Устройство дистанционного мониторинга систем жизнеобеспечения сложных объектов

Предлагаемое устройство относится к области радиосвязи и может быть использовано для передачи сигналов управления с диспетчерского пункта на системы жизнеобеспечения (теплоснабжения, водоснабжения, газоснабжения, электроснабжения, канализации, вентиляции и т.д.) сложных объектов, а также для сбора информации с указанных систем для централизованного контроля и управления технологическими процессами на них.

Технической задачей изобретения является повышение помехоустойчивости и достоверности обмена аналоговой и дискретной информацией между диспетчерским пунктом и системами жизнеобеспечения сложных объектов путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам.

Устройство дистанционного мониторинга систем жизнеобеспечения сложных объектов содержит диспетчерский пункт и системы жизнеобеспечения сложных объектов.

Диспетчерский пункт (каждая система жизнеобеспечения сложных объектов) содержит источник 1.1 (1.2) аналоговых сообщений, модулятор 2.1 (2.2) с двойным видом модуляции, генератор 3.1 (3.2) несущей частоты, амплитудный модулятор 4.1 (4.2), фазовый манипулятор 5.1 (5.2), источник 6.1 (6.2) дискретных сообщений, передатчик 7.1 (7.2), первый гетеродин 8.1 (8.2), первый смеситель 9.1 (9.2), усилитель 10.1 (10.2) первой промежуточной частоты, первый усилитель 11.1 (11.2) мощности, дуплексер 12.1 (12.2), приемопередающую антенну 13.1 (13.2), приемник 14.1 (14.2), второй усилитель 5.1 (15.2) мощности, второй гетеродин 16.1 (16.2), второй смеситель 17.1 (17.2), усилитель 18.1 (18.2) второй промежуточной частоты, амплитудный ограничитель 19.1 (19.2), синхронный детектор 20.1 (20.2), перемножитель 21.1 (21.2), полосовой фильтр 22.1 (22.2), фазовый детектор 23.1 (23.2), блок 24.1 регистрации и анализа (исполнительный блок 24.2), усилитель 25.1 (25.2) суммарной частоты, амплитудный детектор 26.1 (26.2) и ключ 27.1 (27.2). 3 ил.

 

Предлагаемое устройство относится к области радиосвязи и может быть использовано для передачи сигналов управления с диспетчерского пункта на системы жизнеобеспечения (теплоснабжения, водоснабжения, газоснабжения, электроснабжения, канализации, вентиляции и т.п.) сложных объектов, а также для сбора информации с указанных систем для централизованного контроля и управления технологическими процессами на них.

Традиционно эксплуатация систем жизнеобеспечения как гражданских, так и военных объектов финансируется по, так называемому, «остаточному принципу». Такой подход привел к тому, что большая часть оборудования систем жизнеобеспечения выработала свой ресурс, и его износ составляет от 50 до 80%. Особенно тяжелая ситуация сложилась в теплоснабжении объектов.

Суровые климатические условия, характерные для большей части территории России, предопределяют теплоснабжение как наиболее значимый как в социальном, так и в техническом отношении сектор экономики.

Около 50% объектов теплоснабжения и тепловых сетей требуют замены, не менее 15% находятся в аварийном состоянии. На каждые 100 км тепловых сетей ежегодно регистрируется в среднем 70 повреждений. Потери тепла в тепловых сетях достигают 30%, капитального ремонта или полной замены требуют 80% общей протяженности сетей.

Основными причинами подобного состояния систем теплоснабжения являются: износ оборудования и тепловых сетей, дефицит финансирования, слабое управление и другие.

Для решения накопившихся в последние десятилетия проблем как в теплоснабжении, так и в других системах жизнеобеспечения сложных объектов, необходимо осуществление комплексных мер, среди которых важное место занимают устройства дистанционного мониторинга систем жизнеобеспечения сложных объектов.

Известны устройства дистанционного мониторинга систем жизнеобеспечения сложных объектов (авт. свид. СССР NN 830.304, 911.464, 930.254, 1.075.426, 1.233.105, 1.276.594, 1.291.984, 1.522.417, 1.626.428, 1.663.784, 1.665.531, 1.780.080, 1.798.738; патенты РФ NN 2.001.531, 2.013.018, 2.019.052, 2.156.551, 2.214.691, 2.215.370, 2.264.034, 2.286.026, 2.313.911, 2.329.608, 2.447.598, 2.504.903; патенты США NN 4.328.581, 5.058.136, 5.077.538, 5.499.760, 5.856.027, 6.128.476; патент Франции N 2.438.877; патенты ЕР NN 0.405.512, 0.486.830, 0.669.740; патенты WO NN 96/10.309, 97/20.438; Тепляков И.М. и др. Радиосистемы передачи информации. М.: Радио и связь, 1982, с. 237, рис. 12.2 и другие).

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является «Региональная информационная система связи» (патент РФ N 2.264.034, Н04В 7/00, 2004), которая и выбрана в качестве базового объекта. Известная система дуплексной радиосвязи построена с использованием супергетеродинных приемников, в которых одно и тоже значение второй промежуточной частоты Wпp2 может быть получено в результате приема сигналов на четырех частотах: W1, W2, Wз1 и Wз2; т.е.

Wпp2 = W1 - Wr1, Wпp2 = Wr1 - Wз1,

wпp2=Wr2 - W2, Wпp2 = Wз2 - Wr2.

Следовательно, если частоты настройки W1 и W2 принять за основные каналы приема, то наряду с ними будут иметь место зеркальные каналы приема, частоты Wз1 и Wз2 которых отличаются от частот W1 и W2 на 2Wпp2 и расположены симметрично (зеркально) относительно частот Wr1 и Wr2 гетеродинов (рис. 2). Преобразование по зеркальным каналам происходит с тем же коэффициентом преобразования Кпр, что и по основным каналам приема. Поэтому они наиболее существенно влияют на помехоустойчивость и достоверность обмена аналоговой и дискретной информацией между диспетчерским пунктом и системами жизнеобеспечения сложных объектов.

Кроме зеркальных существуют и другие дополнительные (комбинационные) каналы приема.

В общем виде любые комбинационные каналы приема имеют место при выполнении условий:

Wпp2 = (± m Wki ± n Wr1),

Wпp2 = (± m Wkj± n Wr2),

где Wki, Wkj - частоты i-го и j-го комбинационных каналов приема;

m, n, i, j - целые положительные числа.

Наиболее вредными комбинационными каналами приема являются каналы, образующиеся при взаимодействии первых гармоник частот сигналов с гармониками частот гетеродинов малого порядка (второй, третьей), так как чувствительность супергетеродинных приемников по этим каналам близка к чувствительности основных каналов приема. Так, четырем комбинационным каналам приема при m=1 и n=2 соответствуют частоты:

Wk1 = 2 W r1 - Wпp2, Wk2 = 2Wr1 + Wпp2,

Wk3 = 2 Wr2 - Wпp2, Wk4 = 2 Wr2 + Wnp2.

Наличие ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным (зеркальным и комбинационным) каналам приема, приводит к снижению помехоустойчивости и достоверности обмена аналоговой и дискретной информацией между диспетчерским пунктом и системами жизнеобеспечения сложных объектов.

Технической задачей изобретения является повышение помехоустойчивости и достоверности обмена аналоговой и дискретной информацией между диспетчерским пунктом и системами жизнеобеспечения сложных объектов путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам.

Поставленная задача решается тем, что устройство дистанционного мониторинга систем жизнеобеспечения сложных объектов, содержащее, в соответствии с ближайшим аналогом, диспетчерский пункт и системы жизнеобеспечения сложных объектов, при этом диспетчерский пункт и каждая система жизнеобеспечения сложных объектов содержат последовательно включенные источник аналоговых сообщений, амплитудный модулятор, второй вход которого соединен с выходом генератора несущей частоты, фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с выходом источника дискретных сообщений, первый смеситель, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, усилитель первой промежуточной частоты, первый усилитель мощности, дуплексер, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, второй усилитель мощности, второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, и усилитель второй промежуточной частоты, последовательно включенные амплитудный ограничитель, синхронный детектор и блок регистрации и анализа, последовательно подключенные к выходу амплитудного ограничителя перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, полосовой фильтр и фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, а выход подключен к второму входу блока регистрации и анализа, между диспетчерским пунктом и каждой системой жизнеобеспечения сложных объектов устанавливается дуплексная радиосвязь с использованием сложных сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией на одной несущей частоте, при этом на диспетчерском пункте эти сигналы излучаются на частоте

W1 = Wпp1 = Wr2,

где Wпp1 - первая промежуточная частота,

Wr2 - частота второго гетеродина,

а принимаются на частоте

W2 = Wпр3 = Wr1,

где Wпp3 - третья промежуточная частота,

Wr1 - частота первого гетеродина,

а на каждой системе жизнеобеспечения сложных объектов, наоборот, сложные сигналы с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией на одной несущей частоте излучаются на частоте W2, а принимаются на частоте W1, частоты Wr1 и Wr2 гетеродинов разнесены на значение второй промежуточной частоты

Wr2 - Wr1 = Wпp2,

на каждой системе жизнеобеспечения сложных объектов блок регистрации и анализа выполнен в виде исполнительного блока, отличается от ближайшего аналога тем, что диспетчерский пункт и каждая система жизнеобеспечения сложных объектов снабжены усилителем суммарной частоты, амплитудным детектором и ключом, причем к выходу второго смесителя последовательно подключены усилитель суммарной частоты, амплитудный детектор и ключ, второй вход которого соединен с выходом усилителя второй промежуточной частоты, а выход подключен к входу амплитудного ограничителя и к второму входу синхронного детектора.

Структурная схема устройства дистанционного мониторинга систем жизнеобеспечения сложных объектов представлена на рис. 1. Частотная диаграмма, иллюстрирующая принцип преобразования сигналов, показана на рис. 2. Временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства, изображены на рис. 3.

Диспетчерский пункт (система жизнеобеспечения) содержит последовательно включенные источник 1.1 (1.2) аналоговых сообщений, амплитудный модулятор 4.1 (4.2), второй вход которого соединен с выходом генератора 3.1 (3.2) несущей частоты, фазовый манипулятор 5.1 (5.2), второй вход которого соединен с выходом источника 6.1 (6.2) дискретных сообщений, первый смеситель 9.1 (9.2), второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина 8.1 (8.2), усилитель 10.1 (10.2) первой промежуточной частоты, первый усилитель 11.1 (11.2) мощности, дуплексер 12.1 (12.2), вход-выход которого связан с приемопередающей антенной 13.1 (13.2), второй усилитель 15.1 (15.2) мощности, второй смеситель 17.1 (17.2), второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 16.1 (16.2), усилитель 25.1 (25.2) суммарной частоты, амплитудный детектор 26.1 (26.2), ключ 27.1 (27.2), второй вход которого через усилитель 18.1 (18.2) второй промежуточной частоты соединен с выходом второго смесителя 17.1 (17.2), амплитудный ограничитель 19.1 (19.2), синхронный детектор 20.1 (20.2), второй вход которого соединен с выходом ключа 27.1 (27.2), и блок 24.1 (исполнительный блок 24.2) регистрации и анализа.

К выходу амплитудного ограничителя 19.1 (19.2) последовательно подключены перемножитель 21.1 (21.2), второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина 8.1 (8.2), полосовой фильтр 22.1 (22.2) и фазовый детектор 23.1 (23.2), второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 16.1 (16.2), а выход подключен ко второму входу блока 24.1 (исполнительного блока 24.2) регистрации и анализа.

Последовательно включенные генератор 3.1 (3.2) несущей частоты, амплитудный модулятор 4.1 (4.2) и фазовый манипулятор 5.1 (5.2) образуют модулятор 2.1 (2.2) с двойным видом модуляции.

Первый гетеродин 8.1 (8.2), первый смеситель 9.1 (9.2), усилитель 10.1 (10.2) первой промежуточной частоты и первый усилитель 11.1 (11.2) мощности образуют передатчик 7.1 (7.2).

Второй усилитель 15.1 (15.2) мощности, второй гетеродин 16.1 (16.2), второй смеситель 17.1 (17.2), усилитель 18.1 (18.2) второй промежуточной частоты, усилитель 25.1 (25.2) суммарной частоты, амплитудный детектор 26.1 (26.2), ключ 27.1 (27.2), амплитудный ограничитель 19.1 (19.2), синхронный детектор 20.1 (20.2), перемножитель 21.1 (21.2), полосовой фильтр 22.1 (22.2) и фазовый детектор 23.1 (23.2) образуют приемник 14.1 (14.2).

Между диспетчерским пунктом и каждой системой жизнеобеспечения сложных объектов устанавливается дуплексная радиосвязь с использованием сложных сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией (АМ-ФМн) на одной несущей частоте.

Устройство дистанционного мониторинга систем жизнеобеспечения сложных сигналов работает следующим образом.

Для передачи сообщений и команд с диспетчерского пункта включается генератор 3.1 несущей частоты, который формирует высокочастотное гармоническое колебание (фиг. 3, а)

,

где Uc1, Wc, ϕс1, Tc1 - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность высокочастотного гармонического колебания, которое поступает на первый вход амплитудного модулятора 4.1. На второй вход последнего с выхода источника 1.1 аналоговых сообщений подается модулирующая функция m1(t) (фиг. 3, б), содержащая аналоговое сообщение.

На выходе амплитудного модулятора 4.1 образуется амплитудно-модулированный (AM) сигнал (фиг.3, в).

,

который поступает на первый вход фазового манипулятора 5.1, на второй вход которого подается модулирующий код M1 (t) (фиг. 3, г) с выхода источника 6.1 дискретных сообщений. На выходе фазового манипулятора 5.1 формируется сложный сигнал с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией (АМ-ФМн) (фиг. 3, д)

,

где ϕk1(t)={0,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом М1 (t), причем ϕk1 (t)=coust при Кτэ<t<(k+1)τэ и может изменяться скачком при t=Кτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (К-1.2, …, N1):

τэ, N1 - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Тс1с1=N1⋅τэ),

который поступает на первый вход первого смесителя 9.1, на второй вход которого подается напряжение первого гетеродина 8.1

.

На выходе смесителя 9.1 образуются напряжения комбинационных частот/ Усилителем 10.1 выделяется напряжение первой промежуточной (суммарной) частоты

,

где ;

Wup1=Wc+Wr1 - первая промежуточная (суммарная) частота;

ϕпр1=ϕс1r1.

Это напряжение после усиления в усилителе 11.1 мощности через дуплексер 12.1 поступает в приемопередающую антенну 13.1, излучается ею в эфир на частоте W1, улавливается приемопередающей антенной 13.2 системы жизнеобеспечения и через дуплексер 12.2 и усилитель 15.2 мощности поступает на первый вход смесителя 17.2. На второй вход смесителя 12.2 подается напряжение Ur1 (t) гетеродина 16.2. На выходе смесителя 17.2 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 18.2 и 25.2 выделяются напряжение второй промежуточной (разностной) и первой суммарной частот:

,

,

где ; Wup2=W1-Wr1 - вторая промежуточная (разностная) частота;

W∑i=Wr1+W1 - первая суммарная частота;

ϕпр2пр1r1; ϕ∑1пр1r1.

Напряжение u∑1(t) первой суммарной частоты, выделяемое усилителем 25.2, частота настройки Wн1 которого равна W∑1 (Wн1=W∑1), детектируется амплитудным детектором 26.2 и поступает управляющий вход ключа 27.2, открывая его. В исходном состоянии ключ 27.2 всегда закрыт. При этом напряжение uup2 (t) второй промежуточной частоты (фиг. 3, е) с выхода усилится 18.2 второй промежуточной частоты через открытый ключ 27.2 поступает на вход амплитудного ограничителя 19.2 и на первый (информационный) вход синхронного детектора 20.2. На выходе амплитудного ограничителя 19.2 образуется напряжение (фиг. 3, ж)

,

где Uo - порог ограничителя,

которое представляет собой ФМн сигнал и поступает на второй (опорный) вход синхронного детектора 20.2 и на первый вход перемножителя 21.2.

На выходе синхронного детектора 20.2 образуется первое низкочастотное напряжение (фиг. 3, з)

,

где , пропорциональное модулирующей функции m1 (t)

(фиг. 3, б).

Это напряжение поступает на первый вход исполнительного блока 24.2. На второй вход перемножителя 21.2 подается напряжение гетеродина 8.2

.

На выходе перемножителя 21.2 образуется напряжение третьей промежуточной (разностной) частоты (фиг. 3, 11)

,

где ;

Wup3=Wr2-Wup2 - третья промежуточная (разностная) частота;

ϕпр3r2uр2,

которое представляет собой ФМн сигнал на частоте Wr1=Wup3 гетеродина 16.2.

Это напряжение выделяется полосовым фильтром 22.2 и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 23.2, на второй (опорный) вход которого подается напряжение ur1 (t) гетеродина 16.2. На выходе фазового детектора 23.2 образуется второе низкочастотное напряжение (фиг. 3, к)

,

где ,

пропорциональное модулирующему коду М1 (t) (фиг. 3, 2). Это напряжение поступает на второй вход исполнительного блока 24.2.

Описанная выше работа супергетеродинного приемника 14.2 соответствует случаю приема полезных АМ-ФМн сигналов по основному каналу на частоте W1 (фиг. 2).

Если ложный сигнал (помеха) поступает на вход приемника 14.2 по первому зеркальному каналу на частоте Wз1,

,

то на выходе смесителя 17.2 образуются следующие напряжения:

,

,

где ;

Wup2 = Wr1-Wз1 - вторая промежуточная (разностная) частота;

W∑3 = Wr1+Wз1 - третья суммарная частота;

ϕuр4 = ϕr1 - ϕз1; ϕ∑4 = ϕз1 + ϕr1.

Напряжение uпp4(t) попадает в полосу пропускания усилителя 18.2 второй промежуточной частоты. Однако напряжение u∑3(t) не попадает в полосу пропускания усилителя 25.2 первой суммарной частоты (W∑1 - W∑3 = 2 Wпp2). Ключ 27.2 не открывается и ложный сигнал (помеха), принимаемый по первому зеркальному каналу на частоте Wз1, подавляется. По аналогичной причине подавляются и ложные сигналы (помехи), принимаемые по другим дополнительным каналам.

При передаче сообщений с системы жизнеобеспечения сложных объектов с помощью генератора 3.2 несущей частоты формируется высокочастотное гармоническое колебание

,

которое поступает на первый вход амплитудного модулятора 4.2. На второй вход амплитудного модулятора 4.2 с выхода источника 1.2 аналоговых сообщений подается модулирующая функция m2(t), содержащая аналоговые сообщения.

На выходе амплитудного модулятора 4.2 образуется AM сигнал

которое поступает на первый вход фазового манипулятора 5.2, на второй вход которого подается модулирующий код M2(t) с выхода источника 6.2 дискретных сообщений. На выходе фазового манипулятора 5.2 формируется сложный АМ-ФМн сигнал

,

который поступает на первый вход смесителя 9.2, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 8.2

.

На выходе смесителя 9.2 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 10.2 выделяется напряжение третьей промежуточной (разностной) частоты

где ;

Wпp3 = Wr2 - Wc - третья промежуточная (разностная) частота;

ϕ6r2 - ϕс2.

Это напряжение после усиления в усилителе 11.2 мощности через дуплексер 12.2 поступает в приемопередающую антенну 13.2, излучается ею в эфир на частоте W2, улавливается приемопередающей антенной 13.1 диспетчерского пункта и через дуплексер 12.1 и усилитель 15.1 мощности поступает на первый вход смесителя 17.1. На второй вход смесителя 17.1 подается напряжение ur2(t) гетеродина 16.1. На выходе смесителя 17.1 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 18.1 и 25.1 выделяются напряжения второй промежуточной (разностной) и второй суммарной частот:

,

,

где ;

Wпp2 = Wr2 - W2 - вторая промежуточная (разностная) частота;

W∑2 = W2 + Wr2 - вторая суммарная частота;

ϕпр4 = ϕr2 - ϕ6; ϕ∑2 = ϕ6 + ϕr2.

Напряжение u∑2 (t) второй суммарной частоты выделяется усилителем 25.1, частота настройки Wн2 которого выбрана равной W∑2 (Wн2 = W∑2), детектируется амплитудным детектором 26.1 и поступает на управляющий вход ключа 27.1, открывая его. В исходном состоянии ключ 27.1 всегда закрыт. При этом напряжение uup4(t) второй промежуточной частоты с выхода усилителя 18.1 через открытый ключ 27.1 поступает на вход амплитудного ограничителя 19.1 и на первый (информационный) вход синхронного детектора 20.1.

На выходе амплитудного ограничителя 19.1 образуется напряжение

,

где Uo - порог ограничения,

которое поступает на второй (опорный) вход синхронного детектора 20.1 и первый вход перемножителя 21.1.

На выходе синхронного детектора 20.1 образуется низкочастотное напряжение

,

где ;

пропорциональное модулирующей функции m2(t). Это напряжение поступает на первый вход блока 24.1 регистрации и анализа.

На второй вход перемножителя 2.1 подается напряжение ur1(t) гетеродина 8.1, на выходе которого образуется напряжение

,

где ,

которое представляет собой ФМн сигнал на частоте Wr2 гетеродина 16.1. Это напряжение выделяется полосовым фильтром 22.1 и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 23.1, на второй (опорный) вход которого подается напряжение ur2(t) гетеродина 16.1. На выходе фазового детектора 23.1 образуется низкочастотное напряжение

,

где ,

пропорциональное модулирующему коду М2(t). Это напряжение поступает на второй вход блока 24.1 регистрации и анализа.

Описанная выше работа супергетеродинного приемника 14.1 соответствует случаю приема полезных АМ-ФМн сигналов по основному каналу на частоте W2 (фиг.2).

Если ложный сигнал (помеха) поступает на вход приемника 14.1 по второму зеркальному каналу на частоте Wз2

,

то на выходе смесителя 17.1 образуются следующие напряжения:

,

,

где ;

Wпp2 = Wз2 - Wr2 - вторая промежуточная (разностная) частота;

W∑4 = Wr2+Wз2 - четвертая суммарная частота;

Фпр6з2 - ϕr2; ϕ∑4 = ϕr2з2.

Однако напряжение u∑4(t) не попадает в полосу пропускания усилителя 25.1 суммарной частоты (W∑4 - W∑2=2 Wпp2), ключ 27.1 не открывается и ложный сигнал (помеха), принимаемый по второму зеркальному каналу на частоте Wз2, подавляется.

По аналогичной причине подавляются и ложные сигналы (помехи), принимаемые по другим дополнительным каналам.

Сложные сигналы с комбинированной амплитудной модуляцией (АМ-ФМн) на одной несущей частоте обладают высокой энергетической и структурной скрытностью.

Энергетическая скрытность сложных АМ-ФМн сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени и по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный АМ-ФМн сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами и помехами. Причем энергия сложного АМ-ФМн сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.

Структурная скрытность сложных АМ-ФМн сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы кваиоптимальную обработку сложных АМ-ФМн сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемника.

Сложные АМ-ФМн сигналы позволяют применять современный вид селекции - структурную селекцию. Это значит, что появляется новая возможность разделять сигналы, действующие в одной и той же полосе частот и в одни и те же промежутки времени.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает повышение помехоустойчивости и достоверности обмена аналоговой и дискретной информации между диспетчерским пунктом и системами жизнеобеспечения сложных объектов. Это достигается за счет подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальным и комбинационным каналам, методом суммарной частоты. Данный метод отличается высокой эффективностью и простотой технической реализации. При этом на выходе каждого смесителя образуются напряжения промежуточной (разностной) и суммарной частот. Как правило, используется только напряжение промежуточной (разностной) частоты.

В предлагаемом устройстве используется напряжение не только промежуточной (разностной) частоты, но и напряжение суммарных частот. Причем напряжения суммарных частот используются для подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам.

Устройство дистанционного мониторинга систем жизнеобеспечения сложных объектов, содержащее диспетчерский пункт и системы жизнеобеспечения сложных объектов, при этом диспетчерский пункт и каждая система жизнеобеспечения сложных объектов содержат последовательно включенные источник аналоговых сообщений, амплитудный модулятор, второй вход которого соединен с выходом генератора несущей частоты, фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с выходом источника дискретных сообщений, первый смеситель, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, усилитель первой промежуточной частоты, первый усилитель мощности, дуплексер, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, второй усилитель мощности, второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, и усилитель второй промежуточной частоты, последовательно включенные амплитудный ограничитель, синхронный детектор и блок регистрации и анализа, последовательно подключенные к выходу амплитудного ограничителя перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, а выход подключен ко второму входу блока регистрации и анализа, между диспетчерским пунктом и каждой системой жизнеобеспечения сложных объектов устанавливается дуплексная радиосвязь с использованием сложных сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией на одной несущей частоте, при этом на диспетчерском пункте эти сигналы излучаются на частоте

W1=Wпр1=Wr2,

где Wпр1 - первая промежуточная частота,

Wr2 - частота второго гетеродина,

а принимаются на частоте W2=Wпр3=Wr1,

где Wпp3 - третья промежуточная частота,

Wr1 - частота первого гетеродина,

а на каждой системе жизнеобеспечения сложных объектов, наоборот, сложные сигналы с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией на одной несущей частоте излучаются на частоте W2, а принимаются на частоте W1, частоты Wr1 и Wr2 гетеродинов разнесены на значение второй промежуточной частоты

Wr2-Wr1=Wпр2,

на каждой системе жизнеобеспечения сложных объектов блок регистрации и анализа выполнен в виде исполнительного блока, отличающееся тем, что диспетчерский пункт и каждая система жизнеобеспечения сложных объектов снабжены усилителем суммарной частоты, амплитудным детектором и ключом, причем к выходу второго смесителя последовательно подключены усилитель суммарной частоты, амплитудный детектор и ключ, второй вход которого соединен с выходом усилителя второй промежуточной частоты, а выход подключен к входу амплитудного ограничителя и к второму входу синхронного детектора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системам радиосвязи и может быть использовано при выборе частот излучения, которые обеспечивают электромагнитную совместимость (ЭМС) и малый уровень помех.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в автоматической адаптивной пакетной ВЧ радиосвязи. Технический результат состоит в расширении функциональных возможностей системы за счет введения операций: обхода выведенного из строя сегмента подсистемы наземной связи с помощью трансляции по ВЧ радиоканалу «Земля-Земля» от ближайшей к обрыву подсистемы наземной связи доступной ВЧ наземной станции по ВЧ радиоканалам «Земля-Земля» к другой доступной ВЧ наземной станции, находящейся на другой стороне обрыва, дублирования функций планирования связи и динамического управления ресурсами связи центра управления ВЧ системы обмена пакетными данными в ведущих зональных ВЧ наземных станциях.

Изобретение относится к области техники связи и может быть использовано в системах спутниковой и радиорелейной связи, а также в радиолиниях типа «точка-точка». Технический результат состоит в увеличении эффективности использования спектра радиосистемой, использующей одну поляризацию за счет одновременной передачи в точку приема q радиосигналов с одинаковой несущей частотой, но различными поляризациями.

Изобретение относится к области техники связи и может быть использовано в многолучевых спутниковых системах доступа к информационным ресурсам. Техническим результатом изобретения является распределение мощности бортовых передатчиков между сигналами многолучевой спутниковой системы доступа к информационным ресурсам при ограничениях на нижние пороги скоростей передачи информации в пользовательских соглашениях.

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано в радиосетях декаметрового диапазона широкого применения. Технический результат состоит в повышении помехоустойчивости приема данных при мешающем воздействии сосредоточенных по спектру синусоидальных и флуктуационных помех.

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано в радиосетях декаметрового диапазона широкого применения. Технический результат состоит в повышении помехоустойчивости приема данных при мешающем воздействии сосредоточенных по спектру синусоидальных и флуктуационных помех.

Изобретение относится к способу связи между клиентским устройством и беспроводным периферийным устройством в системе связи. Технический результат заключается в обеспечении связи между клиентским устройством и периферийным устройством и ее защиты.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах спутниковой связи. Технический результат состоит в повышении надежности управления группой спутников.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для демодуляции сигнала, несущего сообщение, переданное наземным радиомаяком. Технический результат состоит в повышении точности определения местоположения аварийных радиомаяков спутниковой системой.

Изобретение относится к области радиосвязи. Техническим результатом является повышение надежности работы и качества передаваемой информации по радиоканалам в условиях воздействия на передачу радиопомех.

Изобретение относится к области слежения за полетом космических аппаратов (КА) и может быть использовано в командно-измерительной системе (КИС) спутниковой связи. Способ включает передачу с наземного сегмента управления КИС по линии «Земля - КА» сигналов, содержащих команды управления КА. На входе приемного устройства КА оценивают отношение сигнал/шум принятого сигнала. Это отношение переводят в отношение энергии бита к спектральной плотности мощности шума и далее рассчитывают вероятность ошибки на бит информации. Рассчитанное её значение включают в телеметрический кадр, который передают по линии «Земля - КА» в наземный комплекс управления. Там сравнивают рассчитанное и требуемое значения вероятности. Если первое меньше второго, то увеличивают мощность передающего наземного устройства до обеспечения требуемой вероятности ошибки на бит информации. Технический результат изобретения состоит в предотвращении сбоев при выдаче командно-программной информации и обеспечении непрерывных сеансов связи с космическим аппаратом на всех этапах его жизненного цикла. 1 ил.

Изобретение относится к крупномасштабным сетям и узлам радиодоступа диапазона ДКМВ и может быть использовано для создания национальных или континентальных сетей радиодоступа со сплошной зоной обслуживания. Технический результат состоит в увеличении радиуса зоны обслуживания территориального узла радиодоступа до 3000 км, исключении замираний сигнала. Для этого сеть ДКМВ содержит многоканальные стационарные узлы территориального радиодоступа, состоящие из разнесенных приемных и передающих радиоцентров, программно-определяемые абонентские радиотерминалы, связанные с узлами сети адаптивными линиями радиодоступа, стационарные узлы зенитного радиодоступа с радиусом зоны обслуживания до 500 км, основной и запасной центры управления сетью, причем соседние стационарные опорные узлы территориального радиодоступа расположены в вершинах смежных равносторонних сферических треугольников с длиной стороны не более 3000 км по дуге большого круга и имеют зону радиодоступа радиусом до 3000 км каждый; адаптивные линии абонентского радиодоступа из сплошной зоны к стационарным опорным узлам территориального радиодоступа, магистральные линии межузловой связи организованы с применением ионосферной моды 1F2, программно-определяемые сетевые абонентские радиотерминалы содержат встроенный навигационный приемник для определения местоположения, а узел содержит в своем составе комплекты приемных и передающих антенн радиодоступа, а также программно-аппаратные комплексы зондирования ионосферы, определения пространственных параметров радиолиний и определения рабочих диапазонов частот, обеспечивающих ведение сеансов модой 1F2. 5 ил.

Изобретение относится к спутниковой системе связи, в частности к системе управления космическим аппаратом (КА ) и предназначено для исключения искажения команд управления, передаваемых с наземного комплекса управления (НКУ) на борт КА, вызванного узкополосной помехой. Для обеспечения технического результата в бортовую аппаратуру командно-телеметрической системы КА введены узел вычитания, формирователь компенсирующего сигнала, блок определения модуля, блок синхронизации, блок оперативной памяти и блок формирователя командного сигнала. В случае появления помехи принятая команда, искаженная помехой, также записывается в блок оперативной памяти, в блоке определения модуля, в паузе командного сигнала, выявляется наличие сигнала помехи по ненулевому значению напряжения на выходе блока определения модуля. В результате этого с выхода блока определения модуля поступает сигнал, по которому запрещается передача искаженного командного сигнала, записанного в блок оперативной памяти, в дешифратор команд. 4 ил.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах космической связи. Технический результат состоит в повышении надежности связи и точности определения координат радиобуев. Для этого станция приёма информации от аварийных радиобуев космической системы поиска и спасания включает единый комплекс обработки и выдачи информации, содержащий аппаратно-программные средства определения координат и вектора скорости радиобуя и управления наведением антенн, выполненных полноповоротными, на среднеорбитальные ИСЗ спутниковых навигационных систем, а также средства отображения информации. Комплекс обработки и выдачи информации подключён к средствам обработки информации упомянутого информационно-измерительного комплекса через коммутатор-маршрутизатор и сеть типа Ethernet и обеспечивает управление оборудованием данного комплекса. Способ управления наведением антенн предусматривает наведение антенн станции (системы) приёма и обработки информации в течение заданного временного интервала на созвездие из среднеорбитальных космических аппаратов с наибольшей площадью зоны обслуживания, в которой обеспечивается заданная точность определения координат радиобуев. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к авиационной радиосвязи и может быть использовано для организации декаметровой (ДКМ) радиосвязи в каналах «борт летательного аппарата (ЛА) - наземный опорный радиоцентр (ОпРЦ)» на незакрепленных частотах без частотного планирования. Технический результат заключается в обеспечении автоматической бесперебойной ДКМ-радиосвязи с надежностью информационного обмена 0,95-0,99, крипто- и помехозащищенностями каналов связи и экономией частотного ресурса. Для этого в радиоканал «борт ЛА - наземный ОпРЦ» вводится технология ионосферного мониторинга (ИМ), реализуемая с помощью линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) сигналов и позволяющая определять радиопрогностические параметры ионосферного канала, включая основной параметр - оптимальную рабочую частоту (ОРЧ) в реальном масштабе времени. При этом наземные ОпРЦ оснащаются аппаратно-программными комплексами ионосферного мониторинга, а борт ЛА - четырехканальным приемником-анализатором ЛЧМ-сигналов, способным одновременно принимать и анализировать сигналы от четырех пространственно-разнесенных наземных ОпРЦ. В результате обеспечивается адаптация по частоте и пространству, что дает возможность работы на одной ОРЧ, определенной для данного времени для одного из четырех ОпРЦ, наиболее подходящего по условиям распространения ДКМ-радиоволн и помеховой обстановке. При деградации параметров работающего канала ниже допустимых значений передача управления каналом «борт ЛА - наземный ОпРЦ» новому ОпРЦ осуществляется по сети магистральных линий, связывающих между собой все ОпРЦ и выполняющих роль так называемого «обратного канала». Каждый ЛА, выходящий в эфир, использует свободную частоту на основе собственного анализа занятости этой частоты по данным ИМ, тем самым исключается создание взаимных помех. 2 ил.

Изобретение относится к области радиосвязи и предназначено для использования в радиосетях широкого применения, в частности радиосетях адаптивной КВ-радиосвязи. Технический результат заключается в организации системы коротковолновой радиосвязи, состоящей из N взаимосвязанных через радиоэфир узлов связи, автоматическом управлении работой коммутатора приемного центра с помощью вычислителя, выборе вероятностно-оптимальной частоты с помощью сканирующего по частоте одного из n приемных трактов, управляемого вычислителем, для адаптации системы. Изобретение заключается в том, что в каждый приемный центр системы коротковолновой радиосвязи введен вычислитель, соединенный двухсторонними связями с базой данных с внешним входом, формирователем сигналов управления всех приемных трактов, многотрактовой аппаратурой приема и обработки КВ сигналов с приемными антеннами и с блоком управления и отображения, k входов вычислителя соединены с k выходами многотрактовой аппаратуры приема и обработки КВ сигналов с приемными антеннами, а его k выходов - с k входами соответствующего формирователя сигналов управления всех приемных трактов, (k+1)-й выход вычислителя соединен с управляющим входом коммутатора приемного тракта. 1 ил.

Изобретение относится к области систем мобильной связи с использованием системы со многими входами и многими выходами, представляющей собой передачу с пространственным мультиплексированием, где различные потоки данных параллельно передаются с передающих антенн, и обеспечивает устранение конкуренции между потоками данных. В системе беспроводной связи передающее устройство (1) передает для каждого из множества потоков данных блок данных с присоединенной информацией идентификации блока данных, которая не конфликтует между потоками данных, принимающее устройство (2) выполняет синтез повторной передачи для уже принятого блока данных и повторно переданного блока данных, к которым присоединена одинаковая информация идентификации блока данных, на основании информации идентификации блока данных, присоединенной к принятому блоку данных. Кроме того, в случае если количество передаваемых потоков между передающим устройством (1) и принимающим устройством (2) варьируется (уменьшается), свойство согласования блока данных, которое является целью синтеза повторной передачи, может быть сохранено и связь может быть продолжена в нормальном режиме. 1 з.п. ф-лы, 32 ил.

Изобретение относится к области радиопередающих устройств и может быть использовано в составе бортовой аппаратуры космических аппаратов. Технический результат заключается в уменьшении величины интермодуляционных искажений третьего и пятого порядка сигналов радиопередающих устройств. Устройство состоит из семи блоков умножения, трех блоков суммирования, двух блоков масштабирования, блока инвертирования и трех блоков временной задержки. Оптимальные значения коэффициентов масштабирования подбирают при регулировании цифрового устройства с известными нелинейными характеристиками. 1 ил.

Изобретение относится к средствам для приема независимых потоков информации. Техническим результатом является увеличение объема передаваемой информации командной радиолинией командно-измерительной системы (КИС) при использовании резерва сигнально-кодовой конструкции информационного сигнала, что позволяет обеспечить прием передаваемого дополнительного потока информации с любой скоростью без введения дополнительной антенны или дополнительного приемного устройства КИС и без изменения требований к антенно-фидерному устройству. Устройство, содержащее первый полосовой фильтр с полосой 2 МГц, шесть перемножителей свертки сигнала, обнаружитель, второй полосовой фильтр с полосой 200 кГц, мультиплексор МХ, третий полосовой фильтр с частотной настройкой F0-Fт/2, кольцо фазовой автоподстройки системы слежения за задержкой, N- и М-разрядные генераторы псевдослучайной последовательности, четвертый полосовой фильтр с полосой 5 кГц, пятый полосовой фильтр с частотной настройкой F0+Fт/2, блок частотной автоподстройки, канал измерения скорости, два интегратора, кольцо фазовой автоподстройки по несущей, шестой полосовой фильтр с полосой 64 кГц, фильтр нижних частот, синхронный детектор. 1 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиопередающем устройстве наземной радионавигационной станции (РНС) длинноволнового диапазона. Достигаемый технический результат - повышение точности навигационных определений автономным потребителям. Технический результат достигается тем, что в радиопередающее устройство, состоящее из возбудителя, усилителя мощности, согласующего устройства и антенны, дополнительно между генератором и усилителем мощности вводятся фазосдвигающее устройство, блок суммирования (сумматор), блок формирования сигнала повышенной точности, содержащий делитель напряжения, генератор псевдослучайной последовательности (ПСП), умножитель. При этом генератор формирует сигнал стандартной точности (СТ), делитель напряжения делит пополам амплитуду навигационного сигнала СТ, генератор ПСП формирует ПСП биполярных импульсов, перемножитель формирует фазокодоманипулированный (ФКМн) сигнал, фазосдвигающее устройство сдвигает начальную фазу несущего импульса на π/4, сумматор формирует навигационный сигнал, включающий сигнал СТ и сигнал ПТ, что позволяет сохранить стандартный навигационный сигнал, обеспечивая возможность навигационных определений стандартной точности с использованием существующего парка навигационной аппаратуры потребителей. 5 ил.

Предлагаемое устройство относится к области радиосвязи и может быть использовано для передачи сигналов управления с диспетчерского пункта на системы жизнеобеспечения сложных объектов, а также для сбора информации с указанных систем для централизованного контроля и управления технологическими процессами на них.Технической задачей изобретения является повышение помехоустойчивости и достоверности обмена аналоговой и дискретной информацией между диспетчерским пунктом и системами жизнеобеспечения сложных объектов путем подавления ложных сигналов, принимаемых по дополнительным каналам.Устройство дистанционного мониторинга систем жизнеобеспечения сложных объектов содержит диспетчерский пункт и системы жизнеобеспечения сложных объектов.Диспетчерский пункт содержит источник 1.1 аналоговых сообщений, модулятор 2.1 с двойным видом модуляции, генератор 3.1 несущей частоты, амплитудный модулятор 4.1, фазовый манипулятор 5.1, источник 6.1 дискретных сообщений, передатчик 7.1, первый гетеродин 8.1, первый смеситель 9.1, усилитель 10.1 первой промежуточной частоты, первый усилитель 11.1 мощности, дуплексер 12.1, приемопередающую антенну 13.1, приемник 14.1, второй усилитель 5.1 мощности, второй гетеродин 16.1, второй смеситель 17.1, усилитель 18.1 второй промежуточной частоты, амплитудный ограничитель 19.1, синхронный детектор 20.1, перемножитель 21.1, полосовой фильтр 22.1, фазовый детектор 23.1, блок 24.1 регистрации и анализа, усилитель 25.1 суммарной частоты, амплитудный детектор 26.1 и ключ 27.1. 3 ил.

Наверх