Система радиосвязи

 

Изобретение м.б. использовано в космических и наземных радиолиниях связи с повторным использованием частоты. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости . Система содержит г-р 1 сигналов, разветвитель 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-арноразностный 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 ограничитель 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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) Ai (51) 4 Н 04 В 702

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ::.,.„

Н д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4! 42045/24-09 (22) 03.11 ..86 (46) 30.03.88. Бюл. № 12 (?2) В. И. Журавлев, 1О. В. Заплетин и Н. Д. Лычагин (53) 621.396.6 (088.8) (56) Патент США № 4087818, кл. Н 04 В 7/02, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 1141978, кл. Н 04 В 7/02, 1982. (54) СИСТЕМА РАДИОСВЯЗИ (57) Изобретение м.б. использовано в космических и наземйых радиолиниях связи с повторным использованием частоты. Цель изобретения — повышение помехоустойчивости. Система содержит г-р 1 сигналов, разветвитель 2 мощности, амплитудные модуляторы 3 и 4, противофазный усилитель 5, облучатели 6 и 7 передающей антенны (А) 8, облучатели 9 и 10 приемной А 1, суммарноразностный блок 12, сумматор 13, вычислитель 14, демодулятор 15 дополнительного сообщения, демодулятор 16 основного еооб- щения, фильтр 18 нижних частот, блок 20 управления положением осей поляризации облучателей А 11. 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 2% радиан, возникающих в входной смеси сигнала с помехой под действием как флуктуационных, так и импульсных помех, что повышает помехоустойчивость. 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 задержать и разностный сигнал в др. канале. Для этого служат линии 24 и 25 задержки, имеющие одинаковое время задержки. 4 ил.

1 185 10»

Изобретение от)н>сится . к ралиосвязи и может использоваться в космических и назеM)fhlx радиолиниях связи с повторным испол ьзон>зн нем >(астоты, и!>елназна >)c нны х лля перела )и информации с помо)ц)>ю радиоволн. 5

1!ель изобретения - — повышение помехоустойч ивости.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема преллагаемой системы ралносвязи; на фиг. 2 — — структурная электрическая схема лемодулятора основного сообщения; на фиг. 3 и 4 - — векторные лиаграммы, по))сня)ощне работу системы ралносв)!Зи.

Система радиосвязи солержит генератор

I сип)алов, разветвитель 2 мощности, ам- f 5 плитудные молуляторы 3 и 4, нротивофазный усилитель 5, облучатели 6 и 7 переда)ощей антенны 8, облучатели 9 и 10 приемной антенны I l, суммарно-разностный блок 12, состоящии из сумматора 13 и вычитателя

14, демолулятор 15 лополнительного сообщения, демодулятор 16 основного сообщения, амплитудный ограничитель 17, фильтры

18 и 19 нижних частот(ФНЧ)блок 20 управления положением осей поляризации облучателей приемной антенны, ключ 21, фазовый 25 детектор 22, фазовращатель 23, линии задержки 24 и 25 и компаратор 26.

Демодулятор 16 основного сооб)цения состоит из фазового детектора (ФД) 27, ФНЧ 28 и генератора управляемого напряжением (ГУН) 29.

Система работает слелующим образом.

Генератор I сип)алов формирует сип)ал основных сообщений, модулированный по частоте или фазе основными сообщениями.

Зтот сигнал имеет вил

U, (t) = U cos(uyt+ )I)(t)), (1) где U — — постоянная амплитуда сигнала;

qH) — функция изменения фазы сигнала, соответствующая частотной или фазовой модуляции основными сообщениями S,;

Ш вЂ” угловая частота.

Сигнал (I) поступает на вход разветвителя 2 мощности, с выхода которого сигнал разветвляется на два канала, в которых установлены амплитудные модуляторы 3 и 4, 45 выполненные в виде высокочастотных усилителей. В них амплитуда проходящих сигналов изменяется противофазно по закону перелаваемых дополнительных сообщений с помощью напряжений, снимаемых с противофазного усилителя 5. При этом сигналы 50 на выхолах амплитудных модуляторов 3 и 4 слелующие ())(!) =(.) i (1+ ((1) ) cos ()»!+ )!>(1) ); (2) (,, (t) ==1.I, (1--f(t)) eos(uxt+ v(t)), (3) гле (I, (!) и U, (t) -- сигналы на выходах модуляторов 3 и 4 соответственно;

U — постоя))ная амплитула;

j(!) функция изменения амплитулы сигналов соответствую)цая дополнительным сообщениям $„.

Сигналы (2) и (3) поступают на вхолы облучателей 6 и 7 передающей антенны 8.

Г!ерелающая антенна 8 может быть сделана в виде зеркальной антенны с двумя облучателями 6 и 7 или в виде вибраторных анTpнн с соответствующими возбудителями.

Облучатели 6 и 7 созлают поля с ортогональной одно относительно другого линейнои или круговой поляризацией. Сип)алы, которые излучает передающая антенна 8, принимаются приемной антенной 1 . Ее облучатели (возбудители) 9 и 10 имеют взаимно ортогональные линейную или круговую поляризации. Приемная антенна 11 с облучателями (возбудителями) 9 и 10 выполнена аналогично передающей.

На фиг. 3 изображены векторы А, В поляризации волны, прихолящих сигналов, а также оси Х и У поляризации облучателей

9 и 10 приемной антенны .11 (сх. — угол рассогласования по поляризации). На выходах облучателей 9 и 10 приемной антенны

11 получаем сигналы

V„(t) =U, cos <(1+ f(t) )cos (m t+ «!) (() )— — U.sin ы.(1 — f(t) ) cos (tot+ ч (()) +

+n» (t) > (4) где п„ (t) — флуктуационная пЬмеха в виде нормального гауссова шума составляющей оси Х;

tt„„— импульсная помеха составляющей оси.

U„(t) = U cos с((1 — f(t) ) со$ (м (+

+ y (t) ) + U sin (), (1 + f(t) ) cos (ъбt+

+ «р(()) +п„()) +п„„((), . (5) где п (t) — флуктуационная помеха в виде нормального гауссова шума составляющей оси У; и„„(() — импульсная помеха составляющей оси Y.

С выхода сумматора 13 получаем сигнал

U(t) (t) = Ux t i) + Uy(t) =2U (сова +

+ f(t) sin e. ) cos (ж(+ у (t) ) + (n„(t) +

+п>(() ) + (n„„(t) + n„„(t) ); (6)

Uс,> (t) =U„(t) U„t) =2U. (f(t)cose— — sin< ) cos(w t+ Р (t) ) + (n„(t) — ny(t) )-!+ (пкц (() — nó (() ) . (7)

В качестве демолулятора 16 используется синхронно-фазовый демодулятор (СФД) (фиг. 2) с устройством отбраковки аномальных перескоков фазы, кратных 2 радиан, возникающих во входной смеси сигнала с помехой пол действием как флуктуационных, так и импульсных помех. что позволяет повысить помехоустойчивость при воздействии комплекса помех «а единицы и десятки лецибел в зависимости от базы сигнала.

1885ЗО5

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

СФД работает следующим образом.

На первый вход ФД 27 поуается 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 и f, íà 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 g 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 услощ1о, 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 превышает длительность отрицательного, т.е. возникает постоянная составляющая напряжения уп.равления, в результате действия которой все больше 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 и 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 иа 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 частоты или фазы входного сигнала, т.е. демодулированное сообщение.

Между входным сигналом и сигналом

ГУН 29 существует постоянный фазовый сдвиг. Для его ком пенсации в предлагаемое устройство введен фазоврашатель 23 на

90, с выхода которого поступает опорный сигнал, не содержащий информацию о по.мехе, на демодулятор 15.

При воздействии на вход системы флуктуационного 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 ИП» не проходит на вход демодулятора 16 на время действия ИП.

15 При этом, как правило, постоянная времени

ФНЧ !8 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.

50 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,с. С выхода ФНЧ 18 эта составляющая поступает на блок управления положением осей поляризации облучателей (возбудителей), который поворачивает облучатели так, что угол с становится равным нулю. При рассогласованни 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 приходящих сигналов и поляризацией облучателей приемной антенны. При этом система регулирования работает по принимаемому сигналу, несущему информацию о передаваемых сообщениях.

1385305

Система регулирования работает и в случае, когда ортогональность приходящих сигналов нарушена. На фиг. 4 изобра>кены векторы А и В поляризации приходящих сигналов и оси Х и Y поляризации облучателей 9 и 10 приемной антенны 11, и в углы между векторами и осями поляризации, В этом случае блок 20 ставит облучатели 9 и 10 в положение Х и У, при котором с = g (показано пунктиром).

Формула изобретения

Система радиосвязи, содер>кащая на передающей стороне последовательно соединенные генератор сигналов, модулированных основным сообщением, и разветвитель 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 соединенные приемную антенну с двумя облучателями, блок управления положением осей поляризации облучателей приемной антенны и суммарно-разностиый блок, посЛедовательно соединенные демодулятор дополнительного сообгцения и первый фильтр нижних частот, выход которого подключен к управляющему входу блока управления положением осей поляризации облучателей приемной антенны, а также демодулятор основного сообщения, при этом выход демодулятора дополнительного сообщения и выход демодулятора основного сообщения являются выходами системы, отличающаяся тем,. что, с целью повышения помехоустойчивости, на приемной стороне введены последовательно слединенные амплитудный ограничитель, первая линия задержки и ключ, выход которого подключен к входу демодулятора основного ссюбщения, последовательно соединенные фазовый детектор, второй фильтр нижних частот и компаратор, 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 информационным входом демодулятора дополнительного сообщения, причем управляющий выход опорной частоты демодулятора основного сообщения подключен к входу фазовращателя, выход которого подключен к опорному входу демодулятора дополнительного сообщения и опорному входу фазового детектора, вход которого соединен с выходом амплитудного ограничителя, вход которого соединен с суммарным выходом суммарноразностного блока.

1385;305

Фиг.д

Составитель Т. Колникова

Редактор Т. Парфенова Техред И. Верес Корректор M. 1Иароши

Заказ 1124/55 Тираж ббО . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35. Раушская наб., д. 4/5

11ронзводственно-полиграфическое предприятие. г. Ужгород, ул. Пр >ектная. 4