Способ и устройство для приема радио- и телевизионного сигнала

 

Способ приема заключается в формировании диаграммы направленности антенного блока и управления ею с помощью микропроцессорного устройства, сканирования ею пространства вокруг приемника, фиксации всех принятых программ в запоминающем устройстве и вывода информации о них на индикаторное табло. Пользователь выбирает вещательную программу по своему желанию и с помощью управляющего устройства выдает команду на микропроцессор, который формирует необходимые соединения в антенном блоке, благодаря чему синтезируется диаграмма направленности на выбранный передатчик и осуществляется прием. При изменениях направления на источник сигнала диаграмма направленности с помощью блока слежения перемещается, сохраняя направление на передатчик. Способ осуществляется устройством приема, одной из отличительных особенностей которого является то, что антенны метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов выполнены в виде дисков небольшой толщины, в которых путем металлизации нанесены антенные элементы - активные и пассивные вибраторы, которые с помощью коммутирующих средств соединяются в комбинации, определяющие диаграмму направленности в каждый момент времени. Технический результат заключается в повышении сервисного обслуживания пользователя путем обеспечения возможности выбора любой теле- и радиопрограммы и удержании уверенного приема при размещении приемника на транспортном средстве. 2 c.п.ф-лы, 3 табл., 15 ил.

Изобретение относится к области техники, охватывающей методы и средства приема сигналов радио- и телевещания с применением антенных установок с управляемой диаграммой направленности, и может быть использовано в стационарных условиях, но предназначается для применения преимущественно на транспортных средствах, в частности на морских и речных судах, в поездах и автомобилях.

Целью предлагаемых способа и устройства является повышение сервисного обслуживания пользователя путем обеспечения для него возможности выбора любой радио-или телевещательной программы, уверенно принимаемой в зоне местонахождения и, если он находится на транспортном средстве, удержание уверенного приема при эволюциях транспортного средства.

В настоящее время широко применяются способы обеспечения приема сигналов радио- и телевещательных или ретрансляционных станций с помощью антенн с кардиоидной или лучевой диаграммой направленности путем механической установки антенны в направлении на передатчик по максимуму уровня принимаемого сигнала и путем вращения антенны или переключения на другую, направленную на нужный передатчик антенну при переходе на прием от другого источника радио- или телевещательного сигнала.

Эти способы трудоемки и неудобны для пользователя, требуют для установки и настройки антенн специальной подготовки. Разработаны и применяются на практике способы приема радио- и телевизионного сигнала с применением антенных устройств с управляемой с помощью электронных средств диаграммой направленности. Наиболее близким к предлагаемому по целям и методу их достижения является способ, приведенный в описании изобретения по заявке ФРГ N 2509889, М.кл² H 01 O 3/00, 1975 г., заключающийся в том, что при сканировании окружающего пространства путем изменения направления диаграммы направленности антенной установки в запоминающее устройство вводят данные об уровне сигнала, поступающего с каждого направления, а затем с помощью управляющего устройства диаграмму направленности антенного устройства устанавливают в направлении, соответствующим максимальному уровню сигнала. Данный способ предназначен для поиска и приема одного, заранее определенного передатчика, и не дает возможности пользователю без перестройки аппаратуры выбрать для приема сигналы другого радио- или телепередатчика, даже если они имеются в зоне, доступной для приема.

Предлагаемый способ приема радио- и телевизионного сигнала путем формирования и установки в направлении на выбранный передатчик кардиоидной или лучевой диаграммы направленности антенного блока с помощью электронного устройства, содержащего микропроцессор, заключающийся в том, что сканируется пространство вокруг приемника в пределах 360^o по азимуту и до 90^o по углу места путем формирования и изменения направления диаграммы направленности антенного блока последовательно по N выбранным направлениям одновременно в метровом, дециметровом и сантиметровом диапазонах; при этом в запоминающем устройстве запоминаются данные о наличии, частоте и уровне имеющихся в данном направлении радио- и телевизионных сигналах и направлениях на эти сигналы по каждому диапазону (или его части); данные о наличии программ, которые могут быть уверенно приняты на приемник пользователя, выводятся на индикатор и анализируются пользователем.

По указанию пользователя с помощью управляющего устройства формируется диаграмма направленности антенного блока в нужном для приема выбранной программы направлении и осуществляется прием. При изменении уровня сигнала в результате отклонения направления на источник диаграмма направленности антенного блока устройством управления автоматически направляется в соответствии с введенной командой на источник сигнала.

Данный способ реализуется с помощью устройства, содержащего многодиапазонный антенный блок с управляемыми в каждом диапазоне диаграммами направленности и систему управления.

Известны многодиапазонные антенные устройства, например, по авт. св. N 1467628, МКИ H 01 Q 1/40, 1987 г., патенту ФРГ N 3218867, МКИ H 01 Q 3/04, 1982 г. , патенту Японии N 60-51006, МКИ H 01 Q 1/27, 1983 г., состоящие из дискообразных антенных элементов и обладающие поэтому компактностью, но они не охватывают все частоты телевизионных и частотно-модулированных радиосигналов и не имеют устройств формирования и управления диаграммой направленности.

Известны устройства для формирования и управления диаграммами направленности фазированных антенных решеток. В большинстве случаев они предназначены для сверхвысоких (см) частот.

Предлагаемое устройство антенны работает в диапазонах теле- и радиочастотного радиовещания и не является типовой антенной решеткой, и хотя в вышеуказанных устройствах реализуются некоторые принципы, которые в переработанном виде могли бы быть применены для управления диаграмм направленности устройств для приема в частотно-модулированном радио- и телевещательном диапазонах, но прямое их использование затруднительно в связи со значительными габаритами для метровых и дециметровых волн. Известны также антенные устройства с формируемой и управляемой с помощью электронных переключающих устройств диаграммой направленности, близкие по назначению и устройству к предлагаемому, например, по патенту Великобритании N 2049296, МКИ H 10 Q 21/20.

Антенна имеет дискообразную форму и множество излучающих элементов. При подключении определенной группы этих элементов формируется диаграмма направленности в нужном направлении. Эта антенна предназначена лишь для микроволнового диапазона и не имеет устройства автоматического управления. "Антенная система" по патенту Франции N 7931509, МКИ H 01 Q 3/24, 1979 г. (конвенционный приоритет -Япония, 1978 г., заявитель SONY Com.) состоит из многоэлементного антенного блока, средств электрической коммутации точек подвода питания и присоединения элементов импеданса, что позволяет управлять вариациями характеристик направленности антенны. Данная система работает только в одном диапазоне и не имеет средств автоматического отслеживания направления на источник сигнала.

За прототип предлагаемого устройства принято изобретение, защищенное патентом ФРГ N 2509889 "Антенная система", МКИ H 01 Q 3/00, 1975 г., (конвенционный приоритет -Япония, 1974 г., заявитель Мацусита Электрик Индастриэл Компани, Ltd).

Изобретение представляет собой антенную установку с управляемой диаграммой направленности (ДН) и устройство управления, содержащее генератор сигналов поворота ДН, которые с помощью устройства управления подаются на антенную установку, переключая антенные элементы, либо ряд антенн таким образом, что ДН формируется в N заданных направлениях последовательно от одного к другому. Уровень принимаемого сигнала запоминается в запоминающем устройстве. Анализирующее устройство выделяет направление, по которому сигнал имеет максимальный уровень, и при последующем прохождении цикла вся система останавливается на ДН, имеющей направление, по которому поступает сигнал максимального уровня.

Недостатками данного устройства является то, что оно предназначено для приема одной, наиболее сильной на частоте приемника станции, не дает полной картины наличия других передатчиков даже в диапазоне работы антенны, а главное, не дает возможности пользователю выбрать нужную программу без специальных операций по перестройке устройства. Кроме того, приведенный в описании этого изобретения применяемый тип антенн-всенаправленная с переключаемыми пассивными элементами и типа "волновой канал" в связи со значительными габаритами не дают возможности выбрать достаточно большое количество направлений ДН (в описании оно равно 4), в связи с чем не может быть применена достаточно узкая ("лучевая") ДН.

Предлагаемое изобретение устраняет указанные недостатки. Предлагаемое устройство отличается от прототипа конструкцией антенного блока, который выполнен в виде набора плоских по форме и в связи с этим достаточно компактных антенн. Имеющаяся возможность вариации количества и подбора антенн различных диапазонов позволяет пользователю по собственному усмотрению выбирать принимаемые теле- и радиоканалы. В отличие от прототипа, система управления формированием диаграмм направленности построена не в виде автоматического устройства, выполненного из элементов дискретной техники, а на базе микропроцессорного устройства, что значительно расширяет функциональные возможности устройства в целом, позволяет легко решить проблему слежения при его установке на транспортных средствах, и перестройки при введении новых или замене частотных диапазонов приема. Существенным отличием также является введение блоков обзорного наблюдения наличия, уровня и качества сигнала работающих передатчиков в принимаемых частотных диапазонах. Кроме того, данное устройство позволяет использовать, в случае необходимости, антенный блок для создания каналов радиосвязи- факсимильной, радиотелефонной, видеотелефонной, телерепортажной и т.п. в коммерческих или технических целях.

Техническим результатом, обеспечиваемым предлагаемым изобретением, таким образом, является компактность установки, расширение ее функциональных возможностей, удобство при пользовании устройством, простота перестройки на различные частотные диапазоны путем замены программ в микропроцессорном устройстве. В целом имеющиеся существенные отличия придают устройству большую коммерческую ценность и создают сервисный комфорт для пользователя.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - вариант конструктивного выполнения антенного блока; на фиг. 3 - общий вид антенны метрового диапазона; на фиг. 4 - элемент (лепесток) антенны метрового диапазона (I-VI каналы); на фиг. 5 - элемент (лепесток) антенны метрового диапазона (VII-XII каналы); на фиг. 6 - разрез А-А на фиг. 4, 5; на фиг. 7 - разрез Б-Б на фиг.4, 5; на фиг. 8 - разрез В-В на фиг. 4, 5; на фиг. 9 - вариант конструкции антенны дециметрового диапазона; на фиг. 10 - вариант конструкции антенны сантиметрового диапазона;
на фиг. 11 - вид по стрелке А на фиг. 11;
на 12. - разрез Б-Б на фиг. 11;
на 13. - разрез С-С на фиг. 11;
на 14. - разрез Д-Д на фиг. 11;
на 15. - схема приемоанализирующего блока и аналого-цифрового преобразователя.

В целях наглядности толщина металлизации на разрезах увеличена.

Устройство состоит из размещенного в корпусе из радиопрозрачного материала антенного блока 1, содержащего антенны 2 метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов с переключаемыми антенными элементами и элементами коммутации 3. Каждая антенна скомпонована с электронным модулем 4, включающим приемоанализирующий блок 5, аналого-цифровой преобразователь 6, микропроцессорный блок 7, в который входят программозадающее устройство 8 запоминающее устройство 9 и автомат поиска и слежения 10. В электронном модуле находится также антенный усилитель- преобразователь 11. В месте, удобном для пользователя, расположен блок управления 12, содержащий индикаторное табло 13, пульт выбора программ 14 и схему формирования команд 15. В него также входит блок передачи информации и команд 16. Ответный блок передачи информации и команд 17 входит в состав антенного блока. Устройство содержит также фидерный тракт 19, блок питания 20, цепи питания 21 и линии электронной связи между блоками 22. В полной комплектации устройство, кроме этого, содержит блок передачи и приема специальной информации 23.

На фиг. 1 изображен антенный блок. Он состоит и антенны метрового диапазона 1, антенны дециметрового диапазона 2, антенны сантиметрового диапазона для приема спутникового телевидения 3, электронных модулей 4, блока приема и передачи информации и команд 5. Все узлы антенного блока размещены на мачте 6 и заключены в радиопрозрачный корпус 7.

Антенный блок выполнен в виде вертикального набора антенн метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов, каждая из которых выполнена на плоском диске небольшой толщины из диэлектрического материала. Антенные элементы размещаются на обеих сторонах диска и выполняются с применением известных технологий металлизации нанесения покрытий из проводящего материала на диэлектрическое основание. Устройство имеет две антенны метрового диапазона (I-V каналы и VI-XII каналы), антенну дециметрового диапазона и антенну сантиметрового диапазона для приема сигналов спутникового телевидения. Может быть применена любая другая комбинация антенн различных диапазонов.

Антенны метрового диапазона представляют собой видеоизмененные антенны типа "волновой канал". Отдельные элементы этих антенн имеют форму узких клиньев, расширяющихся к периферии диска. Они размещены на равном расстоянии друг от друга и против друг друга на обеих сторонах диска. Периферийные края лепестков обоих сторон дисков по всей ширине электрически соединены, внутренние - автоматически подключаются либо к антенному фидеру, либо на "землю". Лепестки имеют окна в металлизированной поверхности для подстройки величины импеданса антенны. Каждая диаметрально расположенная пара лепестков представляет собой синфазную систему линейно расположенных вибраторов. Путем переключений для каждого направления синтезируется (собирается из отдельных элементов) фактически новая антенна, обладающая диаграммой направленности, вытянутой в данном направлении. Первый антенный диск предназначен для приема I-VI каналов телевещания, при этом этот диапазон разбит на два поддиапазона (I-III каналы и IV-VI каналы), у которых формируемые антенны с целью получения оптимального (близкого к I) КСВ отличаются точками подсоединения фидерного кабеля - для более оптимального согласования эти точки на более высоких частотах расположены дальше от центра диска. Положение этих точек определяется расчетом и подтверждается испытаниями антенны. Частотный диапазон, охватываемый второй антенной метрового диапазона, также разбит на два поддиапазона (VII-IX и X-XII каналы телевещания). Количество лепестков для метрового и дециметрового диапазонов равно 12 (через 30^o друг от друга).

В работе на метровом диапазоне участвуют по 2 или 3 лепестка с каждой стороны от линии, определяющей данное направление, причем 3 лепестка используются на более низких частотах (I-III каналы ТЛВ, стандарты РФ), а по 2 - на остальных. В качестве активных вибраторов используются эти лепестки, а центральный (осевой) лепесток - в качестве осевого директора и одновременно - разделителя, а пара симметрично расположенных лепестков между осевым и активными - в качестве пассивных директоров. Остальные лепестки заземлены и совместно с заземленным корпусом электронного модуля образуют и выполняют роль рефлектора. На первом поддиапазоне первого антенного диска расположение "задействованных" лепестков напоминает развернутое крыло бабочки. На более высокочастотных поддиапазонах лепестки сдвинуты симметрично вперед, что дает возможность сузить диаграмму направленности за счет согласования эффективной длины вибратора с длиной волны. Расположение антенных элементов и их форма для поддиапазонов метровых волн показаны на фиг. 2. В качестве элементов коммутации применены как наиболее предпочтительные по своему быстродействию и другим характеристикам переключающие диоды (в частности, pin - диоды). Алгоритм подключения элементов к фидерному тракту и к заземлению представлен в виде табл. 1.

Дисковая антенна дециметрового диапазона выполнена технологически так же, как описанные выше антенны метрового диапазона путем нанесения проводящего покрытия на диэлектрическое основание. Конструктивно каждый лепесток этой антенны представляет собой известную из технической литературы ([1], [2] и т.д.) логарифмическую периодическую антенну. На фиг. 3 показан пример расположения элементов антенны дециметрового диапазона на диске. Весь диапазон разбит на два поддиапазона. Так же, как и у антенны метрового диапазона с целью оптимизации КСВН при перестройке точка подключения фидера имеет возможность сдвига. Кроме того, с помощью точек подключения производится фазирование набора единичных антенн (из 3-4) при синтезировании более узкой ДН-антенны. Остальные единичные антенны (элементы) заземляют и совместно с корпусом-экраном электронного модуля выполняют роль рефлектора. Алгоритм переключения элементов антенн дециметрового диапазона представлен в виде табл. 2.

Примечание к табл. 2.

При переходе на следующее направление схема расположения включений сдвигается соответственно, сохраняя конфигурацию, указанную в таблице. В скобках указаны возможные варианты подключения при оптимизации КСВН и синтезировании ДН в процессе испытаний антенны.

Антенна сантиметрового диапазона (10- 12 ГГц) предназначена для приема телепрограмм, транслирующихся с искусственных спутников Земли. Конструктивное выполнение антенны может иметь несколько вариантов, необходимо, чтобы она имела достаточно малые габариты и обеспечивала возможность автоматического поиска и приема нужного источника сигнала. В качестве одного из вариантов оптимизации предлагается конструкция антенны, каждый элемент которой представляет собой рупорную антенну. Для создания более узкой диаграммы направленности на одно направление включаются одновременно 3-5 рупоров. Устройство антенны показано на фиг. 10 - 14. Она состоит из совмещенных дисков 1 и 2 из диэлектрического материала, на которые нанесено металлизированное покрытие, по форме, показанной на фиг. 11 - 13. В диске 2 сделаны прорези фиг. 11, 12, благодаря чему участки покрытия при совмещении дисков образуют волноводы и рупоры по каждому направлению. Количество направлений выбрано 30 (через каждые 12^o), каждая элементарная антенна снабжена возбудителем 4, к которому через элементы коммутации 5 подключается антенный фидер. Алгоритм переключения точки присоединения фидера приведен в табл. 3.

Примечание к табл. 3.

При переходе на следующее направление схема расположения включений сдвигается на это направление, сохраняя конфигурацию, указанную в таблице. Точка Г₃ по схеме может также подключатся, если экспериментальная подстройка на заводе показала лучшую оптимизацию.

Антенный блок может содержать большее или меньшее количество антенн, различными могут быть и частотные диапазоны. В целях увеличения прочности и для обеспечения скрытности "НОУ-ХАУ" примененной технологии антенный набор со всеми устройствами может быть залит радиопрозрачными пеноматериалами. Электронные модули выполнены герметизировано и термостатированы для обеспечения большей надежности и стабильности параметров. Корпус электронного блока выполнен из хорошопроводящего материала и заземлен. Внешняя поверхность корпуса участвует совместно с другими заземленными элементами антенны в формировании оптимальной диаграммы направленности в качестве рефлектора. Снизу от антенного блока может устанавливаться заземленный экран (не обязательный элемент конструкции) для уменьшения возможных помех и стабилизации характеристик диаграмм направленности антенны метрового диапазона. Блоки, входящие в электронные модули, представляют собой компактные интегральные сборки. Приемоанализирующий блок 5 наиболее просто может быть выполнен в виде многоканального сверхрегенеративного приемника, количество каналов которого равно количеству телевизионных и радио-каналов, определенных международными соглашениями для данного поддиапазона. Работа приемной части осуществляется с применением общего n-фазного генератора напряжения суперизации (n- количество каналов). Форма напряжения суперизации и фазовые сдвиги между напряжениями, подаваемые на сверхрегенеративные каскады, выбираются так, чтобы вспышки свободных колебаний в сверхрегенераторах возникали поочередно. Таким образом, генератор напряжения регенерации выполняет роль коммутатора каналов. Работа такого приемного устройства описана в [8], стр. 227, схема приведена на фиг. 15. Информация об уровне сигнала на выходе и номере канала через аналого-цифровой преобразователь поступает на ЗУ процессора. Приемоанализирующий блок может быть также выполнен как приемное устройство обычной супергетеродинной схемы, автоматически перестраиваемое в пределах соответствующего диапазона за время, пока диаграмма направленности антенны расположена по одному из направлений. На входе устройства располагается линейка фильтров-усилителей, каждый из которых пропускает полосу частот, соответствующего утвержденным теле- и радиоканалам, принимаемых данной антенной с полосой пропускания либо всего спектра, либо на одну из спектральных составляющих, например, на несущую изображения, звука или иную гармонику сигнала. Перестройка гетеродина приемной части осуществляется варикапом. Информация об уровне напряжения, подаваемого на варикап, характеризующая канал настройки и об уровне сигнала на выходе приемной части, подается на аналого-цифровой преобразователь и затем в ЗУ процессора. Может быть применен метод и одновременного гетеродинирования по всем каналам (фильтрам), тогда поочередное последовательное открытие каждого из фильтров стробами-импульсами от автомата поиска и слежения (10) или со схемы формирования команд (15) от пульта выбора программ (14). Такой принцип также известен ([6]).

Аналого-цифровой преобразователь 6 может быть выполнен по любой применяемой на практике схеме. Например, как описан в [7, 11].

Автомат поиска и слежения 10 представляет собой процессор с устройствами ввода-вывода, который в совокупности с запоминающим устройством 9 и программо-задающим устройством 8 составляет типовую схему управляющего микропроцессорного устройства 7. Выходы первого порта-автомата (процессора) подключены к коммутирующим элементам антенн. В необходимых случаях напряжение коммутации подается через усилители тока. Второй порт служит для подачи информации о наличии, уровне сигнала и номере канала с ЗУ через блоки передачи информации и команд на индикаторное табло блока управления.

Усилитель-преобразователь 11 представляет собой обычный антенный усилитель для данного поддиапазона. Преобразование частоты сигнала предусмотрено для см-диапазона и наиболее высокочастотных каналов дм-диапазона для возможности приема сигнала на обычные широковещательные теле- и радиоприемники, на приемники, имеющие частотные каналы только метрового диапазона.

Усилитель-преобразователь выполняется по типовым схемам.

Блоки приема и передачи информации и команд 17 служат для обеспечения связи между антенным блоком 1 и блоком управления 12 по одной линии 22. Они представляют собой устройства, известные в системах телеметрии и других системах сбора и передачи данных на расстояние по проводам. В составе этих блоков устройство опроса электронных модулей и передачи последовательного времени информации на блок управления и команд с устройства управления на микропроцессоры расположенные в электронных модулях.

Индикаторное табло 13 блока управления может быть выполнено на базе световых диодов, миниатюрных лампочек накаливания или с применением цифровых индикаторов. В состав его включены триггерные схемы. При поступлении с регистра ЗУ сигнала "I" питание подается на индикатор соответствующего канала, и он высвечивается, при появлении "0" индикатор гаснет.

Пульт выбора программ 14 вместе с устройством формирования команд 15 представляет собой клавишное устройство, по своей схеме и принципу действия аналогичное клавишному устройству, применяемому в персональных компьютерах, только с меньшим количеством выдаваемых команд.

Все устройство питается от блока питания 20, скомпонованного с блоком управления 12. В состав устройства включен отдельный блок приема-передачи специальный телевизионный информации 23, приемопередатчик работает на свободных участках радио- или телевизионного диапазона, принимаемых антеннами. Он используется для приема и передачи целевой конфиденциальной информации в текущем масштабе времени или "пакетного типа", навигационной репортерской, коммерческой, бедствия и т.п. Приемопередатчик может быть любого типа и видов модуляции с выходной мощностью, которую допускают антенны применяемого типа и допускаемой дальностью действия. Он может работать (включаться - выключаться) как в ручном режиме, так и в режиме автомата, например от программно-навигационных средств с автоматической установкой угла азимута и частоты приема-передачи как в симплексном,так и в дуплексном режимах.

Устройство в целом работает следующим образом. С пульта выбора программ включается режим сканирования. Сформированный схемой формирования команд сигнал через блоки приема и передачи информации и команд проходит в программо-задающее устройство микропроцессорного блока. Рабочая программа сканирования вводится в процессор, который начинает ее выполнение. Сканирование осуществляется с тактовой частотой, определяемой рабочей программой из условия отсутствия мелькания кадров на экранах телевизоров. На выходах автомата поиска и слежения, подключенных к переключающим диодам, каждый такт возникает или снимается запирающее напряжение в соответствии с алгоритмами, приведенными в табл. 1, 2, 3. При отсутствии запирающего напряжения на том или ином диоде возникает электрическая связь соответствующих антенных элементов с фидерами или закорачивание данной точки на заземление. Наличие запирающего напряжения на диоде обеспечивает отсутствие связи между элементами, которые соединяют данный диод. Таким образом формируется необходимая схема соединений антенных элементов в каждой антенне, обеспечивающая создание диаграмм направленности для приема сигналов с одного из N направлений. Все N направления сканируются последовательно в пределах 360^o по азимуту или в пределах, заданных программо-задающим автоматом.

Сигналы теле-и радиопередатчиков, принятые антеннами, направляются на приемоанализирующие блоки, на выходах которых формируются сигналы по каждому из каналов приема, пропорциональные уровню принятых сигналов, которые после их преобразования в дискретную форму в аналого-цифровом блоке запоминаются запоминающим устройством микропроцессорного устройства. Информация о наличии и уровне сигналов по всем утвержденным каналам, снятая при сканировании, затем с запоминающего устройства передается через блоки приема и передачи на блок управления и выводится на индикаторное табло. На табло высвечивается информация, поступающая от всех антенн антенного блока. Пользователь по своему желанию включает ту или иную передаваемую в это время программу путем нажатия клавиши на пульте выбора программ. Команда на формирование нужной диаграммы направленности формируется соответствующей схемой блока управления и направляется в микропроцессорное устройство, которое, исходя из данных, имеющихся в ЗУ, формирует необходимые для создания необходимой схемы-сборки антенных элементов, синтезируется антенна с диаграммой направленности для приема сигналов с нужного направления. Сигнал с антенны проходит через усилитель-преобразователь и подается на теле- или радиоприемники.

Если устройство расположено на транспортном средстве, то при изменениях курса направление на передающую станцию постепенно выходит из пределов ширины диаграммы направленности. В этом случае при ослаблении принимаемого сигнала ниже определенного уровня автомат поиска и слежения вырабатывает команду на ввод в действие программы поиска направления ДН, обеспечивающего максимальный уровень принимаемого сигнала. Для более быстрого осуществления поиска сканирование производится в пределах 1-2 направлений вправо и влево от первоначально выбранного направления, в процессоре проводится операция сравнения принимаемых уровней сигналов и информации, имеющейся в ЗУ. По результатам "больше" или "меньше" процессор определяет направление переключения ДН. Затем производится необходимое переключение ДН. Сканирование в пределах 360^o и запись информации в ЗУ о наличии работающих радио- и телепередатчиках проводится каждый раз при включении той или иной программы или при полном пропадании сигнала. Так как эта операция занимает очень мало времени, она незаметна для пользователя. Результаты сканирования затем сразу выводятся на индикаторное табло. Данный принцип работы характерен для всех используемых поддиапазонов частот, учитывая характер прямолинейного распространения фронта электромагнитной волны, передатчика и обеспечивает прием электромагнитных колебаний с горизонтальной и вращающейся поляризацией.

Для вертикальной поляризации значительно уменьшается дальность качественного приема.

В см-диапазоне приема сигналов спутникового ТЛВ прямая видимость передатчика по углу места обеспечивается характерам формирования ДН рупорной антенны - достаточно широкий угол с относительно равномерным уровнем приема в его пределах.

При установке данного устройства на морском судне электронный модуль работает как нониусная установка, а "грубая" стабилизация может быть обеспечена существующими методами, например гироподвесом.

Формула изобретения

1. Способ приема радио- и телевизионных сигналов, заключающийся в том, что формируют и изменяют направление диаграммы направленности антенного блока последовательно по N выбранным направлениям, запоминают информацию об имеющихся сигналах, формируют диаграмму направленности, обеспечивающую прием в необходимом направлении, и осуществляют прием выбранной программы телевидения и радио, отличающийся тем, что направление диаграммы направленности антенного блока формируют и изменяют одновременно в метровом, дециметровом и сантиметровом диапазонах, информацию об имеющихся сигналах выводят на индикаторное табло, по показаниям индикатора выбирают для приема ту или иную программу, а формирование диаграммы направленности, обеспечивающей прием в необходимом направлении выбранной программы, осуществляет с помощью управляющего устройства.

2. Устройство для приема радио- и телевизионных сигналов, содержащее антенный блок, включающий антенны метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов, и усилители-преобразователи, каждый из которых подключен к соответствующей антенне, отличающееся тем, что в него включен блок управления, содержащий индикаторное табло, пульт выбора программ, блок формирования команд, блок передачи информации и команд и блок приема-передачи специальной радио- и телевизионной информации, включаемый в ручном или автоматическом режиме с установкой угла азимута и частоты приема-передачи, связанный с антенным блоком через блок управления, антенный блок выполнен в виде вертикального набора антенн метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов, каждая из которых выполнена на плоском диске из диэлектрического материала, на котором размещены антенные элементы, выполненные нанесением радиопроводящих покрытий, и имеют управляемую остронаправленную диаграмму направленности, в центральной части каждого диска размещен электронный модуль, заключенный в единый корпус, внешняя поверхность которого заземлена, при этом антенные элементы антенны метрового диапазона имеют форму узких клиньев, расширяющихся от центральной части диска к периферии симметрично с обеих сторон, электрически замкнутые по торцу диска, к внутренним концам клиньев подсоединены коммутирующие устройства, антенные элементы антенны дециметрового диапазона имеют форму директорных антенн, нанесенных с обеих сторон диска, у которых концы, ближние к центру дисков, подсоединены к коммутирующим устройствам антенна сантиметрового диапазона представляет собой два наложенных друг на друга диэлектрических основания с участковым нанесенным радиопроводящим покрытием, верхнее основание имеет прорези по форме рупоров с переходом в волновод от периферии к центру, образующие совместно с нижним основанием при совмещении набор гибридных объемно-полосковых рупоров, размещенных радиально и равномерно по кругу диска, волноводная часть каждого рупора, ближняя к центру диска, имеет несколько возбудителей-приемников электромагнитных колебаний, соединенных с коммутирующими устройствами, единичные антенные элементы метрового и дециметрового диапазонов имеют несколько точек подсоединения коммутирующих устройств, электронный модуль включает соответствующий диапазону частот усилитель-преобразователь, приемоанализирующий блок, на выходах которого формируются сигналы по каждому из каналов приема, пропорциональные уровню принятых сигналов, аналого-цифровой преобразователь, осуществляющий преобразование выходных сигналов приемоанализирующего блока в дискретную форму, и микропроцессорный блок, включающий блок передачи информации и команд-сигналов, сформированных блоком формирования команд блока управления, запоминающий блок, запоминающий информацию о наличии и уровне сигналов по всем каналам приема в дискретной форме и передающий ее через блоки передачи информации и команд на блок управления для ввода на индикаторное табло, и автомат поиска и слежения, который при сканировании формирует управляющее напряжение для коммутирующих блоков антенн, а при ослаблении принимаемого сигнала ниже определенного уровня вырабатывает команду на ввод в действие программы поиска направления диаграммы направленности, обеспечивающего максимальный уровень принимаемого сигнала, и программозадающий блок, на который поступает через блок передачи информации и команд сигнал, сформированный блоком формирования команд блока управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18