Устройство формирования или приема радиочастотного сигнала в управляемой ракете с управлением по волоконно-оптическому кабелю
Владельцы патента RU 2730069:
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" (RU)
Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в управляемых ракетах с управлением по волоконно-оптическому кабелю, использующих радиочастотные сигналы для передачи информации и наведения. Технический результат - повышение надежности работы устройства за счет уменьшения уровня фазовых шумов опорного сигнала, а также упрощение устройства и уменьшение его стоимости. Устройство содержит станцию управления, блок усиления радиочастотного сигнала, блок обработки, полосно-пропускающий фильтр, нелинейное устройство модуляции или демодуляции, оптические модулятор и демодулятор. При этом устройство дополнительно содержит внешний синтезатор высокостабильного опорного сигнала для формирования или приема радиочастотного сигнала, расположенный на станции управления. Упомянутый синтезатор выполнен с возможностью смешивания его сигнала с сигналами управления. Выход оптического демодулятора соединен со входом полосно-пропускающего фильтра. Вход оптического модулятора соединен с выходом внешнего синтезатора высокостабильного опорного сигнала. 2 ил.
Изобретение относится к ракетной технике. Изобретение может быть использовано в управляемых ракетах с управлением по волоконно-оптическому кабелю, использующих радиочастотные сигналы для передачи информации и наведения.
Блок-схема типичного устройства формирования или приема радиочастотного сигнала в ракете с управлением по оптоволоконному кабелю представлена на Фиг. 1. Примером использования подобного устройства может быть ракета SpikeNLOS/1/. Устройство состоит из блока усиления радиочастотного сигнала, синтезатора опорного сигнала, полосно-пропускающего фильтра, нелинейного устройства модуляции/демодуляции радиочастотного сигнала и блока обработки.
Наиболее близким к заявленному изобретению является устройство приема радиочастотного сигнала в ракете RALAS которое содержит те же основные элементы, что и устройство приема на Фиг. 1/2/. Данное устройство было выбрано в качестве прототипа.
Описанные выше типичное устройство приема или передачи и прототип имеют основной недостаток, заключающийся в необходимости включения синтезатора опорного сигнала в состав ракеты, что приводит к невозможности использования термостатированных генераторов опорного сигнала для синтезатора частот, вследствие их больших габаритов, долгого выхода на режим и значительного энергопотребления.
Задачей изобретения является уменьшение уровня фазовых шумов опорного сигнала, упрощение конструкции и уменьшение стоимости устройства.
Устройство формирования или приема радиочастотного сигнала в управляемой ракете с управлением по волоконно-оптическому кабелю состоит из блока усиления радиочастотного сигнала (1), который соединен с нелинейным устройством модуляции или демодуляции (2), второй вход которого соединен с выходом полосно-пропускающего фильтра (4), вход которого соединен с выходом оптического демодулятора (6), вход которого соединен волоконно-оптическим кабелем (7), вход которого соединен с выходом оптического модулятора (8), вход которого соединен с синтезатором высокостабильного опорного сигнала (5), обработчик (16) соединен с устройством модуляции или демодуляции (3).
Сформированный на станции управления сигнал, переданный по волоконно-оптическому кабелю, обладает меньшим уровнем фазовых шумов, чем достижимый уровень при использовании синтезатора опорного сигнала в составе ракеты. Так как конструкция ракеты предполагает наличие волоконно-оптического демодулятора для получения сигналов управления, сложность устройства ракеты в сравнении с традиционным подходом в виде использования синтезатора частот на борту ракеты уменьшается.
Задача достигается путем использования внешнего генератора высокостабильного сигнала. На станции управления в генераторе высокостабильного опорного сигнала Сформируется высокостабильный сигнал с низким уровнем фазовых шумов. Данный сигнал переносится оптическим модулятором (8) в оптический диапазон. По волоконно-оптическому кабелю (7) сигнал поступает в ракету. В ракете сигнал с помощью оптического демодулятора (6) переносится в радиочастотный диапазон и поступает на полосно-пропускающий фильтр (4). С выхода полосно-пропускающего фильтра (4) сигнал поступает на нелинейное устройство для формирования/приема радиочастотного сигнала (2). Станция управления допускает использование устройств с большими массогабаритными показателями и обладает большим ресурсом по энергопотреблению, чем ракета, что позволяет использовать термостатированный генератор опорного сигнала для синтезатора частот. Волоконно-оптический кабель обладает крайне низкими потерями на распространение.
На Фиг. 1 представлена структурная схема типичная устройства приема радиочастотного сигнала, где:
1. Блок усиления радиочастотного сигнала;
2. Нелинейное устройство модуляции или демодуляции;
3. Обработчик.
4. Полосно-пропускающий фильтр;
5. Синтезатор опорного сигнала;
6. Оптический демодулятор;
7. Волоконно-оптический кабель;
8. Оптический модулятор.
На Фиг. 2 представлена структурная схема предлагаемого изобретения,
где:
1. Блок усиления радиочастотного сигнала;
2. Нелинейное устройство модуляции или демодуляции;
3. Обработчик.
4. Полосно-пропускающий фильтр;
5. Синтезатор высокостабильного опорного сигнала;
6. Оптический демодулятор;
7. Волоконно-оптический кабель;
8. Оптический модулятор.
Пример конкретного исполнения устройства приема радиочастотного сигнала.
На станции управления установлен синтезатор высокостабильного сигнала частотой 14.3 ГГц, с термостатированным кварцевым опорным генератором. Сигнал смешивается с сигналами управления и поступает на оптический модулятор. С выхода оптического модулятора сигнал через волоконно-оптический кабель поступает на борт ракеты на вход оптического демодулятора. С выхода оптического демодулятора сигнал частотой 14.3 ГГц поступает на вход полосно-пропускающего фильтра с центральной частотой полосы пропускания 14.3 ГГц. С выхода полосно-пропускающего фильтра сигнал поступает на вход демодулятора. На второй вход демодулятора поступает сигнал с выхода малошумящего усилителя. Низкочастотный информационный сигнал с выхода демодулятора поступает на вход обработчика, установленного на ракете.
Пример конкретного исполнения устройства формирования радиочастотного сигнала.
На станции управления установлен синтезатор высокостабильного сигнала частотой 34 ГГц, с опорным генератором из цирконата-титаната свинца. Сигнал смешивается с сигналами управления и поступает на оптический модулятор. С выхода оптического модулятора сигнал через волоконно-оптический кабель поступает на борт ракеты на вход оптического демодулятора. С выхода оптического демодулятора сигнал частотой 34 ГГц поступает на вход полосно-пропускающего фильтра с центральной частотой полосы пропускания 34 ГГц. С выхода полосно-пропускающего фильтра сигнал поступает на вход модулятора. На второй вход модулятора поступают модулирующие сигналы из обработчика. С выхода модулятора сигнал поступает на вход усилителя мощности.
Таким образом, предлагаемое изобретение использует генератор опорного сигнала, находящийся на станции управления. Данное решение позволяет упростить устройство ракеты, что уменьшает стоимость устройства. Кроме того, синтезатор, размещенный на станции управления, позволяет использовать более дорогой термостатированный опорный генератор, так как он не пострадает в процессе эксплуатации. Как следствие, предлагаемое изобретение обладает лучшим уровнем фазовых шумов. Предлагаемое изобретение обладает меньшей сложностью, стоимостью устройства и лучшим уровнем фазовых шумов по сравнению с прототипом.
Источники информации:
1. Техника и вооружение. 2014. №10. С. 9.
2. Тактический ракетный комплекс RALAS [Электронный ресурс] / Юферев Сергей. - Электрон, текстовые дан. - Режим доступа: https://army-news.ru/2019/02/protivotankovyj-raketnyj-kompleks-ralas/, свободный - прототип.
Устройство формирования или приема радиочастотного сигнала в управляемой ракете с управлением по волоконно-оптическому кабелю, содержащее станцию управления, блок усиления радиочастотного сигнала, блок обработки, полосно-пропускающий фильтр, нелинейное устройство модуляции или демодуляции, оптические модулятор и демодулятор, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит внешний синтезатор высокостабильного опорного сигнала для формирования или приема радиочастотного сигнала, расположенный на станции управления и выполненный с возможностью смешивания его сигнала с сигналами управления, выход оптического демодулятора соединен со входом полосно-пропускающего фильтра, а вход оптического модулятора соединен с выходом внешнего синтезатора высокостабильного опорного сигнала.
