесора, другий вхід процесора підключено до виходу послідовно з'єднаних схеми виділення символів (СВС) та декодера (ДК), при цьому вихід БАК підключено також до входу СВС, а другий вхід СВС підключено до другого виходу КФЦС, при цьому перший вихід процесора підключено до входу формувача сигналів управління ФСУ, виходи якого формують сигнали "Вкл. f 1", "Вкл. f2", "Імпульс запуску", "Управління атенюатором", а другий вихід процесора підключено до входу формувача службових сигналів (ФСС), вихід якого підключено до першого входу формувача модулюючого сигналу (ФМС), другий вхід якого підключено до другого виходу процесора через кодер (КД), а вихід "Модулюючий сигнал" ФМС підключено до входів ЧМГ 1, ЧМГ2 "Збуджувача". Така побудова ПП дозволяє виконати поставлену задачу - підвищити завадозахищеність, збільшити вірогідність прийому сигналу прийомопередавача. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на якому представлена блок-схема прийомопередавача НВЧ системи зв'язку з частотною модуляцією несучої. Запропонований приймач-передавач НВЧ системи зв'язку з частотною модуляцією несучої складається з п'яти блоків: "Збуджувача" (І), "Підсилювача потужності" (II), "Приймача НВЧ" (III), "Приймача ПЧ" (IV) та "Пристрою кодування, декодування та синхронізації сигналів" (V), при цьому блок "Збуджувач" (І) складається з послідовно з'єднаних першого ЧМГ 1, першого комутатора 2, суматора 3, змішувача частоти 4, смугового фільтра 5, малопотужного підсилювача 6, спрямовуючого відгалужувача 7, другого комутатора 8, вихід якого підключений до входу "Підсилювача потужності", та послідовно з'єднаних другого ЧМГ 9, третього комутатора 10, вхід ЧМГ2 з'єднаний з входом першого ЧМГ1, на вхід яких подається модулюючий сигнал, а вихід К3 підключений до другого входу суматора, а також містить в собі опорний генератор ОГ 11, вихід якого підключений до другого входу змішувача частоти 4; блок "Підсилювач потужності" (II) складається з послідовно з'єднаних попереднього підсилювача потужності 12, атенюатора 13, кінцевого підсилювача потужності 14 та широкосмугового фільтра 15, вихід якого являється першим виходом прийомопередавача, при цьому на управляючий вхід другого комутатора 8 "Збуджувача" та атенюатора 13 "Підсилювача потужності" подається сигнал управління - імпульс запуску; блок "Приймач НВЧ" (III) складається з послідовно з'єднаних широкосмугового фільтра 16, захисного пристрою 17, малошумного підсилювача 18, вузькосмугового фільтра 19, змішувача частоти 20, вихід якого підключений до входу "Приймача ПЧ" (IV), а другий вхід ЗмЧ 20 підключений до другого виходу спрямовуючого відгалужувача 7 "Збуджувача"; блок "Приймач ПЧ" (IV) складається з послідовно з'єднаних фільтра зосередженої селекції 21, підсилювача проміжної частоти 22, обмежувача амплітуди 23, частотного демодулятора 24 та відеопідсилювача 25, вихід якого "Відеосигнал" підключено до входу "Пристрою кодування, декодування та синхронізації сигналів" (V), який складається з послідовно з'єднаних бінарно-амплітудного квантувача 26, коректора фази і циклової синхронізації КФЦС 27, перший вихід якого підключено до першого входу процесора 28, другий вхід якого підключено до виходу послідовно з'єднаних схеми виділених символів 29 та декодера 30, при цьому вихід бінарно-амплітудного квантувача 26 підключено також до другого входу схеми виділення символів 29, другий вхід якого підключено до виходу коректора фази і циклової синхронізації 27, а перший вихід процесора 28 підключено до формувача сигналів управління 31, вихід якого формує сигнали Вкл f 1 , Вкл f2, імпульс запуску, управління атенюатором, а другий вихід процесора 28 підключено до входу формувача службових сигналів 32, третій вихід процесора 28 підключено до входу кодера 33, а виходи формувача службових сигналів 32 та кодера 33 підключені до входів формувача модулюючого сигналу 34, вихід якого підключено до входів ЧМГ1,2 блока "Збуджувач", при цьому четвертий вихід (вхід) процесора являться другим виходом (входом) ПП "До споживача". Робота "Приймача-передавача НВЧ системи зв'язку з частотною модуляцією несучої частоти" ведеться наступним чином. Споживач з допомогою послідовного інтерфейсу (наприклад RS-422) здійснює вибір режимів роботи, робочих частот та інших параметрів обміну інформацією (для передачі або приймання). По отриманим від споживача даних процесор 28 формує за допомогою ФСУ 31 сигнали по встановленню робочих частот та режимів роботи ПП. Одночасно процесором формується інформаційні блоки, формуляри для передачі, які кодуються в КД 33 завадостійким кодом. По командам процесора ФСС 32 формує необхідні синхросерії та службові сигнали, які супроводжують закодовану інформацію. Закодована інформація та сигнали синхронізації в ФМС 3 UA 104877 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 34 формують модулюючий сигнал МС в коді "без повернення в нуль", який надходить на заданий ЧМГ збуджувача. Робота "Приймача-передавача НВЧ системи зв'язку з частотною модуляцією несучої" ведеться парою частот f1 та f2, при цьому, припустимо, з ФСУ надійшла команда на включення частоти f1 яка використовується як на передачу так і на прийом. При цьому частота пари f 2 використовується як для передачі так і на прийом на другому об'єкті (об'єктах). Так, при передачі дискретних (цифрових) сигналів інформації (МС) на нижній із частот пари, наприклад, f1 при подачі команди "Вкл. f1" відкривається комутатор K1 та формується на виході ЧМГ1 частота f1' з додатнім значенням девіації частоти +∆F0 відносно частоти f1'. На виході ЗмЧ 4 з допомогою ОГ з частотою fОГ формується несуча f1=f1'+fОГ з додатнім значенням девіації частоти ∆F0 на час передачі, який регулюється імпульсом запуску, який подається на комутатор К 2 "Збуджувача" та на атенюатор "Підсилювача потужності" з ФСУ, при цьому ця ж частота f 1 з виходу спрямовуючого відгалужувача "Збуджувача" подається на змішувач частоти "Приймача НВЧ" в якості частоти гетеродину fГ при прийомі. Якщо ж формується в ПП вища із несучих частот пари, наприклад f2, то на цій несучій забезпечується ЧМ сигнал з від'ємним значенням девіації частоти відносно несучої f 2 завдяки дії ЧМГ2, К3 та суматора. Ця ж частота f2 подається на змішувач частоти "Приймача НВЧ" на час прийому. При цьому різниця частот |f1-f2| дорівнює значенню проміжної частоти f пч Приймача ПЧ". При ЧМ на частоті f1 маємо значення ПЧ: FПЧ=f2-(f1+∆F0)=(f2-f1-∆F0)=fПЧ-∆F0. При ЧМ на частоті f2 FПЧ=(f2-∆F0)-f1=(f2-f1-∆F0)=fПЧ-∆F0, тобто незалежно від того, яка із несучих частот модульована по частоті, маємо на виході "Приймача ПЧ" відеосигнал однієї полярності, а ширина спектра сигналу дорівнює значенню девіації частоти плюс значення розширення спектра за рахунок ЧМ заданим МС. Таким чином, незалежно від знаку девіації частоти при ЧМ на НВЧ, на ПЧ сигнал займає смугу частот, яка дорівнює смузі енергетичного спектра ЧМ сигналу з однополярною девіацією частоти (в розглянутому прикладі займає смугу частот ~5 МГц) і виділяється в ПП з допомогою ФЗС "Приймача ПЧ", а, отже, реалізується потенціальні можливості по чутливості та максимальному відношенні сигнал/шум приймача прийомопередавача НВЧ системи зв'язку з ЧМ несучої. Широкосмугові фільтри ШСФ на вході "Приймача НВЧ" та на виході "Підсилювача потужності" передавача розраховані на передачу-прийом всієї смуги частот "Прийомопередавача НВЧ" системи зв'язку з частотною модуляцією несучої, а вузькосмуговий фільтр "Приймача НВЧ" розрахований на пропуск смуги частот різниці (f 2-f1) з розширенням на величину подвоєного значення спектра ЧМ. При цьому ефективно фільтруються дзеркальні частоти прийому і забезпечується висока чутливість приймача. Відеосигнал з виходу "Приймача ПЧ" надходить на вхідну схему ПКДС (бінарно-амплітудний квантувач) БАК, який виділяє з нього імпульси в рівнях цифрової логіки. Виділені імпульси (службова частина та інформаційний блок) надходять до схеми корекції фази імпульсів і цикловий синхронізатор КФЦС та на схему виділення символів СВС. Виділений на КФЦС імпульс початку циклу обміну інформує процесор про початок нового циклу обміну і дає дозвіл СВС на формування і пропуск на декодер кодованого сигналу інформації. Декодована інформація з ДК надходить в процесор, де готується до видачі споживачу по послідовному цифровому каналу. В зв'язку з введенням в прототип "Пристрою кодування, декодування та синхронізації сигналів" V, вдалося підвищити якісні характеристики прийомопередавача, а саме зменшити вірогідність помилки прийому інформації, збільшити завадозахищеність ПП. Розрахунки показують, що при використанні, наприклад, циклічного коду зі швидкістю Rk К / n 0,8 , де К - число входів, n - довжина коду, отримано вірогідність помилки Р =10-3 при 0 50 55 Рс/Рш=N0=6,3 дБ (тобто, робоча чутливість приймача дорівнює -126,7 дБВт), в той час як у -3 прототипі дана вірогідність помилки Ро=10 досягалась при Рс/Рш=Е/N0=9,6 дБ і робочій чутливості приймача -123, 4дБВт, тобто отримано енергетичний виграш за рахунок кодування (ЕВК), рівний 3,3 дБ. Експериментальні дослідження макету "Приймача-передавача НВЧ системи зв'язку з частотною модуляцією несучої частоти" довели, що навіть при роботі в умовах нижче порогу ЧМ [при індексі ЧМ m=∆F0/F=∆F0/(1/T)=1,5 МГц/(1/1,66)мкс=1,5МГц/0,6МГц=2,5 поріг ЧМ (Р с/Рш)вх5дБ згідно роботи Л. Я. Кантор. "Методы повышения помехозахищенности приема ЧМ сигналов". - М.: "Связь", 1967, рис. 2.15] вдалося досягнути високу вірогідність правильного прийому формуляру 4 UA 104877 U 5 10 15 20 із 120 символів Рф=0,97 при Рс/Рз=2,1 дБ при використанні каскадного коду (однократна передача) і Рф=0,97 при Рс/Рз=1,53дБ при шестикратній передачі інформації. Таким чином, ПП, що запропоновано, має технічні переваги над найближчим аналогом, а саме: ПП забезпечує підвищення завадостійкості прийому інформації - зниження на порядок вірогідності помилки при збереженні високої чутливості прийому інформації, досягнуто виграш ЕВК 3,3 дБ та забезпечена працездатність роботи ПП в найбільш важких умовах експлуатації нижче рівня порога на (2,9-3,47) дБ. При використанні більш складних кодів та перемежування інформації можна досягнути більш значного виграшу ЕВК. "Збуджувач", "Підсилювач потужності", "Приймач НВЧ", "Приймач ПЧ" можуть бути реалізовані аналогічно описаних в вищезгаданих роботах, зокрема, ЧМГ 1, ЧМГ2 можуть бути побудовані по одному з відомих методів формування ЧМ сигналу - прямих, непрямих або комбінованих методів ЧМ з використанням для стабілізації частоти кварцових резонаторів або на НВЧ діелектричних резонаторів, описаних в [Верещагин Е.М., Никитенко Ю.Г. Частотная и фазовая модуляция в технике связи. - М.: Связь, 1974]. Комутатори "Збуджувача" можуть бути реалізовані на р-i-n діодах. Пристрій кодування, декодування та синхронізації сигналів може бути побудований на елементах цифрової техніки. Результати розрахунків та макетування довели ефективність запропонованого "Приймачапередавача НВЧ системи зв'язку з частотною модуляцією несучої частоти". У ДП НДІ PC "Квант-Радіолокація" розроблена технічна таконструкторська документація, а також виготовлені діючі макети пристроїв прийомопередавача НВЧ. Відпрацювання технічних рішень на макетах підтверджують технічні переваги запропонованого прийомопередавача НВЧ системи зв'язку з частотною модуляцією у порівнянні з найближчим аналогом. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 45 50 55 60 Приймач-передавач НВЧ системи зв'язку з частотною модуляцією несучої частоти, що містить послідовно з'єднані блоки "Збуджувач" та "Підсилювач потужності", а також послідовно з'єднані блоки "Приймач НВЧ", "Приймач ПЧ" та "Пристій кодування, декодування та синхронізації сигналів", при цьому блок "Збуджувач" складається з послідовно з'єднаних першого частотномодульованого генератора, першого комутатора, суматора, змішувача частоти, смугового фільтра, малопотужного підсилювача, спрямовуючого відгалужувача, другого комутатора, вихід якого підключений до входу "Підсилювача потужності", та послідовно з'єднаних другого частотно-модульованого генератора, третього комутатора, вхід другого частотномодульованого генератора з'єднано з входом першого частотно-модульованого генератора, на вхід яких подається модулюючий сигнал, а вихід третього комутатора підключений до другого входу суматора, а також містить в собі опорний генератор, вихід якого підключений до другого входу змішувача частоти; блок "Підсилювач потужності" складається з послідовно з'єднаних попереднього підсилювача потужності, атенюатора, кінцевого підсилювача потужності та широкосмугового фільтра, вихід якого являється першим виходом прийомопередавача, при цьому на управляючий вхід другого комутатора "Збуджувача" та атенюатор "Підсилювача потужності" подається сигнал управління - імпульс запуску; блок "Приймач НВЧ" складається з послідовно з'єднаних широкосмугового фільтра, захисного пристрою, малошумного підсилювача, вузькосмугового фільтра, змішувача частоти, вихід якого підключений до входу "Приймача ПЧ", а другий вхід змішувача частоти підключений до другого виходу спрямовуючого відгалужувача "Збуджувача"; блок "Приймач ПЧ" складається з послідовно з'єднаних фільтра зосередженої селекції, підсилювача проміжної частоти, обмежувача амплітуди, частотного детектора та відеопідсилювача, вихід якого підключено до входу "Пристрою кодування, декодування та синхронізації сигналів", який складається з послідовно з'єднаних бінарноамплітудного квантувача, коректора фази і циклової синхронізації, перший вихід якого підключено до першого входу процесора, другий вхід якого підключено до виходу послідовно з'єднаних схеми виділення символів та декодера, при цьому вихід бінарно-амплітудного кантувача підключено також до другого входу схеми виділення символів, другий вхід якого підключено до виходу коректора фази і циклової синхронізації, а перший вихід процесора підключено до формувача сигналів управління, вихід якого формує сигнали "Вкл. f1", "Вкл. f2", "Імпульс запуску", "Управління атенюатором", а другий вихід процесора підключено до входу формувача службових сигналів, третій вихід процесора підключено до входу кодера, а виходи формувача службових сигналів та кодера підключені до входів формувача модулюючого сигналу, вихід якого підключено до входів першого та другого частотно-модульованих 5 UA 104877 U генераторів блока "Збуджувач", при цьому четвертий вихід (вхід) процесора являється другим виходом (входом) прийомопередавача "До споживача". Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6
ДивитисяДодаткова інформація
МПК / Мітки
МПК: H04B 1/38
Мітки: нвч, частоти, частотною, зв'язку, системі, модуляцією, приймач-передавач, несучої
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-104877-prijjmach-peredavach-nvch-sistemi-zvyazku-z-chastotnoyu-modulyaciehyu-nesucho-chastoti.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Приймач-передавач нвч системи зв’язку з частотною модуляцією несучої частоти</a>
Попередній патент: Нейрон “т_мin”
Наступний патент: Спосіб одержання електричної енергії на летовищах при посередництві літальних апаратів
Випадковий патент: Рятувальна капсула-гараж