Устройство для передачи навигационной и дополнительной информаций

 

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано для передачи навигационной и дополнительной информаций. Устройство содержит генератор 1 эталонной частоты, два фазовых модулятора 2, 14, передатчик 3 навигационной информации, передающую антенну 4, синтезатор 5 тактовой частоты, синтезатор 6 несущих частот, генераторы 7, 8 псевдослучайной последовательности, делитель 9 частоты, командно-распределительный блок 10, перемножители 11, 12 по mod 2, формирователь 13 модулирующих сигналов, умножители 15, 16 частоты с коэффициентами умножения K₁ и К₂, передачик 17 дополнительной информации, полосно-заграждающий фильтр 18 и диплексор 19. Устройство обладает высокой достоверностью передаваемой информации и не имеет ограничений по объему и виду передаваемой информации в заданном частотном диапазоне несущих волн. 3 ил.

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано для передачи навигационной и дополнительной информаций.

Известно устройство для передачи навигационной информации, которое содержит генератор, модулятор, передатчик и антенну [1].

Однако известное устройство не позволяет передавать одновременно навигационную и дополнительную информации и имеет не достаточную достоверность передаваемой информации.

Наиболее близким к предлагаемому по общности решаемых задач и функционально-структурному выполнению является устройство для передачи навигационной и дополнительной информаций, которое содержит генератор эталонной частоты, фазовый модулятор, выход которого соединен с входом передатчика навигационной информации, и передающую антенну [2].

Это устройство характеризуется недостаточной достоверностью передаваемой информации, а также ограничением по объему и виду передаваемой информации в заданном частотном диапазоне несущих волн.

Техническим результатом изобретения является создание устройства для передачи навигационной и дополнительной информаций, обладающего высокой достоверностью передаваемой информации, а также не имеющего ограничений по объему и виду передаваемой информации в заданном частотном диапазоне несущих волн.

Сущность изобретения заключается в том, что в известное устройство для передачи навигационной и дополнительной информаций, содержащее генератор эталонной частоты, фазовый модулятор, выход которого соединен с входом передатчика навигационной информации, и передающую антенну, введены синтезатор тактовой частоты, синтезатор несущих частот, два генератора псевдослучайной последовательности (ГПСП), делитель частоты, командно-распределительный блок, два перемножителя по mod 2, формирователь модулирующих сигналов, два умножителя частоты с коэффициентами умножения К1 и К2, второй фазовый модулятор, передатчик дополнительной информации, полосно-заграждающий фильтр и диплексор.

Выход генератора эталонной частоты соединен с тактовым входом синтезатора несущих частот и с входом синтезатора тактовой частоты, выход которого соединен с тактовыми входами первого и второго фазовых модуляторов, с тактовым входом первого ГПСП, вход "начальная фаза ПСП" которого является входом кода с бортового вычислительного комплекса (БВК) и через делитель частоты с тактовым входом второго ГПСП, выход которого соединен с первым входом формирователя модулирующих сигналов и с первым входом первого перемножителя по mod 2, второй вход которого является входом информационного сигнала от источника дополнительной информации, выход первого перемножителя по mod 2 соединен с первым входом второго фазового модулятора и с первым входом второго перемножителя по mod 2, выход которого соединен с вторым входом второго фазового модулятора.

Первый выход командно-распределительного блока, входы которого являются входами команд управления с наземного командного пункта, соединен с входом управления ГПСП с переменной начальной фазой ПСП, выход которого соединен с вторым входом второго перемножителя по mod 2 и с вторым входом формирователя модулирующих сигналов, третий и четвертые входы которого являются соответственно входами первого и второго навигационных сигналов с БВК. Первый и второй выходы формирователя модулирующих сигналов соединены соответственно с первым и вторым входами первого фазового модулятора.

Первый выход командно-распределительного блока, входы которого являются входами команд управления с наземного командного пункта, соединен с входом управления первого ГПСП, выход которого соединен с вторым входом второго перемножителя по mod 2 и с вторым входом формирователя модулирующих сигналов, третий и четвертые входы которого являются соответственно входами первого и второго навигационных сигналов с БВК, первый и второй выходы формирователя модулирующих сигналов соединены соответственно с первым и вторым входами первого фазового модулятора.

Второй выход командно-распределительного блока соединен с входом управления синтезатора несущих частот, выход которого соединен через умножитель частоты с коэффициентом умножения К1 с третьим входом первого фазового модулятора, а через умножитель частоты с коэффициентом умножения К2 - с третьим входом второго фазового модулятора, выход которого соединен с входом передатчика дополнительной информации, выход которого соединен с первым входом диплексора, выход передатчика навигационной информации соединен через полосно-заграждающий фильтр с вторым входом диплексора, выход которого подключен к передающей антенне.

На фиг.1 показана функционально-структурная схема устройства для передачи навигационной и дополнительной информаций; на фиг.2 - структурная схема формирователя модулирующих сигналов; на фиг.3 - структурная схема фазового модулятора.

Устройство для передачи навигационной и дополнительной информаций (фиг. 1) содержит генератор 1 эталонной частоты, фазовый модулятор 2, передатчик 3 навигационной информации, передающую антенну 4, синтезатор 5 тактовой частоты, синтезатор 6 несущих частот, первый и второй ГПСП 7 и 8, делитель 9 частоты, командно-распределительный блок 10, первый и второй перемножители 11 и 12 по mod 2, формирователь 13 модулирующих сигналов, второй фазовый модулятор 14, умножитель 15 частоты с коэффициентом умножения К1, умножитель 16 частоты с коэффициентом умножения К2, передатчик 17 дополнительной информации, полосно-заграждающий фильтр 18 и диплексор 19.

Формирователь 13 модулирующих сигналов (фиг.2) содержит три перемножителя 29, 30 и 31 по mod 2, причем выходы перемножителей 29 и 30 соединены с первым и вторым входами перемножителя 31.

Первый и второй фазовые модуляторы 2 и 14 (фиг.3) содержат линейный фазовый модулятор 20 с поворотом фазы 0 - 90^o два линейных фазовых модулятора 21 и 22 с поворотом фазы 0 - 180^o пять D-триггеров 23 - 27 и логический элемент НЕ 28, причем линейные фазовые модуляторы 20, 21 и 22 соединены последовательно, их вторые входы соединены с выходами соответствующих D-триггеров 23, 24 и 25, на С-входы которых поступает сигнал с частотой Fm от синтезатора 5 тактовой частоты. Инверсный выход D-триггера 26 соединен с его D-входом, а прямой выход с D-входами D-триггеров 24 и 27, выход которого соединен с D-входом D-триггера 25.

В устройстве для передачи навигационной и дополнительной информаций (фиг.1) выход генератора 1 эталонной частоты соединен с тактовым входом синтезатора 6 несущих частот и с входом синтезатора 5 тактовой частоты, выход которого соединен через делитель 9 частоты с тактовым входом второго ГПСП 8, с тактовыми входами первого и второго фазовых модуляторов 2 и 14 и с тактовым входом первого ГПСП 7, вход "начальная фаза ПСП" которого является входом кода с БВК.

Выход второго ГПСП 8 соединен с первым входом формирователя 13 модулирующих сигналов и с первым входом первого перемножителя 11 по mod 2, второй вход которого является входом сигнала от источника дополнительной информации. Выход первого перемножителя 11 по mod 2 соединен с первым входом второго фазового модулятора 14 и с первым входом второго перемножителя 12 по mod 2, выход которого соединен с вторым входом фазового модулятора 14.

Первый выход командно-распределительного блока 10, входы которого являются входами команд управления с наземного командного пункта, соединен с входом управления первого ГПСП 7, выход которого соединен с вторым входом второго перемножителя 12 по mod 2 и с вторым входом формирователя 13 модулирующих сигналов, третий и четвертые входы которого являются соответственно входами первого и второго навигационных сигналов с БВК. Первый и второй выходы формирователя 13 модулирующих сигналов соединены соответственно с первым и вторым входами первого фазового модулятора 2, выход которого соединен с входом передатчика 3 навигационной информации.

Второй выход командно-распределительного блока 10 соединен с входом управления синтезатора 6 несущих частот, выход которого соединен через умножитель 15 частоты с коэффициентом умножения К1 с третьим входом фазового модулятора 2, а через умножитель 16 частоты с коэффициентом умножения К2 - с третьим входом фазового модулятора 14, выход которого соединен с входом передатчика 17 дополнительной информации, выход которого соединен с первым входом диплексора 19. Выход передатчика 3 навигационной информации соединен через полосно-заграждающий фильтр 18 с вторым входом диплексора 19, выход которого подключен к передающей антенне 4.

Устройство для передачи навигационной и дополнительной информаций работает следующим образом.

Сигнал с генератора 1 эталонной частоты синтезируется в синтезаторе 5 тактовой частоты в сигнал с тактовой частотой первого ГПСП 7 и путем деления в 10 раз в делителе 9 частоты в сигнал тактовой частоты второго ГПСП 8.

В синтезаторе 6 несущих частот сигнал с генератора 1 эталонной частоты преобразуется в одну из N несущих частот, при этом выбор номинала выходного сигнала синтезатора 6 несущих частот устанавливается разовой командой, выдаваемой по команде управления с наземного командного пункта через командно-распределительный блок 10.

Первый ГПСП 7 работает в двух режимах: с постоянной и переменной начальной фазой псевдослучайной последовательности (ПСП), при этом выбор режима работы ГПСП 7 устанавливается по команде управления с наземного командного пункта через командно-распределительный блок 10. Установка начальной фазы ПСП осуществляется кодом, поступающим с БВК.

Сигналы ПСП с выхода первого и второго ГПСП 7 и 8 поступают на первый и второй входы формирователя 13 модулирующих сигналов. В формирователе 13 (фиг. 2) сигнал ПСП от ГПСП 7 перемножается в перемножитель 29 по mod 2 с первым навигационным сигналом (Н1), поступающим с БВК, а сигнал ПСП от ГПСП 8 перемножается в перемножителе 30 по mod 2 с вторым навигационным сигналом (Н2), поступающим с БВК. Сигналы с выходов перемножителей 29 и 30 по mod 2 перемножаются между собой в перемножителе 31 по mod 2. Сигналы с выходов перемножителей 30 и 31 по mod 2 образуют два модулирующих сигнала, которые используются для работы первого фазового модулятора 2.

Сигнал ПСП от ГПСП 8 поступает на вход первого перемножителя 11 по mod 2, где перемножается с сигналом, поступающим от источника дополнительной информации, и подается на первый вход второго перемножителя 12 по mod 2, где он перемножается с сигналом ПСП от ГПСП 7.

Сигналы с выходов перемножителей 11 и 12 по mod 2 образуют два модулирующих сигнала, которые используются для работы второго фазового модулятора 14.

Первый и второй фазовые модуляторы 2 и 14, предназначенные для квадратурной модуляции сигнала несущей частоты, построены по одной и той же структурной схеме, но на его входы поступают различные сигналы.

В фазовый модулятор 2 на D-вход D-триггера 23 поступает сигнал с первого выхода формирователя 13 модулирующего сигнала, а на С-вход D-триггера 26 непосредственно и через элемент НЕ 28 на С-вход D-триггера 27 сигнал поступает с второго выхода формирователя 13 модулирующего сигнала. На первый вход линейного фазового модулятора 20 поступает сигнал несущей частотой F_н из синтезатора 6 несущих частот после его умножения на коэффициент К1 в умножителе 15 частоты.

В фазовый модулятор 14 на D-вход D-триггера 23 поступает сигнал с выхода перемножителя 11 по mod 2, а на С-вход D-триггера 26 непосредственно и через элемент НЕ 28 на С-вход D-триггера 27 сигнал поступает с выхода перемножителя 12 по mod 2. На первый вход линейного фазового модулятора 20 поступает сигнал несущей частоты F_н, из синтезатора 6 несущих частот после его умножения на коэффициент К2 в умножителе 16 частоты.

В фазовых модуляторах 2 и 14 обеспечивается ослабление на 25 dB поразитной дискретной составляющей, возникающей в момент переключения фазы сигнала несущей частоты из положения 0^o в положения 90^o и 180^o а фазовые набеги модулирующих сигналов устраняются D-триггерами 23 - 25, которые переключаются по сигналу тактовой частоты F_т, поступающему на С-входы D-триггеров 23-25 с синтезатора 5 тактовой частоты.

С выходов фазовых модуляторов 2 и 14 сигналы поступают в усилители мощности соответственно передатчика 3 навигационной информации и передатчика 17 дополнительной информации и через диплексор 19 подаются на передающую антенну 4.

Для обеспечения электромагнитной совместимости сигнал с выхода передатчика 3 навигационной информации поступает на вход полосно-заграждающего фильтра 18, где в спектре сигнала подавляется ряд спектральных составляющих, после чего сигнал поступает на второй вход диплексора 19.

Надежность работы устройства для передачи навигационной и дополнительной информаций обеспечивается за счет дублирования аппаратуры устройства и ее перекрестного включения, при этом переход на исправную аппаратуру осуществляется по команде управления с наземного командного пункта через командно-распределительный блок 10.

Промышленная применимость изобретения обеспечивается актуальностью задачи и высокими техническими характеристиками устройства, за счет обеспечения высокой достоверности передаваемой информации, а также отсутствия ограничений по объему и виду передаваемой информации в заданном частотном диапазоне несущих волн.

Формула изобретения

Устройство для передачи навигационной и дополнительной информаций, содержащее генератор эталонной частоты, первый фазовый модулятор, выход которого соединен с входом передатчика навигационной информации, и передающую антенну, отличающееся тем, что в него введены синтезатор тактовой частоты, синтезатор несущих частот, два генератора псевдослучайной последовательности (ГПСП), делитель частоты, командно-распределительный блок, два перемножителя по mod2, формирователь модулирующих сигналов, два умножителя частоты с коэффициентами умножения K₁ и K₂, второй фазовый модулятор, передатчик дополнительной информации, полосно-заграждающий фильтр и диплексор, выход генератора эталонной частоты соединен с тактовым входом синтезатора несущих частот и с входом синтезатора тактовой частоты, выход которого соединен с тактовыми входами первого и второго фазовых модуляторов, с тактовым входом первого ГПСП, вход "Начальная фаза ПСП" которого является входом кода с бортового вычислительного комплекса и через делитель частоты с тактовым входом второго ГСПС, выход которого соединен с первым входом формирователя модулирующих сигналов и с первым входом первого перемножителя по mod2, второй вход которого является входом информационного сигнала от источника дополнительной информации, выход первого перемножителя по mod2 соединен с первым входом второго фазового модулятора и с первым входом первого перемножителя по mod2, выход которого соединен с вторым входом второго фазового модулятора, первый выход командно-распределительного блока, входы которого являются входами команд управления с наземного командного пункта, соединен с входом управления первого ГПСП, выход которого соединен с вторым входом второго перемножителя по mod2 и с вторым входом формирователя модулирующих сигналов, третий и четвертый входы которого являются соответственно входами первого и второго навигационных сигналов с бортового вычислительного комплекса, первый и второй выходы формирователя модулирующих сигналов соединены соответственно с первым и вторым входами первого фазового модулятора, второй выход командно-распределительного блока соединен с входом управления синтезатора несущих частот, выход которого соединен через умножитель частоты с коэффициентом умножения K₁ с третьим входом первого фазового модулятора, а через умножитель частоты с коэффициентом умножения K₂ с третьим входом второго фазового модулятора, выход которого соединен с входом передатчика дополнительной информации, выход которого соединен с первым входом диплексора, выход передатчика навигационной информации соединен через полосно-заграждающий фильтр с вторым входом диплексора, выход которого подключен к передающей антенне, а каждый из фазовых модуляторов содержит линейный фазовый модулятор с поворотом фазы 0-90^o, два линейных фазовых модулятора с поворотом фазы 0-180^o, пять D-триггеров и логический элемент НЕ, причем линейные фазовые модуляторы соединены последовательно, их вторые входы соединены с выходами соответствующих D-триггеров, на C-входы первого, второго и третьего D-триггеров поступает сигнал с частотой F_m от синтезатора тактовой частоты, инверсный выход четвертого D-триггера соединен с его D-входом, а прямой выход - с D-входами второго и пятого D-триггеров, выход которого соединен с D-входом третьего D-триггера, при этом на C-вход четвертого L-триггера поступает сигнал непосредственно, а на C-вход пятого D-триггера - через логический элемент НЕ.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3