Радиопередающее устройство

Изобретение относится к области радиотехники и может использоваться в радиотелеметрических системах. Достигаемый технический результат - повышение надежности получения информации об объекте в режиме обнаружения и поиска. Радиопередающее устройство содержит источник постоянного тока, блок контроля параметров, первый элемент ИЛИ, формирователь модулирующих импульсов, амплитудный модулятор, усилитель мощности, умножитель, коммутатор ВЧ-колебаний, блок ВЧ-генераторов, формирователь управляющих импульсов, второй элемент ИЛИ, блок контроля напряжения источника тока, формирователь сигналов поиска. 5 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиотелеметрических системах для получения информации с воздушных и спасаемых космических объектов при их приземлении или других наземных объектов при остановке в режиме поиска и обнаружения этих объектов.

Известен телеметрический радиопередатчик [1], содержащий генератор, модулятор, преобразователь с повышением частоты, переключатель и усилитель мощности и модулятор, который передает по Q1 и I1 входам телеметрическую информацию.

Недостатком такой системы является передача информации с постоянной скоростью без учета условий применения. Например, на спасаемом или аварийном аппарате ограничена емкость источника питания, а метеоусловия не позволяют вовремя провести поиск, обнаружение и спасение объекта контроля.

Ограниченная емкость источника питания и, как следствие, ограниченное время работы радиопередающего устройства на борту объекта контроля, когда из-за неблагоприятных метеоусловий или всевозможных технических причин невозможно своевременно провести поиск, обнаружение и спасение объекта контроля может привести к потерям возможности обнаружения объектов по радиосигналам, что существенно усложняет задачу поиска и спасения и приводит к временным потерям.

Объектами контроля могут быть любые подвижные объекты.

Известно радиопередающее устройство [2], которое содержит задающий генератор, соединенный через буферный каскад со входом первого модулирующего каскада, формирователь импульсов, соединенный с импульсным модулятором, выход которого непосредственно соединен с модуляционным входом модулируемых каскадов, а через задержку, формирователь импульсов и второй импульсный модулятор - с модулирующим входом последнего модулирующего каскада, выход которого является выходом устройства. Скорость передачи данным радиопередающим устройством задается фиксированной и не зависит от остаточного заряда источника питания.

Наиболее близким по технической сущности является радиопередающее устройство [3], содержащее блок контроля, формирователь управляющих импульсов, элемент ИЛИ, формирователь модулирующих импульсов, блок ВЧ-генераторов и последовательно включенные коммутатор ВЧ-колебаний, умножитель, амплитудный модулятор и усилитель мощности, при этом выход последнего является выходом устройства.

Недостатком данного устройства является низкая надежность получения информации от объекта во время обнаружения и поиска за счет ограниченной во времени работы радиопередающего устройства при ограниченной емкости питания источника тока.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности получения информации об объекте во время обнаружения и поиска за счет ограниченной во времени работы радиопередающего устройства при ограниченной емкости источника питания.

Технический результат достигается тем, что в радиопередающее устройство, содержащее источник постоянного тока, блок контроля параметров, основной выход которого через один из входов первого элемента ИЛИ и формирователь модулирующих импульсов подключен к модуляционному входу амплитудного модулятора, выход которого подключен ко входу усилителя мощности, выход усилителя мощности является ВЧ-выходом устройства, ВЧ-вход амплитудного модулятора через умножитель подключен к выходу коммутатора ВЧ-колебаний, к коммутационным входам которого подключен блок ВЧ-генераторов, а его вход управления подсоединен к выходу формирователя управляющих импульсов, соединенного с вторым входом первого элемента ИЛИ, в устройство введен блок контроля напряжения источника тока, вход которого, соединенный с источником постоянного тока и через формирователь сигналов поиска, вход запуска которого соединен с блоком контроля параметров, подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ и первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с формирователем управляющих импульсов, а второй вход - с основным выходом блока контроля параметров.

На фиг.1 изображена блок-схема радиопередающего устройства.

На фиг.2 представлена зависимость длительности информационных посылок от времени, где t_п - длительность информационных посылок, а Т_{повторения} - период следования информационных посылок.

На фиг.3 представлена структура информационных посылок, где ОИ - опорный импульс, И₁…И_N - информационные импульсы, Т_{повторения} - период повторения информационных посылок, Т_И1…Т_ИN - информационные интервалы в посылке, t_п - длительность информационной посылки.

На фиг.4 представлена структура информационных посылок, где ОИ - опорный импульс, k₁, k₂ - кодовые импульсы, И₁…И_N - информационные импульсы, f_ocн, f_доп1, f_доп2 - основная и дополнительные частоты блока ВЧ-генераторов, T_п - период повторения информационных посылок, Т_И1…Т_ИN - информационные интервалы в посылке, t_п - длительность информационной посылки.

На фиг.5 представлена структура информационных посылок в зависимости от напряжения питания передатчика.

Устройство на фиг.1 содержит источник постоянного тока 1, блок контроля параметров 2, основной выход которого через один из входов первого элемента ИЛИ 3 и формирователь модулирующих импульсов 4 подключен к модуляционному входу амплитудного модулятора 5. Выход амплитудного модулятора 5 подключен ко входу усилителя мощности 6, выход которого является ВЧ-выходом устройства. ВЧ-вход амплитудного модулятора 5 соединен с выходом умножителя 7, вход которого подключен к выходу коммутатора ВЧ-колебаний 8. К коммутационным входам коммутатора ВЧ-колебаний 8 подключен блок ВЧ-генераторов 9, а вход управления коммутатора ВЧ-колебаний подсоединен к выходу формирователя управляющих импульсов 10 и второму входу элемента ИЛИ 3. Вход блока контроля напряжения источника тока 11 соединен с источником постоянного тока 1, а выход - с первым входом формирователя сигналов поиска 12. Выход формирователя сигналов поиска 12 подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ и через один из входов второго элемента ИЛИ 13 соединен со входом формирователя управляющих импульсов 10. Ко второму входу второго элемента ИЛИ 13 подключен основной выход блока контроля параметров 2, при этом вход запуска формирователя сигналов поиска 12 подключен к сигнальному выходу блока контроля параметров 2.

Устройство работает следующим образом. В штатном режиме при передаче телеметрической информации блок контроля параметров 2 осуществляет опрос датчиков, расположенных на объекте контроля по заданной программе, и формирует информационные посылки (фиг.2) длительностью посылок t_п и периодом повторения Т_п.

Структура информационных посылок с выхода блока контроля параметров состоит из опорного импульса ОИ и информационных импульсов И₁…И_N приведена на (фиг.3). Временные интервалы (Т_И1…Т_ИN) между опорным (ОИ) и информационными (И₁…И_N) импульсами несут информационную нагрузку.

С основного выхода блока контроля параметров 2 опорный импульс ОИ и информационные импульсы (И₁…И_N) (фиг.4а) через элемент ИЛИ 3 поступают на вход формирователя модулирующих импульсов 4 и через элемент ИЛИ 13 на - формирователь управляющих импульсов 10, который формирует импульсы К1 или К2 для создания кодовых интервалов τ_k1 или τ_k2 (фиг.4б), несущих информацию о принадлежности посылки видеоимпульсов к конкретному объекту контроля, при этом кодовые импульсы К1 и К2, сформированные по длительности с выхода формирователя управляющих импульсов, поступают на вход управления коммутатора ВЧ-колебаний 8 и через третий вход элемента ИЛИ 3 - на вход формирователя модулирующих импульсов 4 (фиг.4в). Формирователь управляющих импульсов 10 осуществляет подключение с помощью коммутатора ВЧ-колебаний 8 необходимого высокочастотного генератора блока ВЧ-генераторов 9 через умножитель 7 ко входу амплитудного модулятора 5 (фиг.4г), в котором осуществляется амплитудная модуляция и с его выхода импульсный высокочастотный сигнал через усилитель мощности 6 поступает на выход устройства.

Блок контроля напряжения источника питания 11 формирует на выходе пару импульсов (фиг.5в), величина временного интервала t=f(Е_пит), которая соответствует (в простейшем случае пропорционально или по заранее установленному закону) напряжению источника постоянного тока в каждый момент времени.

Импульсы с выхода блока контроля напряжения питания 11 поступают на вход формирователя сигналов поиска 12. По окончании активного участка движения объекта контроля на сигнальном выходе блока контроля параметров 2 формируется импульс А (фиг.5а), который поступает на вход запуска формирователя сигналов поиска 12, последний, дополнительно к поступившей на его вход паре импульсов, формирует дополнительный импульс И_п, при этом временной интервал Т1(Т2) между первым и импульсом И_п несет информацию о периодичности излучений Т_излуч импульсной посылки в эфир (фиг.5г). Импульсная посылка с выхода формирователя сигналов поиска 12 через элемент ИЛИ 3 поступает на вход формирователя модулирующих импульсов 4 и через элемент ИЛИ 13 - на вход формирователя управляющих импульсов 10, который формирует защитный кодовый интервал К₁ (фиг.5д), который также поступает через элемент ИЛИ 3 на вход формирователя 4, при этом импульсная посылка с защитным интервалом Т_к поступает на модуляционный вход амплитудного модулятора 5 (фиг.5д). Выходы блока ВЧ-генераторов 9 через коммутатор ВЧ-колебаний 8 подключаются как и в штатном режиме через множитель 7 к модуляционному входу амплитудного модулятора 5, где модулируются и после усиления усилителем мощности 6 поступают на выход радиопередающего устройства. Периодичность излучения импульсных посылок Т_излуч зависит от напряжения источника постоянного тока 1. Например: при Е_пит1 излучение может производиться один раз в секунду, при уменьшении напряжения питания до Е_пит2 - один раз в час или в сутки, при этом временные интервалы Т₁,Т₂…Т_N в посылках содержат информацию о периодичности излучения.

Такое включение в радиопередающее устройство блока контроля напряжения источника тока, второго элемента ИЛИ, формирователя сигналов поиска с соответствующими связями позволяет повысить надежность получения информации от объекта во время обнаружения и поиска, за счет ограниченной во времени работы мощного усилителя мощности при ограниченной емкости питания источника тока. Использование предлагаемого устройства позволит, к примеру, по зарегистрированным импульсным посылкам определить остаточное напряжение источника на борту спасаемого объекта, оценить временные рамки автономной работы радиопередающего устройства и в режиме поиска иметь возможность вычисления времени очередного излучения радиопередающего устройства для точного определения координат объекта.

Вновь введенные узлы и блоки могут быть выполнены по известным схемам с использованием современной элементной базы. Например, блок контроля напряжения источника тока выполнен с использованием аналого-цифрового преобразователя и формирователя импульсов, формирователь сигналов поиска - с использованием цифровых счетчиков, схем сравнения и схем памяти. Причем все они могут быть выполнены на элементной базе с очень малым потреблением тока, что не повлияет на общее потребление тока.

Источники информации

1. ВЧ и СВЧ компоненты и схемотехнические решения М/А-СОМ. Краткий обзор. Июнь 2007 г. Тусо Electronics Our commitment. Your advantage.

2. Радиопередающие устройство. Учебник для вузов. /Л.А.Белов, М.В.Благовещенский - М.: Радио и связь, 1982, с.311-312, рис 21.16.

3. Патент России №2113056, БИ №16, 1998 (прототип).

Радиопередающее устройство, содержащее источник постоянного тока, блок контроля параметров, основной выход которого через один из входов первого элемента ИЛИ и формирователь модулирующих импульсов подключен к модуляционному входу амплитудного модулятора, выход которого подключен ко входу усилителя мощности, выход которого является ВЧ-выходом устройства, ВЧ-вход амплитудного модулятора через умножитель подключен к выходу коммутатора ВЧ-колебаний, к коммутационным входам которого подключен блок ВЧ-генераторов, а его вход управления подсоединен к выходу формирователя управляющих импульсов, соединенного с вторым входом первого элемента ИЛИ, отличающееся тем, что в устройство введен блок контроля напряжения источника тока, вход которого, соединенный с источником постоянного тока и через формирователь сигналов поиска, вход запуска которого соединен с блоком контроля параметров, подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ и первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с формирователем управляющих импульсов, а второй вход - с основным выходом блока контроля параметров.