Система связи

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в сверхширокополосных системах радиолокации и связи. Система связи, предназначенная для передачи цифровых сигналов и решающая задачу увеличения коэффициента перекрытия рабочих частот, содержит источник передаваемого сигнала, делитель мощности, имеющий один вход, подключенный к выходу источника передаваемого сигнала, и два выхода, два усилителя мощности, входы которых соединены с выходами делителя мощности, две передающих антенны, подключенные к выходам усилителей мощности, причем нижняя граничная частота одной передающей антенны выбрана равной верхней граничной частоте другой передающей антенны, и две приемные антенны, причем полоса рабочих частот каждой приемной антенны совпадает с полосой рабочих частот соответствующей передающей антенны, радиоприемное устройство, потребитель принимаемого сигнала, подключенный к выходу радиоприемного устройства, и конденсатор и катушку индуктивности, включенные между приемными антеннами и входом радиоприемного устройства. Технический результат - уменьшение искажений импульсного сигнала, передаваемого по системе связи. 4 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в сверхширокополосных системах радиолокации и связи.

Известно устройство для резервирования каналов связи, содержащее блок управления резервированием, блок переключения каналов, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления резервированием, блок контроля рабочих каналов, блок контроля резервных каналов, блок подключения рабочих каналов, блок подключения резервных каналов, адресный блок, элемент И и блок сравнения [1]. Выходы блока подключения рабочих каналов соединены с соответствующими входами рабочих каналов блока переключения каналов, а выход подключен к входу блока контроля рабочих каналов. Входы блока подключения резервных каналов соединены с соответствующими входами резервных каналов блока переключения каналов, а выход подключен к входу блока контроля резервных каналов, вход управления которого соединен с первым выходом адресного блока. Входы адресного блока соединены с входами блока подключения резервных каналов. Выходы блока контроля рабочих каналов и блока контроля резервных каналов подключены соответственно к первому и второму входам блока сравнения, выход которого подключен к объединенным первому входу элемента И и входу управления адресного блока. Второй выход адресного блока подключен к второму входу элемента И, а третий выход подключен к одному из входов блока управления резервированием, другой вход которого соединен с выходом элемента И. Второй выход блока управления резервированием подключен к входам управления блока сравнения, блока подключения рабочих каналов и блока подключения резервных каналов. Недостатком такого устройства является невозможность его использования в сверхширокополосных системах связи, носителем информации в которых являются цифровые сигналы, представляющие собой последовательность видеоимпульсов [2, 3].

Известны многоканальные устройства связи [4, 5], в которых используются аналогичные технические решения и которые обладают тем же недостатком, что и устройство, описанное в [1].

Наиболее близким к заявляемому объекту по максимальному числу существенных признаков является система связи, содержащая источник передаваемого сигнала, усилитель мощности, вход которого подключен к выходу источника передаваемого сигнала, передающую антенну, подключенную к выходу усилителя мощности, приемную антенну, радиоприемное устройство, к входу которого подключена приемная антенна, а к его выходу - потребитель принимаемого сигнала [6].

Недостатком устройства-прототипа является принципиальное ограничение коэффициента перекрытия рабочих частот, что связано со сложностью создания сверхширокополосных антенн с коэффициентом перекрытия рабочих частот более 10...15 раз при одновременном обеспечении приемлемого КСВН [7, 8].

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое решение, - увеличение коэффициента перекрытия рабочих частот системы связи, предназначенной для передачи цифровых сигналов.

Это достигается тем, что в систему связи, содержащую источник передаваемого сигнала, усилитель мощности, передающую антенну, подключенную к выходу усилителя мощности, приемную антенну, радиоприемное устройство, к выходу которого подключен потребитель принимаемого сигнала, введены делитель мощности, имеющий один вход и два выхода, вход делителя мощности подключен к выходу источника передаваемого сигнала, а его первый выход - к входу усилителя мощности, дополнительный усилитель мощности, вход которого подключен ко второму выходу делителя мощности, дополнительная передающая антенна, подключенная к выходу дополнительного усилителя мощности, конденсатор, включенный между приемной антенной и входом радиоприемного устройства, дополнительная приемная антенна и катушка индуктивности, включенная между дополнительной приемной антенной и входом радиоприемного устройства.

На фиг.1 представлена функциональная схема предложенной системы связи. На фиг.2-4 представлены различные расчетные характеристики системы связи, функциональная схема которой приведена на фиг.1, на которых через h(t) обозначена форма сигнала на входе потребителя принимаемого сигнала.

Система связи (фиг.1) содержит источник передаваемого сигнала 1, делитель мощности 2, имеющий один вход и два выхода, вход делителя мощности 2 подключен к выходу источника передаваемого сигнала 1, первый усилитель мощности 3, вход которого подключен к первому выходу делителя мощности 2, второй усилитель мощности 4, вход которого подключен ко второму выходу делителя мощности 2, первую передающую антенну 5, подключенную к выходу первого усилителя мощности 3, вторую передающую антенну 6, подключенную к выходу второго усилителя мощности 4, первую приемную антенну 7, вторую приемную антенну 8, радиоприемное устройство 9, конденсатор 10, включенный между первой приемной антенной 7 и входом радиоприемного устройства 9, катушку индуктивности 11, включенную между второй приемной антенной 8 и входом радиоприемного устройства 9, при этом выход радиоприемного устройства 9 подключен к потребителю принимаемого сигнала 12.

Система связи работает следующим образом. Нижняя граничная частота первой передающей антенны 5 выбирается равной верхней граничной частоте второй передающей антенны 6. Делитель мощности 2, первый усилитель мощности 3, второй усилитель мощности 4 и радиоприемное устройство 9 имеют полосу рабочих частот от нижней граничной частоты второй передающей антенны 6 до верхней граничной частоты первой передающей антенны 5. Полоса рабочих частот первой приемной антенны 7 совпадает с полосой рабочих частот первой передающей антенны 5. Полоса рабочих частот второй приемной антенны 8 совпадает с полосой рабочих частот второй передающей антенны 6. Конденсатор 10 и катушка индуктивности 11 образуют частотно-разделительную цепь первого порядка [9] и предотвращают взаимное влияние первой приемной антенны 7 и второй приемной антенны 8 друг на друга. В этом случае при условии идеальности элементов системы связи ее нормированную передаточную характеристику относительно волнового сопротивления и частоты стыковки частотно-разделительной цепи можно описать в символьном виде дробно-рациональной функцией комплексного переменного:

где p=j Ω;

Ω=ω/2πf_ст - нормированная частота;

ω - текущая круговая частота;

f_ст - частота стыковки частотно-разделительной цепи, образованной конденсатором 10 и катушкой индуктивности 11;

a₁=2C_1H;

a₂=L_1НC_1H;

b₁=1,5C_1H+0,5L_1H;

b₂=L_1HC_1H;

C_1Н=С₁R_H2πf_ст - нормированное относительно R_H и f_ст значение емкости конденсатора 10;

L_1H=L₁2πf_ст/R_H - нормированное относительно R_H и f_ст значение индуктивности катушки 11;

R_H - волновое сопротивление системы связи.

Из системы уравнений [10]:

получим условия, при которых отсутствуют искажения амплитудно-частотной и переходной характеристик системы связи, обусловленные ее двухканальной структурой:

L_1H=1; C_1H=1.

В этом случае полоса рабочих частот системы связи будет равна сумме полос рабочих частот первой 5 и второй 6 передающих антенн, а ее фазовая характеристика будет оставаться линейной в полосе рабочих частот системы связи. При передаче цифровых сигналов по рассматриваемой системе связи ее характеристики будут соответствовать характеристикам системы с одноканальной структурой и полосой рабочих частот равной сумме полос рабочих частот первой 5 и второй 6 передающих антенн.

На фиг.2 представлена расчетная форма сигнала на входе потребителя принимаемого сигнала 12 при отключенных первой передающей 5 и первой приемной 7 антеннах, при условиях, что на вход делителя мощности 2 от источника передаваемого сигнала 1 подается идеальный импульс длительностью 30 нс, а коэффициент перекрытия рабочих частот передающих 5 и 6 и приемных 7 и 8 антенн равен 15. На фиг.3 представлена расчетная форма сигнала на входе потребителя принимаемого сигнала 12 при отключенных второй передающей 6 и второй приемной 8 антеннах, при условиях, что на вход делителя мощности 2 от источника передаваемого сигнала 1 подается идеальный импульс длительностью 30 нс, а коэффициент перекрытия рабочих частот передающих 5 и 6 и приемных 7 и 8 антенн равен 15. На фиг.4 представлена расчетная форма сигнала на входе потребителя принимаемого сигнала 12 при работе всех антенн системы связи, при условиях, что на вход делителя мощности 2 от источника передаваемого сигнала 1 подается идеальный импульс длительностью 30 нс, а коэффициент перекрытия рабочих частот передающих 5 и 6 и приемных 7 и 8 антенн равен 15.

Положительный эффект от использования заявляемого объекта (по отношению к устройству-прототипу) заключается в уменьшении искажений импульсного сигнала при его передаче по системе связи.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №944480, кл. Н 04 J 1/15, 30.09.80. Устройство для резервирования каналов связи / В.В.Смирнов, А.Ю.Лапин, Б.И.Таранченко.

2. Иммореев И.Я. Сверхширокополосные радиосистемы // Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связи и акустике: Сборник докладов Всероссийской научной конференции. Муром, 1-3 июля 2003 г. - Муром: Изд.-полиграфический центр МИВлГУ, 2003. - С.7-16.

3. Брызгалов А.П. Применение сверхширокополосных сигналов большой длительности в связи и локации // Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связи и акустике: Сборник докладов Всероссийской научной конференции. Муром, 1-3 июля 2003 г. - Муром: Изд.-полиграфический центр МИВлГУ, 2003. - С.22-27.

4. Авторское свидетельство СССР №1493071, кл. Н 04 J 3/02, 29.04.87. Корреляционная система передачи и приема информации / А.С.Кочетов.

5. Авторское свидетельство СССР №1094561, кл. Н 04 J 1/16, 16.07.82. Устройство для резервирования каналов связи / А.Ю.Лапин, В.В.Смирнов, Н.А.Кузнецова, А.Л.Бравичев.

6. Радиоприемные устройства. Под общей редакцией В.И.Сифорова. - М.: Советское радио, 1974. - 560 с. [стр.6] - прототип.

7. Андреев Ю.А., Буянов Ю.И., Кошелев В.И., Плиско В.В. Сверхширокополосные комбинированные антенны и решетки // Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связи и акустике: Сборник докладов Всероссийской научной конференции. Муром, 1-3 июля 2003 г. - Муром: Изд.-полиграфический центр МИВлГУ, 2003. - С.48-53.

8. Вершинин И.М., Малютин Н.Д. Широкополосные вибраторно-щелевые антенны // Проблемы современной радиоэлектроники и систем управления: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Томск, 2-4 октября 2002 г. - Томск: Изд-во ТУ СУР, 2002. - С.108-111.

9. Ильюшенко В.Н., Титов А.А. Многоканальные импульсные устройства с частотным разделением каналов // Радиотехника. - 1991. - №1. - С.22-24.

10. Алексеев О.В., Грошев Г.А., Чавка Г.Г. Многоканальные частотно-разделительные устройства и их применение. - М.: Радио и связь, 1981. - 135 с.

Система связи, содержащая источник передаваемого сигнала, усилитель мощности, передающую антенну, подключенную к выходу усилителя мощности, приемную антенну и радиоприемное устройство, к выходу которого подключен потребитель принимаемого сигнала, отличающаяся тем, что в нее введены делитель мощности, имеющий один вход и два выхода, вход делителя мощности подключен к выходу источника передаваемого сигнала, а его первый выход - к входу усилителя мощности, дополнительный усилитель мощности, вход которого подключен ко второму выходу делителя мощности, дополнительная передающая антенна, подключенная к выходу дополнительного усилителя мощности, конденсатор, включенный между приемной антенной и входом радиоприемного устройства, дополнительная приемная антенна и катушка индуктивности, включенная между дополнительной приемной антенной и входом радиоприемного устройства, при этом нижняя граничная частота одной передающей антенны выбрана равной верхней граничной полосе другой передающей антенны, полосы рабочих частот приемных антенн различны, и полоса рабочих частот каждой из приемных антенн совпадает с полосой рабочих частот соответствующей передающей антенны.